軟化器間歇再生技術(shù)的研發(fā)

李德寧 陳林政 ( 新疆油田重油開發(fā)公司， 新疆 克拉瑪依 834000)

軟化器間歇再生技術(shù)的研發(fā)

李德寧 陳林政 ( 新疆油田重油開發(fā)公司， 新疆 克拉瑪依 834000)

油田注汽鍋爐配套水處理裝置一般采用的兩組兩級鈉離子交換系統(tǒng)，在再生反洗、進(jìn)鹽、置換、一次正洗、二次正洗過程中，再生液都是采用連續(xù)的方式進(jìn)行，從再生的效果和節(jié)能上來看都存在著一些問題，本文通過改變思路，來實(shí)現(xiàn)軟化器再生的新工藝和新方法，來提高軟化器的再生效果和節(jié)水方法。

水處理；再生；工藝

天然水中含有的Ca2+、Mg2+鹽類，都是形成硬度的物質(zhì)。水的硬度的存在就會引起水垢產(chǎn)生，危機(jī)鍋爐安全運(yùn)行。為了防止在鍋爐受熱面產(chǎn)生水垢，必須將水中Ca2+、Mg2+除去。目前用的最廣泛的水軟化方法是鈉離子交換。油田注汽鍋爐配套水處理裝置一般采用的兩組兩級鈉離子交換系統(tǒng)，軟化器再生效果，直接影響到油田注氣鍋爐的運(yùn)行成本、節(jié)水效果；為了降低生產(chǎn)的成本，對軟化器的制水原理、制水工藝、流程進(jìn)行分析，研發(fā)軟化器再生的新方法，提高軟化器再生效果。

1 現(xiàn)行的鈉離子交換軟化器

1.1 現(xiàn)行的鈉離子交換軟化器工作方法

油田注汽鍋爐配套水處理裝置采用兩組兩級鈉離子交換系統(tǒng)，為確保出水硬度達(dá)標(biāo)，每組軟化器系統(tǒng)的制水量按照一級罐內(nèi)鈉離子交換劑的量來計(jì)算，二級罐內(nèi)鈉離子交換劑起到一個(gè)保護(hù)作用。軟化器的再生分為反洗、進(jìn)鹽、置換、一級正洗、二級正洗五個(gè)步驟。再生的效果直接影響著軟化器運(yùn)行的質(zhì)量。

1.2 現(xiàn)行的軟化器運(yùn)行存在的問題

現(xiàn)行的軟化器再生過程中，采用的連續(xù)工作方式，每個(gè)環(huán)節(jié)都設(shè)定了一定的時(shí)間來控制。進(jìn)鹽時(shí)，鹽水進(jìn)入二級罐、一級罐后排出。在進(jìn)鹽過程中一、二級罐里充滿了水，鹽水在罐內(nèi)，濃度被稀釋，影響鈉離子交換速度，造成鹽水的浪費(fèi)。

置換軟水二級罐廢液及鹽水進(jìn)入一級罐進(jìn)行交換再排出。過程中，如果置換的速度過快，鹽濃度被稀釋，交換時(shí)間更短，造成鹽水的浪費(fèi)。 一次正洗、二次正洗兩個(gè)過程的用水量占油田注汽鍋爐用水量的7%，是再生過程中最費(fèi)水的過程。

2 軟化器間歇再生的構(gòu)想與實(shí)現(xiàn)

2.1 軟化器間歇再生的構(gòu)想

在軟化器進(jìn)鹽和置換過程中，存在反應(yīng)時(shí)間與流速的矛盾，我們改變思路，“用時(shí)間來換空間”、“用濃度換速度”，采用間歇式置換，進(jìn)鹽開始時(shí)，將一、二級軟化罐里的再生液放掉，再進(jìn)鹽置換，這樣，鹽水濃度不會稀釋，鹽水中的鈉離子就有充分的濃度和時(shí)間與樹脂交換。

實(shí)施間歇式控制，在正洗開始時(shí)，不用新鮮水進(jìn)軟化罐，將軟化罐里的再生液放掉，用少量新鮮水對軟化罐進(jìn)行兩到三次沖洗就完全可以把再生液洗盡?？梢怨?jié)約大量的新鮮水。

2.2 軟化器間歇再生的實(shí)現(xiàn)

(1)工藝管線改造 每個(gè)灌頂部加裝一個(gè)DN50呼吸控制閥14#、15#閥，罐底部加裝一個(gè)DN50排水控制閥12#、13#閥，將原來的進(jìn)鹽、置換、一級正洗、二級正洗管線上的限流器拆除排水管線連接到原排污管線或排污水池內(nèi)。

(2)控制方法改造 因改變了再生的控制步驟，PLC控制器需要增加很多的控制程序，采用OMRON公司的高性能小型PLC控 制 器，CP1H-XA40DR-A主 機(jī) 和CP1W-16ER加CP1W-16ER擴(kuò)展模塊，實(shí)現(xiàn)水處理運(yùn)行和再生過程的控制。

(3)控制步驟 ①反洗：反洗過程與原來一致，反洗完畢后將一級罐、二級罐放空；②進(jìn)鹽：關(guān)閉所有排污放空閥然后進(jìn)鹽，進(jìn)鹽量現(xiàn)場進(jìn)行調(diào)試；③浸泡：鹽進(jìn)完后進(jìn)行10分鐘的浸泡；④置換：水進(jìn)入10分鐘后關(guān)閉排污放空閥，進(jìn)行10分鐘浸泡；再進(jìn)行置換水進(jìn)入10分鐘后再關(guān)閉排污放空閥，進(jìn)行10分鐘浸泡；往復(fù)，直到排放的鹽水濃度合格，設(shè)定參數(shù)數(shù)。⑤一級正洗：一、二級罐通過排水控制閥放空，一級罐進(jìn)水，進(jìn)滿水后再放空，進(jìn)水時(shí)間和放空時(shí)間根據(jù)現(xiàn)場標(biāo)定，往復(fù)這樣，直到參數(shù)合格，標(biāo)定參數(shù)。⑥二級正洗：二級罐進(jìn)滿水后再放空，進(jìn)水時(shí)間和放空時(shí)間根據(jù)現(xiàn)場標(biāo)定，往復(fù)這樣，直到出口達(dá)標(biāo)，標(biāo)定參數(shù)。⑦準(zhǔn)備：放空完畢，關(guān)閉所有的閥，測試水質(zhì)硬度合格后轉(zhuǎn)入備用狀態(tài)。

3 軟化器間歇再生的的經(jīng)濟(jì)效益

3.1 軟化間歇再生產(chǎn)生的直接經(jīng)濟(jì)效益

通過統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，我們算出一臺軟化器經(jīng)過改造后周期制水量提高了40方左右，一年，一臺軟化器少再生105次左右，可節(jié)水2417.85方、節(jié)約鹽6000公斤，總計(jì)節(jié)約資金20226.5元。

3.2 軟化間歇再生產(chǎn)生的間接經(jīng)濟(jì)效益

軟化器間歇再生技術(shù)的研發(fā)成功，提高了軟化器周期制水量，降低了員工的勞動強(qiáng)度，同時(shí)在節(jié)能、減少含鹽污水的排放，都起到了顯著的效果，能產(chǎn)生一定的社會效益。

4 結(jié)語

軟化器間歇再生技術(shù)的應(yīng)用，雖然將再生時(shí)間延長了30分鐘左右，但是，通過一年來的使用，工作穩(wěn)定，再生效果好，也是軟化器在再生流程自動控制上的一個(gè)技術(shù)革新，在節(jié)能、節(jié)水、環(huán)保及促進(jìn)科學(xué)進(jìn)步等方面均能產(chǎn)生一定的社會效益，是值得推廣的。

[1]武占.油田注汽鍋爐[D].新疆大學(xué)出版社， 1997，10(1).

李德寧(1964-)，工程師，本科，1985年畢業(yè)于西北工業(yè)大學(xué)，現(xiàn)從事油田熱注工作。