1、離子交換器廣泛應(yīng)用于電廠水處理的生產(chǎn)過程中，它的種類很多，但基本原理相同。離子交換器是樹脂進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)的場所，由于影響化學(xué)反應(yīng)過程的因素較多，當(dāng)設(shè)備發(fā)生出力降低、出水水質(zhì)惡化以及運行經(jīng)濟指標(biāo)下降等問題時，有時很難準(zhǔn)確判斷出故障原因之所在。在用水高峰期，多數(shù)電廠備用離子交換器的數(shù)量并不多，當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)故障時，如能對其進(jìn)行及時診斷，這無疑可以大大節(jié)約故障排除的時間，為電廠的安全生產(chǎn)提供保障。筆者根據(jù)陽陰離子交換的等摩爾原理，通過生產(chǎn)過程的實踐摸索和經(jīng)驗總結(jié)，得到了一些離子交換器故障診斷的粗淺體會，借此以飧讀者。筆者以為，水處理離子交換設(shè)備的故障診斷，當(dāng)從以下幾個方面入手：
2、運行操作及分析試驗方法原因的排除
當(dāng)供水緊張而備用設(shè)備較少時，運行人員因設(shè)備發(fā)生故障易產(chǎn)生緊張急躁的情緒。急躁情緒無助于問題的判斷和解決，我廠曾發(fā)生過一件事例：即多臺運行陽離子交換器在一段時間內(nèi)周期制水量大幅度下降，出水水質(zhì)時好時壞，檢修人員打開設(shè)備檢查后，未能發(fā)現(xiàn)其內(nèi)部裝置有明顯缺陷存在，化驗人員通過生水和樹脂的分析，確定了水質(zhì)和樹脂性能的情況變化不大，因原因不明，故障判定的條件不充分，陽離子交換器的故障不能及時排除，我廠水處理生產(chǎn)一度陷入被動的局面。后來技術(shù)人員發(fā)現(xiàn)，運行分析人員在取樣過程中，常將手指伸入瓶口，究其原因，原來這段時間水處理運行設(shè)備的數(shù)量較多，運行人員在取樣過程中一次拿不了這么多取樣瓶，故投機取巧，將手指伸進(jìn)瓶口，結(jié)果造成了人體汗液中鈉離子對樣水產(chǎn)生了污染。由此可見，當(dāng)發(fā)現(xiàn)離子交換器運行異常時，應(yīng)首先檢查水質(zhì)的取樣和測定方法的結(jié)果是否準(zhǔn)確，若分析結(jié)果準(zhǔn)確可*，還應(yīng)檢查設(shè)備在運行、再生操作中有無異常情況發(fā)生，以確定設(shè)備發(fā)生故障時的情況是偶然現(xiàn)象還是穩(wěn)定現(xiàn)象。偶然的失誤往往使問題時隱時現(xiàn)，表現(xiàn)為沒有明顯的規(guī)律性，有時需要細(xì)心的觀察才能查出原因。
3、調(diào)試報告及原始資料的分析
離子交換器投入運行后，一般在3個月內(nèi)應(yīng)完成啟動調(diào)整試驗工作，6個月內(nèi)應(yīng)完成運行的進(jìn)一步整定和試驗報告，以確定離子交換設(shè)備在正常工藝條件下的出水質(zhì)量、設(shè)備出力、水流阻力、再生消耗水平、自用水率以及再生條件等各種參數(shù)，調(diào)試報告和原始資料是設(shè)備故障診斷的一個重要依據(jù)，它可以幫助我們分析設(shè)備故障狀態(tài)下各種參數(shù)的偏離程度，以便故障診斷過程中進(jìn)行問題的確認(rèn)和判斷。
4、品質(zhì)惡化情況的故障診斷
出水質(zhì)量是衡量化學(xué)除鹽設(shè)備運行工況的主要指標(biāo)。出水質(zhì)量惡化是指設(shè)備運行過程中，除鹽水的電導(dǎo)率和二氧化硅含量指標(biāo)明顯高于調(diào)試結(jié)果，此時不論其水質(zhì)是否合格，都可認(rèn)為設(shè)備發(fā)生了水質(zhì)惡化現(xiàn)象。當(dāng)除鹽水的電導(dǎo)率或二氧化硅含量明顯偏高時，為了診斷故障須進(jìn)行除鹽水pH值指標(biāo)的測定。
除鹽系統(tǒng)設(shè)備故障診斷應(yīng)用較多的是排除法，圖一是除鹽設(shè)備出水水質(zhì)惡化故障診斷圖，在故障診斷過程中，我們可以先檢查系統(tǒng)出水的電導(dǎo)率是否合格，然后再根據(jù)系統(tǒng)出水二氧化硅和pH值的合格情況進(jìn)行進(jìn)一步的排查分析，看看設(shè)備是否需要作重復(fù)性再生試驗。用排除法進(jìn)行故障診斷可以縮短離子交換器設(shè)備故障的排除時間，縮小故障排除的工作范圍，在診斷過程中一般應(yīng)先檢查陰離子交換器出水的水質(zhì)，在確定陽陰離子交換器*后再檢查混合離子交換器有無異常。
5、設(shè)備出力降低情況的故障診斷
除鹽設(shè)備出力降低可分別表現(xiàn)為設(shè)備周期交換離子量的降低和單位時間內(nèi)設(shè)備制水量的降低。周期制水量的增減與生水中離子的總量有關(guān)，若使用生水水質(zhì)多變的地表水或多水源生水，應(yīng)隨時注意生水水質(zhì)的變化對設(shè)備周期制水量產(chǎn)生的影響，使用地表水的電廠需每季度進(jìn)行生水全分析一次;若生水系統(tǒng)有多個水源，在有條件的情況下，每月應(yīng)定期安排生水水質(zhì)的測定，為離子交換設(shè)備故障的診斷提供依據(jù)。單位時間周期制水量的降低一般情況下是由于離子交換設(shè)備水流阻力過大而引起，此時應(yīng)檢查交換器內(nèi)部的進(jìn)出水布水裝置和樹脂有無發(fā)生偏斜或污堵現(xiàn)象，此時應(yīng)當(dāng)機立斷打開人孔門進(jìn)行設(shè)備的消缺和檢修。
一般情況下，當(dāng)除鹽設(shè)備發(fā)生故障時，會首先表現(xiàn)為離子交換器周期制水量逐漸降低，然后才發(fā)生出水水質(zhì)的惡化。串聯(lián)式除鹽系統(tǒng)可根據(jù)設(shè)備失效時陰床出水或除鹽水的指標(biāo)確定交換容量低的交換器。當(dāng)設(shè)備失效時，若系統(tǒng)出水二氧化硅含量增加、電導(dǎo)率變化不大，則可判斷為陰床失效或混床中陰離子交換樹脂失效;若系統(tǒng)出水電導(dǎo)率增加、二氧化硅含量變化不大，則可判斷為陽床或混床中陽離子交換樹脂失效。并聯(lián)式除鹽系統(tǒng)應(yīng)根據(jù)每臺設(shè)備的周期制水量與生水水質(zhì)離子含量計算設(shè)備的周期交換量，發(fā)現(xiàn)周期交換量明顯偏低者，可認(rèn)為該設(shè)備發(fā)生了故障。
發(fā)現(xiàn)陽陰床等離子交換設(shè)備出力明顯降低時，可按圖二、圖三分別判定設(shè)備的故障原因。混合離子交換設(shè)備出力降低可以參照圖二或圖三故障診斷方法和順序進(jìn)行問題的排查。
SiO2
圖三、陰離子交換設(shè)備出力降低故障診斷圖
6、運行經(jīng)濟指標(biāo)降低情況的故障診斷
當(dāng)離子交換器偶爾發(fā)生出水水質(zhì)劣化或者出力降低時，采用重復(fù)再生或增加再生劑的用量等方法進(jìn)行設(shè)備性能恢復(fù)是正常的。筆者所指的運行經(jīng)濟指標(biāo)降低故障系指設(shè)備再生劑的比耗明顯大于或超過表一所示對應(yīng)數(shù)值。
一般而言，造成離子交換器再生劑比耗較高的主要原因有：樹脂使用年數(shù)較長或受污染中毒導(dǎo)致樹脂全交換容量和工作交換容量降低;再生劑品質(zhì)較差，雜質(zhì)離子含量偏高;離子交換器再生過程中反洗流量過大或布水濾網(wǎng)發(fā)生泄漏跑樹脂，造成床體中樹脂量過少;交換器內(nèi)再生液分配裝置損壞造成再生液偏流;交換器內(nèi)襯膠層部分脫落，使設(shè)備在再生和運行過程中配水偏流;運行人員操作不當(dāng)或再生系統(tǒng)有缺陷未及時發(fā)現(xiàn);生水水質(zhì)在一段時間內(nèi)發(fā)生了明顯變化等等。當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)運行經(jīng)濟指標(biāo)降低故障時，可根據(jù)上述項目對照原始資料情況進(jìn)行一一排查，在排查過程中可按先易后難或者可能性較大者的順序進(jìn)行檢查。
7、結(jié)束語
雖然影響離子交換器設(shè)備故障和原因很多，但根據(jù)分類一般不外乎出力降低、出水水質(zhì)惡化以及運行經(jīng)濟指標(biāo)下降等幾種類型，讀者可對照上述幾種方法并結(jié)合本廠的生產(chǎn)和設(shè)備實際情況進(jìn)行一一排除，逐漸縮小搜查范圍，可以收到事半功倍的效果。
