ZNR系列智能软水器技术说明（三）

兰州济美

4.1.3、ZNR系列智能软水器的制水工艺及特点
ZNR系列智能软水器制水工艺为对流再生，浮床组合床型，其结构是将交换柱分为上、下两室，两室之间用尼龙网、多孔板隔开，其上室树脂装填量较充实，下室装填量较少。ZNR系列智能软水器这种双室结构，除具有上述对流再生，浮床的所有优点外，另外还具有如下优点：
制水质量更高、更能适应高硬度水，ZNR系列智能软水器可将硬度为8mmol/L的高硬度水一次降到0.005mmol/L以下，达到高品质水的要求，也能将硬度为18mmol/L的特高硬度水一次降到0.03mmol/L以下达到低压锅炉水质标准的要求。这是因为其具有对流再生，浮床的优点外，其特殊结构还从以下两方面减轻，消除了浮床最敏感的乱层问题，这是因为一是其上室树脂充实度高，绝对保证了其保护层树脂不乱层；二是减轻了交换柱产水时靠近管壁的流速与柱中心流速不一，而造成水断面不均匀使树脂层扰动的问题，这一点在产水流速较高40m/h以上，交换柱直径在500mm以上时更为明显。ZNR系列智能软水器将交换柱分为上、下两室，就等于缩短了交换柱高度，也就减轻了不良这种现象。
B、提高了再生、清洗质量，由于ZNR系列智能软水器上室的树脂充实度高，再生时树脂呈压实状态，即使树脂在转型时，也不会出现“孔洞”，再生液与树脂保持良好的接触。保证了树脂的再生效果，尤其是上室保护层的很好再生，交换柱下室有较大的空间，有利于树脂的清洗，上室空间虽小，但上室树脂中残留的Ca2+，Mg2+离子少，而且每次清洗时用最干净的软化水清洗，因而也能保证其清洗质量。
: O! _6 x$ V5 @: Z! [ZNR智能软水器交换柱为两个，其制水工艺流程为：松床      再生     小清洗          大清洗    产水，一柱产水时，另一柱在作再生工作（松床、再生、小清、大清），其松床时，小流量的原水从交换柱底部对产水时压实的树脂层进行轻微的松动，使其舒展，排除树脂层中积存的气泡，为下一步的再生作好准备，其再生时，经软化水溶解的浓盐液经流量计控制，通过集成阀稀释腔用软化水稀释为5-8%，最适合树脂再生的浓度，从交换柱顶部依次流过上室，下室完成再生过程。其小清时，小流量的软化水从交换柱顶部对树脂进行浸润，小清洗，使已置换出来的Ca2+、Mg2+离子向交换柱下部逐渐移动，为下一步彻底的大清洗作好准备，其大清洗时较大流量的软化水，对已经过小清洗的树脂从交换柱顶部到底部进行彻底的清洗，使交换柱中树脂层达到切换时就能立刻产出合格水的状态。以上再生盐液的化盐水、稀释水，大、小清洗用的清洗水，均为正在工作的另一柱分配过来的软化水。
ZNR智能系列软水器的以上工艺流程很好地符合了离子交换所需的最佳工艺要求，这也是这种设备节盐、节水、水质好且稳定的一个重要原因，且树脂使用寿命长，一般达6年以上。
' l/ D1 i5 r7 O9 c: N% _' c9 G, P以上介绍了ZNR系列智能软水器制水工艺的特性，现将其与我国市场上常见的国外产品的工艺特性作介绍，国外产品进入我国最早，影响也最大的是美国阿图祖软水器，最近几年还有美国福莱克，康科等品牌的产品，它们最具代表型的是单罐固定床顺流再生形式的设备，在我国市场的销量也最大。从前述可知其工艺特性决定了其处理水水质稳定性差，盐耗高，不能处理高硬度水，因其为顺流离子交换方式，其每个周期开始产出的水质往往超标，再加其是生水化盐、再生、清洗，更使这种情况无法避免。据我国西南某大城市煤改气后采用了某进口品牌的一大批此类产品，虽然当地原水硬度很低使用后当地锅检部门检查有80%的设备水质不合格，从反映的具体情况上看，其制水工艺落后是主要原因。由于其是固定床顺流再生，盐耗、水耗很高，据统计阿图祖该类设备一般的盐耗在180-220克/克当量，而ZNR智能软水器一般在74-85克/克当量。对这类设备的水耗没有作具体统计，但从工艺上分析其水耗也肯定是较高的。对盐耗一项的经济价值笔者作过计算，譬如，若使用1台12t/h设备，处理硬度为5mmol/L的原水，运行一年，以300天计，工业盐按500元/吨计，ZNR智能软水器比上面进口产品要节省4万多元。另外，钠型软水器由于耗盐高，在一些使用量大、集中的地区，造成地表水含盐量的急剧升高，若再使用这种高盐耗的进口设备无疑是雪上加霜，造成严重的环境问题，必将引起社会、有关部门的重视，甚至会影响到软化水设备的使用和发展。这是该引起每个同行高度重视的问题。
( f, F  K. s* r$ g6 C$ n虽然近年来国外一些品牌的产品也推出了固定床逆流再生型的机头，但其化盐、清洗用水是原水，同样再生质量还是不高，且每次再生后开始产水，总有一部分原水会进入锅炉或水箱使整个系统的水质变差，原水硬度较高时尤为明显。总体上看ZNR智能软水器制水工艺比进口设备先进，更适合我国各地水质复杂，工业用盐较脏的实际情况，也符合我国资源相对匮乏，环境污染日趋严重的国情，需要节省物资，保护环境。
& B, Y) c) R1 G1 d+ L# B" a5、控制方法：
( E: f* m( z9 F- AZNR系列智能软水器，设计时对控制系统主要基本追求是工作的可靠性，对工艺参数控制精度高，便于一般人员操作，在此基础上有较多的辅助功能，更好地满足不同用户需求，使设备有更强的适用性。为此ZNR系列智能软水器从以下几方面作了努力：
$ Y3 F" v0 Y) Y8 z- t5.1、执行机构，ZNR系列智软水器为了更好地保证设备长期工作的可靠性，其功位感应采用非接触式的光电开关，可动作十几万次。避免了老式国产设备用碰撞式限位开关寿命短，易移位的问题。其功位电机采用微型电机，最大电流均在0.5安以下，而且电机转动没有老式国产设备需要正反转，暂态电流很大，易损坏电器元件的问题，这些措施大大降低了控制系统的故障率。
5.2、控制方式；ZNR系列智能软水器其控制器采用PLC可编程控制器，或工业控制机，其控制工艺用控制时间参数的办法来实现，也可以实现国外设备所谓的流量型控制，此问题下文还有说明，其控制的基本思路是将额定产水量，原水硬度，出水残留硬度，树脂交换容量，进盐量，实际产水量等影响设备产水水质的因素，进行理论计算，参考实际调试运行近上万台设备的测试记录值进行矩阵运算，专家优化，建立数据库。当用户使用时在控制器液晶显示器上输入当地原水的硬度值，实际单位时间产水量（若无水表，可输入设备额定产水量），则控制器就会按一套较合理的工艺进行工作并有记忆功能，若停机后，重新开机时仍从原工艺点开始运行。若出水经实际化验不合格，操作者可选定在此硬度下的第二组工艺进行运行，继续不合格，再选第三组工艺，若第三组不合格，可能是出了意外问题，操作者应查找原因。ZNR系列智能软水器这种控制方法优点在于，一是工艺控制较精确、节盐、节水，二是操作者在不懂水处理工艺，经验不足时，设备也能按一组比较理想的工艺值运行，避免了误操作。
# s( |' K9 v. ^ZNR系列智能软水器的这种控制方法，在没增加过多的一次仪表的前提下，基本实现了设备的初步人工智能控制。是一种全新概念的控制方法。
5 A( F4 i0 R! ^8 q2 e  d" x2 h" T5.3、辅助功能；ZNR系列智能软水器还有几项辅助功能可满足部分用户的特殊要求，一是有水箱水位自动控制功能，可实现设备的无人操作，二是若加装水质硬度在线测试仪可实现水质自动检测，不合格时自动选若干组工艺参数，仍不合格时自动报警停机的功能，有减少化验次数，防止不合格水进入锅炉的作用。三是有多种方式或自由方式通讯功能，可满足设备中央集中控制的需要。
3 N+ \6 d2 L. i; o$ {从控制方法上看ZNR智能软水器在目前是一种很先进的控制方式，一点也不比进口设备差，国外设备一般采用微电脑控制器，其可靠性和功能不如PLC可编程控制器。
6、设备结构特点
6.1、整体结构
ZNR系列智能软水器整体结构多种形式以便更好地满足不同用户的需求，常规形式案有下图所示四种
未完待续