主頁（yè） > 新聞動態 > 除鹽水離（lí）子交換器的介紹及運行過程中的現（xiàn）象（xiàng）分析和故障排除 2021-11-20

除鹽水離子交換器的介紹（shào）及運行過程中的現象（xiàng）分析和故障排除

核（hé）電站除鹽水（shuǐ）係統本係統采用供水水源來（lái）自（zì）廠生產水池，根據本項目的水源特點和目前處理（lǐ）係統的工藝（yì）技術狀況，將本水處理工藝係統分為三個子係統，即程控超濾預處理係統、反滲透脫鹽係統（tǒng）及EDI脫（tuō）鹽係統。預處理係統主要用於去除水中的懸浮物、膠體、有機物和鐵錳等雜質，保證出水有機物含量及（jí）汙染指數（SDI）等指標滿足反（fǎn）滲透進水要求。反滲（shèn）透脫鹽係統（tǒng）及EDI係統主要用於去除水中各種溶解固形物即鹽份，使產水（shuǐ）滿足鍋爐（lú）補充水的水質要求。
一、方家山YA除鹽水生產係統介紹（shào）
1.除鹽水係統進水和出水水質
根據電站的對除鹽水水（shuǐ）質的（de）要求（qiú），需（xū）要達到如下指（zhǐ）標（biāo）：
電導率（25℃）<0.15μS/cm
氯化物和氟化物<0.15μg/L
矽<20μg/L
Na+<5μg/L
2.離（lí）子（zǐ）交換器係統設備配置及運行方式（shì）
經（jīng）反滲透裝置預脫鹽處理後的水儲存於淡水箱，經淡（dàn）水泵加壓進入離子交換係統，進行（háng）進一步（bù）除鹽。除鹽水生（shēng）產工藝作為全電站的除鹽水來源，出於高安全性考慮，在設計上采取冗餘設（shè）計，離子（zǐ）交換係統分成2列，每列的出力為120m3/h。最大出力為240m3/h，產水（shuǐ）進入除鹽（yán）水箱。離子交換係統包括一級除鹽係統（2台陽（yáng）離子交換器和2台陰離子交（jiāo）換（huàn）器）和二級（jí）除鹽係統（3台混合離子交換器）。陽，陰離子交換器采（cǎi）用串聯布置，分成兩列，一級除鹽係統出水（shuǐ）進（jìn）一步經（jīng）混合離子交換器處理，三台（tái）混（hún）床並聯（lián）布（bù）置。每列的陰、陽離子交換器同時運行、同（tóng）時再生。兩個係列可以同時運行，也可以一個係列運行，另一個係列（liè）再生作備用。
二、方家山YA廠房離子交換器（qì）失（shī）效判斷依據
1.陽離子交換器失效分析
監測陽離子交換器（qì）失效的指（zhǐ）標主要有（yǒu）兩個。
1.1.出水鈉（nà）含量超（chāo）標
陽離子交換器內裝有H型強酸陽離子交換樹脂，按照淡水廠來水中陽（yáng）離子交換能力的大小，排列順序為Ca2+>Mg2+>Na+>H+。淡水箱來水中的陽離子與陽樹脂進行H+置換反（fǎn）應，Ca2+首先被（bèi）吸附，然後Mg2+被吸附，Na+最後被吸附。
其（qí）反應方程式為（A代表（biǎo）金屬陽離子（zǐ），R為（wéi）樹脂基團）：An++nRH=RnA+nH+在陽床正常（cháng）運行一（yī）段時間後，沿進水方向會形成不同的“離子型”樹（shù）脂（zhī）層，根據“分層吸附（fù）”原理（lǐ），最上部為Ca2+層，其次為Mg2+層，再次為Na+層，這些為工（gōng）作層，最（zuì）下部（bù）為H+層，稱之為保護層。當Ca2+層“飽和”之後，由於陽離子活性的（de）不同，Mg2+層樹脂會（huì）被（bèi）逐漸置換成Ca2+層，Na+層樹脂會被逐漸置換成Mg2+層，離子（zǐ）型樹脂層會出現按（àn）選擇性順（shùn）序逐（zhú）層下移的情（qíng）況（kuàng）。
當工作層（céng）的底部與保護層底（dǐ）部相重合時，Na+首先“穿透”，隨著（zhe）“保護層”的（de）失效，出水中Na+含量會迅速增加，並很快達到與進（jìn）水中Na+含量相似（sì）。為（wéi）了達到出水指標，一般規（guī）定隻要陽床出水中Na+超（chāo）過50μg/L時，即可以認為陽床失效了。
1.2.周期製水量達到係統設定（dìng）值
離（lí）子交換（huàn）器的周期製水量，是指在產水質（zhì）量（liàng）達到要求指標（biāo）的前提（tí）下，在一個（gè）周期內的製水量。周期製水量（liàng）與淡水箱水質情況，離子交換器內樹脂工（gōng）作交換容量，運行流速等等有密切關係。結合（hé）每列陰陽床同時再生的原則，每列陰（yīn）陽床的周期製水量被設定在30000m3。
2.陰離子交換器失效分析
陰離子交換器內裝有OH型強堿陰離子交換樹脂，按照陽床來水中陰離子交換能力的大小，排列順序為SO42->Cl->HC03->HSiO3->OH-。
利用這一特性，可以確定陰床的失（shī）效點。當陽床產（chǎn）水進入陰床時，SO42-首先被吸附，然後是（shì）Cl-，再次是（shì）HC03-，最後被吸附的才是HSiO3-。
其反應方程式（shì）為（B代（dài）表（biǎo）金屬陽離子，R為樹（shù）脂基團）：Bm-+mROH=RmB+mOH-一般規（guī）定陰（yīn）床（chuáng）出水矽表大於50μg/L，即可以（yǐ）認為陰床失效。
三、方家山YA廠房（fáng）離子交換器運行過程中的（de）現象分析
1.陰床失效時，出水電導率變化
陰床進水是從陽床（chuáng）交換過來的，水中含有大量的強酸(SO42-、Cl-)及弱酸(HSiO3-，及微量的HC03-)，其含量與水中陽離子相同。當陰床正常運行時，水中的酸根離子被樹脂吸附，水中的H+與交（jiāo）換下來的OH-生成電解度很低的水，而陽床“漏（lòu）泄”的（de）微（wēi）量Na+則與OH-生成微量的NaOH，陰床正常出水電（diàn）導率應小於（yú）1μs／cm。
陰床失效時，HSiO3-首（shǒu）先“穿透（tòu）”，生成電解度較小的NaHSiO3，由於NaHSi03的導電能力要低於NaOH，此（cǐ）時出水電導率會“略有下降”。
當（dāng）HSiO3-繼續“穿透”，超過Na+含量時，就會生成H2SiO3，由於H+的含量（liàng）增加且電導率較大，此時陰（yīn）床出（chū）水的電導率又會“略有（yǒu）上升”。
隨著（zhe）陰床失效程度的加劇，以至於HCO3-，Cl-、SO42-也（yě）陸續產生“穿透"，這又會使陰（yīn）床（chuáng）出水電導率急劇上（shàng）升，由此出現上述現象。
2.陰離子交換器再生效果不佳的原因分析
1.1.再生液溫（wēn）度和時間。維持適當（dāng）的再生液溫度可以幫助洗脫附著在陰樹脂上的HSiO3-，降低陰床出水中的HSiO3-含量。過高的再生液溫度易使陰（yīn）離子交換樹脂的交換基團分解（jiě），降低交換容（róng）量和使用壽命。同時，HSiO3-在整個樹脂層分布較廣，被置換下的（de）速度（dù）又比較緩慢，所以需要較長再生時間。
解決（jué）方法:堿加熱水箱的出水溫度大概在80℃，利用（yòng）比例控製閥混合一定的冷（lěng）水，將再生液的溫度控製在35～40℃，同時將再生時間（jiān）設定在1小時左右。
1.2.再生用堿量。再生用堿（jiǎn）量不足時，會導致陰床的失（shī）效樹脂得不到充（chōng）分的再生，因而會影響到陰床的周期製水量。如果用堿量過少，甚至會影響到陰床底（dǐ）部樹脂（zhī）的再生度，這樣就會直接影響陰床出水水質。
解決方法:控（kòng）製從高位濃堿儲（chǔ）罐到堿計量箱的（de）進堿量，保證整個再生過程濃（nóng）堿（jiǎn）用量在1.5m3左（zuǒ）右（yòu）。
四、方家山YA廠房離子交換器運行中存在的問（wèn）題及其改進
1.YA廠房淡水箱除碳器風機應增加過濾器
在目前YA廠房（fáng）運行過程（chéng）中，淡水箱頂部除碳器一直未投運，原因是除碳器（qì）為鼓風式的，由於現（xiàn）場環境較差，空氣中含有的（de）雜質較多，在除碳器工作的同（tóng）時，空氣中的粉塵（chén）會被（bèi）大量吹進淡水箱（xiāng），汙（wū）染水質，直（zhí）接影響（xiǎng）除鹽床的進水水質以及除鹽效（xiào）果。在調試期間已經發（fā）現淡水箱內部有許多泥（ní）垢。應考慮在淡水箱除碳器風機進風口增設空氣過濾器或者防塵裝置（zhì）。
2.YA廠房離子交換器相關氣動閥故障頻繁
在係（xì）統全自動啟（qǐ）動過程及正常運行過程中，經常會發現離子交換器的閥門無法開啟或（huò）者故障的情況，需要多次故障複位才能消除，其（qí）中有一部（bù）分是係統PLC控製係統反饋問題，大部門是閥門（mén）本身的問題（tí）到導致無法正常開啟或者關閉。特別是在淡水泵已（yǐ）經（jīng）啟動，但（dàn）是陽床的進口（kǒu）閥無法開啟的情況下（xià），若是及（jí）時發（fā）現（xiàn）並（bìng）且及時（shí）消除故障，係（xì）統還是可以繼續運行，但若長（zhǎng）時間的“憋泵”勢（shì）必會（huì）影響泵的正（zhèng）常運行（háng）。因此氣動閥的可靠性有待提高。
五、教學設備的推薦與介紹