AWSFL
——35型全自動鈉離子交換器運行效果評價

萬昌財，楊曉威，王曉軍，余婭妮

（中石油長慶油田分公司第一采氣廠，陜西 靖邊 718500）

原交換器隨鍋爐設施一并建成投運，主要擔負原水軟化工作。隨著技術的進步和對安全環保節能工作的重視，原鈉離子交換器因設備老化，問題頻出，操作勞動強度大，易造成樹脂流失、中毒等。并且再生時可能發生由于鹽液互串，造成其他交換器失效。因此，將原交換器，更換為AWSFL型鈉離子交換器，并對其進行生產運行測試。

1 改造前存在的問題

（1）自動化程度低，員工勞動強度大。原交換器操作為員工手工操作，開關閥門多，且再生時容易發生鹽液管線內漏，影響鍋爐的安全平穩運行。每個工序的起止點由人工檢測和判斷，無法及時準確的對系統進行快速切換。并且，交換器每次再生需350Kg鹽，配制鹽液需3人以上，為鹽液池投加工業鹽。

（2）再生效果差，樹脂、工業鹽消耗量大，成本高。原交換器反洗時需手動控制反洗強度，易造成反洗強度大，導致樹脂流失、破裂等。交換樹脂不能充分利用，有30%～50%的樹脂在無功循環，利用率低。再生周期短，增加鹽耗水耗，物乏所值，降低了再生的工作效率，影響再生效果。樹脂中毒增加不必要的工序。正洗時對出水進行實時檢測，浪費水資源。

圖1 原鈉離子交換器10個周期產水柱狀圖

從圖中可以看出，鈉離子交換器10個周期中，最高產量與最低產量之差約為900m3。各循環耗鹽量為350Kg，說明換熱器運行的差異導致生產成本增加，產水循環減少。

（3）鈉離子交換器設備老化嚴重。原來的換熱器是由鑄鐵制成的。經過長時間的運行，設備內部腐蝕和老化嚴重。三個換熱器均出現銹蝕現象，環氧防腐涂層脫落嚴重。堵塞和脫落等現象，并且由于防腐層脫落，使鐵離子流失到軟水中。（Fe3+＞A13+＞Ca2+＞Mg2+＞K+＞NH4+＞Na+＞H+），導致樹脂“中毒”。

2 現用交換器簡介

（1）工作狀態。新鮮水（硬水）從進水口流入，經過控制閥，進入樹脂罐，向下穿過樹脂層，形成交換，經下布水器向上，繞過活塞，進入中心升降管向上流動，再通過控制閥流出。

（2）反洗狀態。淡水進入控制閥，由中心的提升管向下，通過底部分水器，通過樹脂層向上，最后通過控制閥出口排出。

（3）再生狀態。新鮮水進入控制閥后，向上進入注水器，經過射流器噴嘴和喉管，形成射流過程，吸入鹽罐中的還原劑，帶有還原劑的水向下經過樹脂層進入布水器和升降管，繞過活塞，由排污口排出。

（4）鹽罐注水狀態。新鮮水從進口流入，經過射流器噴嘴及喉管，經鹽閥流入鹽罐，同時，進口繼續進水，向下穿過樹脂層至下布水器，成為軟水，軟水經過中心管向上返回閥體，繞過活塞，由出口排除，向設備供水。

3 現運行效果分析

3.1 操作簡化，自動化程度高，降低勞動強度

更換后的全自動鈉離子交換器由機頭微電腦控制器自動控制，操作簡便，準確判斷參數，快速切換起止點，自動完成（注水，鹽溶解、反洗、再生、置換、正洗、正常產軟水）除人工加鹽外的所有操作，并可隨意設定各程序的時間，進行數字設置和顯示，可顯示瞬時流量、循環剩余水量、再生剩余時間等信息。

3.2 降低生產運行成本

（1）節約樹脂用量和費用。原交換器工作時存在樹脂破裂，亂層，流失等情況，新換熱器頂部和底部均設有ASB分配器，防止正常生產和反洗過程中樹脂的流失，保證交換器內樹脂處于飽和狀態，同時保證交換器的交換能力，節約每年檢修添加樹脂用量。

（2）節約工業耗鹽量。原交換器十個周期產水量如下表，每個周期耗鹽量為350kg，現用交換器十個周期的產水量如下表，(現交換器額定周期產水量為1000m3，為保證水質，目前設定每個周期產水量為800m3，)每個周期耗鹽量為250kg。對兩個交換器周期的產水量和耗鹽量做柱狀比較。

表1 現、原交換器十個周期產水量耗鹽量對比表

（3）節約新鮮水用量。原交換器再生因工藝差異消耗水量多，需要人工隔時間確認正洗是否合格，存在人工操作滯后和超前帶來的負面影響，現在交換再生，清洗時間頭自動控制，再生徹底，檢測嚴格，正確判斷快速開關各工序的“停止點”，起到合理有效的控制作用，也節約交換器用水。

3.3 提高軟水質量

原交換器再生時容易發生鹽液管線內漏而造成鹽液竄入其他運行的交換器，造成其它的鈉離子交換器失效，使不合格軟水進入鍋爐，導致鍋爐汽水共騰和結構，而現交換器，獨立的鹽液管線，消除再生時鹽液互串，始終保持出水PH在7～9，硬度小于等于0.3mg/l，交換器機頭自動檢測，準確切換操作，消除誤操作風險致其他交換器失效。

3.4 消除鐵離子對樹脂的污染損害

現交換器其材質為玻璃鋼樹脂罐，玻璃鋼樹脂纏繞罐具有超強的抗腐蝕性能，使用壽命更久。保證陰陽離子在容器內交換時，不會有容器因腐蝕而導致的鐵離子介入，消除了陰樹脂的降解，消除了消除樹脂罐的材質對鍋爐及其下游設備產生的影響。

4 結論及建議

（1）通過對比分析，新交換器能有效降低能耗，其具體數據如下表：

表2 新交換器年度節能情況統計表

備注：節能表中，不包括承包商檢修操作費用，和機泵的維護保養費用，也不包括人為操作，和啟停點的判斷失誤導致新鮮水的損失。

（2）改造后，自動化程度高，產水平穩，降低員工勞動強度，消除鐵離子危害和樹脂“中毒”，提高軟水水質，保證鍋爐的平穩運行。

（3）改造后，符合環保要求，結構緊湊，數字化精確度高，符合數字化管理要求。