软化水设备在热水锅炉中的应用

一、水处理介绍
我们通常所说的水处理技术是指通过物理的、化学的手段，去除水中一些对生产、生活不需要的物质的过程。是为了特定的用途而对水进行的沉降、过滤、混凝、阻垢等水质调理的过程。由于社会生产、生活与水密切相关，因此，水处理领域涉及的应用范围十分广泛，构成了一个庞大的产业应用。
结合供暖行业，我们主要是使自来水由硬度较高的硬水转化为硬度较低的软水。目前的软化水设备较多，主要用于工业锅炉、热交换器、中央空调系统补水以及钢铁、冶金、石化、纺织、印染、食品、制药、电子等一切需要软化水设备的行业和领域。
二、热水锅炉采暖系统中软化水的重要性
热水锅炉的补水一般为自来水，通常情况下自来水的硬度较高，处理不当容易造成热水锅炉结垢、腐蚀、爆管、排污增大等一系列问题，从而造成锅炉热效率降低，而热效率降低则会造成锅炉能耗的增加，而且会增加工人劳动强度。水处理的目的就是通过物理、化学的方法除去水中的钙、镁离子，降低水的硬度，实现水的软化。锅炉水处理对锅炉的能耗影响极为明显，针对水处理环节的节能降耗、降低劳动强度是一项系统工程，这一改造与锅炉的整体技术革新相配合，通过对节能潜力的详细分析、制定具有针对性的措施，实现节能效果的最大化。
三、软化水原理
软化水，顾名思义即降低水的硬度。软化水系统包括三部分，即离子交换部分、盐再生部分和控制部分。离子交换技术是软化系统的工作原理，它的主体是离子交换树脂，由于水的硬度主要由钙、镁形成及表示，故一般采用阳离子交换树脂，将水中的Ca2+、Mg2+（形成水垢的主要成份）置换出来，随着树脂内Ca2+、Mg2+的增加，树脂去除Ca2+、Mg2+的效能逐渐降低。因此，当软化水设备使用一段时间后，需用盐将树脂进行再生处理，恢复树脂的效能，提高树脂的使用寿命。控制部分可实现整套系统的自动运行，根据系统的运行时间或通过水量来自动进行盐再生。
离子交换树脂是一种聚合物，带有相应的功能基团。一般情况下，常规的钠离子交换树脂带有大量的钠离子。当水中的钙镁离子含量高时，离子交换树脂可以释放出钠离子，功能基团与钙镁离子结合，这样水中的钙镁离子含量降低，水的硬度下降。硬水就变为软水，这是软化水设备的工作过程。
当树脂上的大量功能基团与钙镁离子结合后，树脂的软化能力下降，可以用氯化钠溶液流过树脂，此时溶液中的钠离子含量高，功能基团会释放出钙镁离子而与钠离子结合，这样树脂就恢复了交换能力，这个过程叫作“再生”
软化水系统通过离子交换原理，去除水中钙、镁等结垢离子，使水质软化。系统是由树脂交换系统、盐夜系统、控制系统等组成的一体化设备。系统采用虹吸原理吸盐，自动注水化盐 、配比浓度无需盐泵、溶盐等附属设备。
钠离子交换软化处理的原理是将原水通过钠型阳离子交换树脂，使水中的硬度成分Ca2+、Mg2+与树脂中的Na+相交换，从而吸附水中的Ca2+、Mg2+，使水得到软化。如以RNa代表钠型树脂，其交换过程如下：
2RNa + Ca2+ = R2Ca + 2Na+
2RNa + Mg2+ = R2Mg + 2Na+
即水通过钠离子交换器后，水中的Ca+、Mg+被置换成Na+ 。当钠离子交换树脂失效之后，为恢复其交换能力，就要进行再生处理。再生剂为工业颗粒盐溶液。再生过程反应如下：
R2Ca + 2NaCl = 2RNa + CaCl2
R2Mg + 2NaCl = 2RNa + MgCl2
经上述处理，树脂即可恢复原来的交换能力。
四、我公司使用的新型软化水设备的原理、性能、特点
经过多方研究、比较，我公司上马了一套全自动软化水设备
该软化设备以控制器和液压多路阀为核心，由交换系统、控制系统、盐液系统三大部分组成，通过微电脑对控制器的控制作用，实现对多路阀的开启和关闭，完成软化、再生、清洗、正洗等工艺流程。本软化设备采用一控一组合方式，即一个交换柱配一台微电脑、一台控制器、一台液压多路阀，实现设备的连续产水。设备的控制方式为全自动控制兼带有很方便轻松的手动控制。
该设备工作原理
该设备软化水的工艺流程为：1、运行状态 --- 2、松床状态 --- 3、停止状态 --- 4、再生状态 --- 5、清洗状态 --- 6、正洗状态 --- 1运行状态
如此循环往复。
运行状态：即产水或叫制软水的过程。这个过程的时间需要结合当地的原水硬度来调试，再设定时间或流量。
松床状态：由于浮动床工艺设备自来水进水方向是由交换罐底部进入，进行软化后再由上部出软化水，制水过程结束后，为了保证再生效果，让树脂有层次的下落，所以设置一小股水流由下往上托着树脂层缓缓下落的过程，这一过程一般5分钟左右。
停止状态：收到水位水箱水位超高信号后，微电脑控制器发出指令让多路阀控制器旋转到“停止”工位，液压多路自动关闭各阀口，此时设备不再制水和不再做辅助再生等工作。
再生状态：即将盐水注入树脂罐体的过程，传统设备是采用盐泵将盐水注入，全自动的设备是采用专用的内置喷射器将盐水吸入（只要进水有一定的压力即可）。在实际工作过程中，盐水以较慢的速度流过树脂的再生效果比单纯用盐水浸泡树脂的效果好，所以软化水设备都是采用盐水慢速流过树脂的方法再生，这个过程一般需要30分钟左右，实际时间受用盐量的影响。
清洗状态：在用盐水流过树脂以后，用软水或原水以同样的流速慢慢将树脂中的盐全部冲洗干净的过程叫慢冲洗，由于这个冲洗过程中仍有大量的功能基团上的钙镁离子被钠离子交换，根据实际经验，这个过程中是再生的主要过程，所以很多人将这个过程称作置换。这个过程一般与吸盐的时间差不多，即30分钟左右。 　　正洗状态：为了将残留的盐彻底冲洗干净，要采用与实际工作接近的流速，用原水对树脂进行冲洗，这个过程的最后出水应为达标的软水。一般情况下，快冲洗过程为5分钟左右。
该设备特点：
1、结构合理，易判断、易拆卸、易维修。该软化水设备多路阀采用的是液压多路阀，它采用液压的原理靠源水自身的压力实现对各阀门的打开和关闭。从而很好的避免了上述阀体因机械传动带来的磨损和阀体内的串盐串水，降低了能耗，保证了设备出水质量。各阀口设置在壳体外侧，故障易判断、维修时易拆卸好维修，维修成本低。
2、微电脑全自动控制，基本可实现无人操作。该设备在运行过程中能按事先设定的程序和时间自动运行。实现自动产水、自动切换工位、自动修正操作错误和恢复记忆等功能；同时并对水箱水位具有监测和控制功能，当水箱水位达到高位时控制器会自动转到停止工位停止产水，而水箱水位达到低位时控制器又会自动转动原工位状态继续工作。整个运行过程均伴有信号显示，操作人员对软水器的工作情况一目了然。设备操作人员只需定期加盐、定期化验水质、定期保养就行了，从而很大程度的降低了设备操作人员的劳动强度。
3、设备工艺先进，出水质量好，节能降耗，运行费用低。该设备从工艺上采用了一控一的控制方式，即两树脂罐均配有一台液压多路阀、一套微电脑控制器系统。两系统即可单独运行，也可同时运行，两罐除了分别做辅助外其余时间均处在同时产水阶段。设备一套系统出现故障，另一系统照常可继续运行，从而保证了系统紧急用水的需要，大大提高了设备的利用率。设备罐体结构设计合理，采用浮动床逆流再生工艺，填料使用优质品牌树脂，适应原水硬度广，最高可一级软化12mmol/L的原水硬度，出水水质稳定可靠。在保证水质合格的前提下比固定床、顺流再生设备省盐30%、省水20%左右。
通过该设备的应用，锅炉补水的硬度得到了有效的控制，几乎没有再出现爆管现象，工人劳动强度明显降低，经过实测锅炉的热效率也有所提高。在热力其它供暖管道中应用该软化水设备后，对抑制管道腐蚀、结垢、延长管道使用寿命，提高供热效率等均有很好的效果，对我国节能减排的大政方针也有一定的作用。