逆流离子交换器的故障分析及检修.docx

逆流离子交换器的故障分析及检修摘要:针对鄂尔多斯煤制油分公司热电中心制水车间离子交换器在运行中出 现的故障，对故障设备构造和检修方法进行具体的分析，采取理论与实际相结合 的方法，分析故障产生的原因，提出了迅速解决故障的具体方法和技术要求，提 出了检修的具体方法和检修的技术要求，保证离子交换器的安全稳定运行关键词：离子交换器；中间排水装置；树脂；集水装置；进水装置目前，国内高参数大容量发电机组发展很快，对给水品质要求也很严因此 对锅炉补给水必须进行高度纯化，现在使用最广泛的化学处理方法是离子交换除 盐，为了保证锅炉补给水的水质，必须保证离子交换器的检修质量安全稳定1.工艺流程和原理逆流离子交换器是 60 年代后期兴起的先进离子交换设备它属于对流式工 艺，实质上也是逆流再生，但其流程却与逆流再生离子交换器相反离子交换器 制水时，水是从床体的顶部十字绕丝支管进入，与树脂层进行离子交换，经石英 砂垫层和穹形孔板等配水装置流入由弧形板等集水装置汇集，再从床体的底部流 出；再生时，酸（碱）等再生液从底部集水装置进入，与树脂进行等离子交换后 在经中间排水装置绕丝支管流出2．设备构造和检修方法2.1 离子交换器的构造2.1.1 离子交换器壳体离子交换器的壳体为了观察床层的运行工况，在离子交换器壳体的上下部均 设置窥视孔。

壳体内壁为衬胶或衬玻璃钢壳体的检修主要是检查防腐层的完整状况，若有裂缝鼓包和气孔等缺陷，则 应进行修补同时还要检查窥视孔的有机玻璃板，若有变形和裂缝等，应予更换 此外，还应检查壳体的垂直度，若偏差超过标准就应在支脚处加垫调整2.1.2 进水配水装置进水配水装置设在交换器的顶部，其作用是均匀分配水和消除进水水流对树 脂表层的冲动该装置的形式有多种，常用的有：挡板式、十字支管式、穹形板 式、漏斗式四种我们厂的逆流再生离子交换器采用的是十字支管式将进水管 扩大成五通管接头，采用法兰连接的方法，将四根支管装在其上，使之成十字形2.1.3 集水装置交换器的底部设有集水装置，以便运行时能均匀地收集离子交换后的水，并 阻留离子交换树脂，防止漏到水中；反洗时能均匀配水，充分清洗离子交换树脂 该装置的型式是穹形孔板上平铺石英砂垫层式这是最通用的一种集水装置该 装置的结构是将穹形多孔板固定在底部出水口的上方多孔板的直径通常为 500~800mm （—般为交换器直径的1/3~1/4）孔板除中心部位（略大于出水口的 面积）不开孔外，其余部分均钻有小孔，其总截面积（孔径为20~25mm）为出水 管截面积的 2~3 倍。

因穹形板承受的压力较大，故应用10~12mm厚的衬胶钢板制作，害Q成两块， 放入器内后用不锈钢螺栓固定穹形板板口装在下封头中心的出水口上方，并与交换器壳体保持同心，以使 均匀集水穹形孔板的上方分层装有不同粒径的石英砂垫层，由下而上粒度分级 减小，其总高度为950mm，具体厚度和级配如下表：表1石英砂垫层的厚度和级配（mm）石英砂粒径1~2~4~8~16总/mm24816~32厚度厚度/mm2015102030950000002.1.4 中间排水装置中间排水装置安装在离子交换树脂的表层和压实层的中间，它除在再生过程 中用以排除废再生液和顶压空气或水的混合物外，还在小反洗的分配和小正洗时 用作废再生液的排放由于该装置在再生和反洗时要承受较大的托力，特别是在 大反洗时，因被压实且流动性较小的树脂聚然膨胀，瞬间托力就更大；同时该装 置在运行过程中还承受较大的压力（特别在入口水浊度较大的情况下）因此， 要求该装置必须具有足够的强度，从设计、安装、检修到运行操作都要切实重视 这一问题否则，将导致母支管严重变形或断裂，影响安全供水中间排水装置采用鱼刺式母支管型式，该装置的结构如图 3 所示母管一端 直接引出床体，另一端用 U 型卡固定在母管支耳上；支管对称地用法兰与母管连 接，并用 U 型卡固定在槽钢上；母管、支管及连接用的螺栓、螺母、垫片材质均 为 1Cr18Ni9Ti 不锈钢。

因系统采用硫酸再生工艺，所以母管与支管间的垫圈为6 3厚的四氟乙烯垫圈表 2 逆流再生离子交换器中排支管规格表号序名称LnX30=lM-①8孔数量备注1 支管141X30=12168—4①7035030①8孔2 支管139X30=11160-084①7028570孔3 支管134X30=10140-0 84①7016020孔L4 支管928X30=84116-0 84①70600孔5 支管616X30=4868-0 84①70100孔2.2.1 检修顺序阴、阳离子交换器的检修一般应在运行周期终了（失效）并反洗后进行检 修前，首先要检查离子交换树脂的表层情况，必要时取样化验，并记录树脂层的 高度，以便掌握树脂的消耗情况然后按下列顺序开工检修，大修前检查准备好 对应的阳树脂清洗罐（或阴树脂清洗罐），保证清洗罐系统完好可用1）确认放完交换器内的水后，打开上部人孔，在树脂表层铺上胶皮和木 板，检查进水装置情况，拆下进水支管并清理支管内部赃物、检查支管绕丝间隙 情况，检查进水总管及五通衬胶情况，必要时进行补胶处理2）装上上部人孔门，将交换器内的树脂通过卸树脂口以逆进水方式向树 脂清洗罐内输送3）树脂输送完毕后，排掉交换器内的水，打开上、下人孔门，用临时胶 皮管通水，将中排装置和床体内壁冲洗干净。

4）用胶皮和麻袋等物盖住石英砂垫层，并搭内部脚手架5）检查并拆下中间排水装置的母支管和槽钢支架，清理中排支管内部赃 物、检查支管绕丝间隙情况，检查槽钢及支耳衬胶情况，必要时进行补胶处理6）取出垫层上的遮盖物，清理垫层表面残留的树脂，并装袋存放7）掏出石英砂垫层（如干净、完整，并确认底部出水穹形板装置完好时 可不进行此项工作），并分级存放，或在床内酸洗8）拆下并检查、修理底部出水穹形板装置（如不掏出石英砂垫层可不进 行此项工作）9）拆下压力表，送热工室校验10）检查清理流量计表管，检查清理对应的电磁阀柜11）拆检本体阀门12）拆检各种水质监测表计13）根据树脂检查情况，对树脂进行清洗、复苏14）复原的顺序一般为拆卸的逆顺序2.2.2 石英砂垫层的处理和装入（1）石英砂应严格按级配分层铺撒，已混杂的旧石英砂要经过筛分，并须 将可能混入的砖、瓦、石、土和混凝土小块以及螺栓等杂物彻底清除干净2）石英砂在装入前，要充分用水冲洗干净，并在交换器下封头内画上各 层定高的水平线装入时要用小桶轻轻倒入，以免碰坏胶版3）石英砂分层铺好后，合上下部人孔，注入 8%左右的盐酸，浸泡 24h 后 将酸排出，再用水冲洗至中性。

若是新石英砂，应用 8%~15%盐酸浸泡一昼夜，然 后用水冲洗干净2.3 技术要求和标准2.3.1进水配水装置应保持水平，其偏差应W4mm，并与交换器同心，其偏 差应W5mm当用溢水法检验漏斗的水平度时，四周应均匀溢水2.3.2 集水装置和中间排水装置应较直，并进行喷水试验，喷水应均匀支 管和多孔板应保持水平，其偏差应W3mm支管与母管的垂直偏差应W3mm相邻 支管的中心距偏差应W±2mm2.3.3 交换器筒体应垂直，偏差不超过其高度的 0.25%2.3.4 母支管上的卡子和支架必须固定好支架两端的螺栓垫圈齐全，规格 符合要求2.3.5 不锈钢绕丝应完整无变形，绕丝缝隙均匀2.3.6 穹形孔板应放正，并用不锈金刚螺丝固定结实2.3.7 气动阀门开关灵活，密封隔膜严密不漏，阀门指示正常2.3.8 树枝应干净、无结块和碎粒，粒度不小于 50 目，交换容量无明显下 降2.3.9 防腐层完整，没有龟裂、鼓包、脱层和气孔等缺陷电火花检验无漏 电现象2.3.10 检修后的交换器应表计准确、漆色完整、标志齐全2.3.11水压试验0.75Mpa，5min不泄露为合格3．阴阳离子交换器的故障分析及处理3.1 集水装置变形损坏，并泄漏树脂a. 在进水时，进水阀门开度过大水流过激产生过大的水压，使弓形板变形。

两块弓形板集合处裂缝增大b. 长时间的运行两块弓形板的连接处螺栓松弛以及螺母被腐蚀，使得弓形板 的连接处裂缝增大c. 弓形板的边缘长期被水冲刷，衬胶损坏使弓形板的边缘腐蚀较严重3.1.2 处理方法a. 在离子交换器进水时，进水阀门开度不能过大这样可以减小水流速度降 低离子交换器进水的瞬间压力b. 在每次的大修中应该检查弓形板的连接螺栓如果破损严重应立即更换c. 检查到集水装置弓形板的边缘以及其他部位防腐被损坏或有腐蚀严重的地 方应立即做好防腐措施3.2 压差大而流量上不去3.2.1 原因分析a. 设计欠妥，选型较大，不能保证高流速运行b. 随意接带负荷，经常低流速运行这实际等于小反洗，而将破碎树脂集中到床体顶部，包住了进水装置的绕丝 支管，致使流量不能带大，并有可能因压差大而使进水装置变形，泄漏树脂c. 底部石英砂乱层，使得最上层的细石英砂漏到弓形板上堵塞3.2.2 处理方法a. 经常保持高流速运行b. 根据水位成床和落床，但尽可能避免频繁起停床，在每次的小修时应该拆 下进水装置反洗交换器内的碎树脂，以及清洗进水装置，保持进水装置的畅通C.在大反洗时进水压力应该适当，不能使集水装置的石英砂乱层。

3.3 进水装置变形泄漏树脂3.3.1 原因分析a. 进水装置的支管没有牢固地固定而变形b. 进水压力过大或是交换器反洗水压过大使进水支管T型绕丝变形以及支管 加强筋变形c进水装置母管与支管垫片过偏或是垫片损坏法兰压不住3.3.2 处理方法a. 进水支管松动时就会使树脂从法兰处泄露如果发现进水支管松动应该立 即紧固法兰螺栓以及支管与交换器连接处b. 调节进水流量以及反洗时的内部压力，如果有进水支管T型绕丝变形应立 即纠正，损坏严重时应及时更换c. 法兰垫片应装在法兰接触面的中心接触面上，如果有被腐蚀的垫片无法 修复应该立即更换3.4 中间排水装置变形3.4.1 原因分析a. 中间排水装置支管松动，泄露树脂b. 中间排水装置支架槽钢松动以及槽钢下沉c中间排水装置母管松动d. 中间排水装置支管T型绕丝变形导致漏树脂a.中间排水支管松动时就会使树脂从法兰处泄露如果发现进水支管松动 应该立即紧固法兰螺栓和支管与交换器连接处以及固定支管的 U 型卡子b.检查支架槽钢的防腐情况并使支架槽钢调在一定的水平位置，固定牢固不 能有松动c紧固中间排水装置母管的法兰以及母管尾部的支耳与本体支座的连接d. 加固中间排水支管变形，在必要时应立即更换中间排水支管。

3.5 中间排水装置支架及支耳损坏3.5.1 原因分析a. 中间排水装置支架与支耳的紧固螺栓松动导致连接处防腐破损b. 中间排水装置支架防腐层有气孔酸液进入气孔内导致支架及支耳被腐蚀损 坏c. 中间排水装置支架与支耳链接的螺栓被腐蚀断裂划破支架及支耳防腐导致 支架及支耳损坏d. 离子交换器内有杂质在高速进水的冲击下导致支架及支耳防腐被损坏3.5.。