水除盐系统故障的诊断及治理

水除盐系统故障的诊断及治理

王玉玲

（奎屯锦疆热电有限公司新疆省奎屯市833200）

摘要：由于水源的污染,除盐系统的故障越来越多。为清除除盐系统离子交换树脂的污染与混床出水的污染。除盐系统运行中不仅应控制好出水水质，保证出水量，而且应降低各种消耗，如水耗、药耗、电耗等。除盐设备运行中发生的故障是多方面的，原因也比较复杂，有设备缺陷方面的，树脂不良方面的，还有操作失误方面的。本文分析了水除盐系统故障的诊断及治理内容。

关键词：水除盐系统故障；诊断；治理；

水处理除盐系统中一些故障的诊断与处理技术,包括真空除气器的故障诊断与治理、废弃强碱阴树脂的再利用以及阴床漏钠的治理等，及时采取相应对策，予以消除。

一、水除盐系统故障的诊断及治理

1.混床的污染与治理。除盐系统的混床,主要可能被有机物和微生物所污染,从而影响混床的出力和出水水质。试验证明,混床被有机物污染后,出水有机物含量增加、电导率上升、pH值小于7。首先必须将有机物污染的阴床进行复苏处理,其后,对混床中的强碱阴树脂也应进行处理,降低混床出水所含有机物。混床滋生微生物,在上海杨树浦、湖北青山等电厂都发生过,该微生物为微白色或淡黄色絮状物,使混床出水水质恶化、床体堵塞、出力下降、反洗与再生困难,以致混床难以正常运行。试验研究证实,该微生物为放线菌中的诺卡氏菌类微生物,在pH为中性、有溶解氧和微量钠离子的水中能很好地滋生。因此,定期用2%～2.5%HCl对混床树脂浸泡1.5～2h,然后再进行再生,可以杀死这些微生物。当采用真空除气器时,水中溶解氧一起被去除,使得该微生物不能生长,也能解决混床滋生微生物的问题。

2.阴床漏钠与治理。强碱阴树脂构成的阴床,既不能交换吸附Na+,也不会释放出Na+。但大量统计表明,其出水中的Na+总比进水高出许多,有些高达数十倍,而这些强碱阴树脂并没有混入强酸阳树脂。阴床出水含钠较多时,使阴床出水除硅效果变差,从而影响到阴床出水水质,并使混床出水水质下降、周期制水量减少。试验研究认为,阴床漏Na+主要是由于天然水中含有高价无机阴离子和有机物等原因所致。高价无机阴离子如CO32-与ROH交换生成RHCO3,当在不足量NaOH再生下,生成RNaCO3。当投入运行时,酸性水中的H+将RNaCO3中的Na+置换出来,使阴床出水含Na+比进水含Na+高。天然水中的有机物污染强碱阴树脂使其骨架上含有羧酸基团,当用NaOH再生时,水中含NaOH,使出水中的Na+比进水中的Na+高。阴床间断运行时,RNaCO3发生水解,也会使阴床出水Na+增加。定期采用碱性氯化钠溶液复苏强碱阴树脂,洗脱树脂中的有机物及高价无机阴离子等有害杂质,可大大减少阴床漏Na+。尽量维持阴床的连续运行,也可减少阴床漏Na+。

3.真空除气器的故障诊断与治理。真空除气器一般是利用蒸汽喷射器将塔内抽成真空,达到液体饱和蒸汽压,使水中CO2、O2等溶解气体逸出,可减轻阴床的负担,同时可初步除氧。真空除气器的蒸汽流量和蒸汽压力不稳定,下部液位计不能正常投运等原因,会严重影响真空除气器的除氧效率,从而影响到阴床的周期制水量。真空除气器运行很不稳定,除气效率有时高达90%,有时低至20%;阴床周期制水量有时可达2800t,有时只有1300t。为稳定真空除气器的运行,进行了如下治理:一是调整好除气器下部液位计,做到能够自动调节水位。二是对三级蒸汽喷射器进行了酸洗除垢处理,增加蒸汽流通面积,提高蒸汽流量。三是对蒸汽喷射器喷嘴加固,防止蒸汽散射。四是对蒸汽压力、真空除气器下部液位等进行调整,使运行达到设计指标。另外,现场也通过试验排除了凝汽器的泄漏、生产返回水等因素影响蒸汽氢电导率超标的可能。

二、实例分析

某厂水处理除盐系统共有两套，正常情况下一用一备，系统失效每月再生总数为8次，其中#1、2除盐系统分别再生了4次，都是由于阴床漏硅失效，系统运行跨度最长的为12天，最短的不足一周，严重威胁着制水系统的安全可靠运行。

1.阴床失效而阳床未失效的现象表现。根据树脂的选择性吸附顺序，HSiO3－阴离子最难于被吸附，因此阴树脂失效时SiO2首先漏出，监测阴床漏硅的情况可以判断阴床终点。运行末期，进入阴床的硅酸开始泄漏，先和阳床漏出的少量钠（NaOH）反应生成硅酸钠，使电导率出现小幅下降（历时几分钟至十几分钟左右），后由于硅泄漏量迅速增加，且其它阴离子开始泄漏，形成相应的酸，导致电导率迅速上升。目前情况下运行末期电导率下降0.2～0.3μs/cm应作为失效点，注意严密检测。

2.针对现状剖析存在的原因。根据RO系统运行状况结合检查各组再生情况针对性地排查出存在以下几种原因：

（1）由于二期水处理系统改造设计上的问题，除盐系统运行中阴阳树脂长期在高压条件下运行，容易导致造成树脂压实板结和破碎现象。通过检查历史运行记录，发现反渗透系统阳床运行进水压力经常在0.55~0.60MPa左右，阴床运行进水压力正常控制在0.32~0.36Mpa。从每次反洗情况取样看也证实了树脂有一定的破碎现象。

（2）阴树脂污染或树脂层高不够。a.由于长期运行的阴树脂可能遭受有机物、胶体等污染，交换能力下降。由于经常的硅失效，在再生时树脂中的胶体硅未被完全除去，致使强碱性阴树脂吸着的可溶性硅酸盐HsiO3-水解为硅酸，并在树脂内逐渐聚合成胶体状态的多硅酸析出，覆盖在树脂表面上并堵塞孔道，使其交换容量下降，周期制水量下降。一般表现为阴树脂在使用一定时间后，出现颜色变深、体积膨胀；设备周期制水量减少；正洗时间延长、出水漏硅量增大、电导率值上升等现象。有时床层失效退出大反洗时流量调节和监督不到位，存在树脂大量流失现象，造成树脂层高明显低于设置标准1.6m且有乱层情况。破碎的树脂增多，加上树脂老化，床层反洗控制不当，造成树脂的流失。使得床层层高下降，有效树脂量减少，总交换容量降低，影响了系统的制水量。

（3）RO脱盐率有所下降，反渗透产水变差，突出表现在运行进水压力不见增加（结垢现象不太明显），产水DD明显升高，#1RO产水电导在48μs/cm，#2RO产水在42μs/cm。二级除盐系统进水含盐量的上升，加重了运行床层的负担，降低了除盐系统制水量。

（4）虽然对再生液进碱浓度作了低浓度规定，但事实上树脂仍存在过饱和浓度，进碱、排废液浓度监督不力现象，由于阴床底部排水装置为石英砂垫层，阴树脂再生用碱液和石英砂会发生如下反应：NaOH+SiO2=Na2SiO3，容易导致系统树脂再吸附和再生后正洗效果差。一般碱液浓度应控制在1~1.2%为宜。

（5）由于除盐系统运行年限较长，阴床内部配水装置、排水装置、再生液分配装置可能出现不畅或损坏，引起偏流。

3.采取的措施。一是联系检修适时检查床层体内阴树脂高度，并根据规定阴树脂层高1.6m的要求相应补充部分阴树脂，并反洗膨出少量树脂由化常班进行工交全分析，根据树脂状况通过水力输送树脂至阴树脂复苏罐中进行体外反洗复苏。二是运行中加强对床层进水压力变化的监督，通过及时调节中泵开度或阳床进水门，来适当降低阴床进水压力，有效缓解树脂破碎。加强运行床层失效点监控，防止树脂深度失效，对深度失效树脂需彻底再生。对再生状况进行对比试验，以确认在线浓度控制的准确性，在保证最低再生剂用量的前提下，避免浓度高硅胶生成，阴床再生剂浓度可控制在1~1.2%，加强再生过程监督，确保其再生效果。三是加强对RO系统的日常监督和清洗维护，确认进水PH值是否偏高现象，必要时进行适量酸化调节，以保证良好的进水条件下的除盐效果。四是利用设备大小修时机对阴床内部配水装置、排水装置、再生液分配装置进行彻底检查，及时消除缺陷。在线监测和取样分析离子色谱分析方法测定的除盐水水质如表1所示。

4.工作建议。一是化学实验班和化学运行班全力配合完成树脂的工作交换容量分析和污染性质分析。二是组织讨论并制定完善树脂处理方案，提前做好购买新树脂的准备。三是根据实际情况合理安排两套除盐系统的树脂复苏及树脂添加工作。四是针对RO系统运行年限较长，应根据分段检测结果对具体的污染膜元件必要时进行局部更换或采取相对应的化学清洗。

随着水源污染的日益严重,水除盐系统的故障越来越多。及时开展运行分析是为了总结和提高，有利于我们运行人员不断提高专业技能，相信我们一定会通过不懈努力来保持除盐系统处于较好的运行状态，从而提高系统设备运行的经济性和安全性。

参考文献：

[1]巩耀武,管丙军.火力发电厂化学水处理实用技术.中国电力出版社,2016.

[2]于萍.电厂化学.武汉大学出版社,2015.

[3]李培元.火力发电厂水处理及水质控制.北京:中国电力出版社,2014.