锅炉软化水设备工作原理和工作流程

一．概述

水中钙镁离子的存在是导致水温变化时形成水垢的主要原因。这种设备以多路阀及控制器为核心，配以国产的树脂罐、盐箱、管道等材料，构成全自动软化水系统。

由于水垢的沉积对生活和生产均有显著影响，因此生产用水和生活用水对硬度指标均有特定要求。特别是锅炉用水，若含有硬度盐类，会在锅炉受热面上生成水垢，降低锅炉热效率、增加燃料消耗，甚至因金属壁面局部过热而损坏部件，引发爆炸。因此，低压锅炉需进行水的软化处理；中、高压锅炉则需进行水的软化与脱盐处理。

二．常用方法

离子交换法：采用特定的阳离子交换树脂，以钠离子置换水中的钙镁离子。由于钠盐的溶解度很高，从而避免了随温度升高而生成水垢的情况。这种方法是目前最常用的标准方式，主要优点是效果稳定、准确，工艺成熟。采用这种方式的软化水设备一般称为“离子交换器”（因多采用钠离子交换树脂，也常称为“钠离子交换器”）。

三．离子交换器的工作原理

离子交换树脂是一种带有相应功能基团的聚合物。通常，钠离子交换树脂带有大量钠离子。当水中的钙镁离子含量高时，树脂可释放钠离子，功能基团与钙镁离子结合，从而降低水中的钙镁离子含量，使硬水变为软水，这是软化水设备的工作过程。

当树脂上的功能基团大量与钙镁离子结合后，树脂的软化能力下降。此时，可用氯化钠溶液流过树脂，溶液中的钠离子含量高，功能基团会释放出钙镁离子并与钠离子结合，使树脂恢复交换能力，这一过程称为“再生”。

四．软化水设备的工作流程

根据实际工作需要，软化水设备的标准工作流程主要包括：工作产水、反洗（再生）、慢冲洗（置换）、快冲洗五个过程。不同软化水设备的工序基本相似，但因实际工艺或控制需求，可能会有附加流程。任何以钠离子交换为基础的软化水设备均在这五个流程的基础上发展而来（全自动软化水设备会增加盐水重注过程）。

反洗：设备工作一段时间后，树脂上部会拦截大量原水带来的污物，需清除这些污物，使离子交换树脂完全暴露，确保再生效果。反洗过程是水从树脂底部流入，顶部流出，冲掉顶部拦截的污物，一般需5-15分钟。

吸盐（再生）：将盐水注入树脂罐体的过程。传统设备采用盐泵注入，全自动设备则用专用的内置喷射器吸入（进水需有一定压力）。实际工作中，盐水慢速流过树脂的再生效果优于单纯浸泡，因此软化水设备均采用此方法，一般需30分钟，实际时间受用盐量影响。

慢冲洗（置换）：用原水以相同流速慢速冲洗树脂层，清除其中的盐分，此过程仍有大量功能基团上的钙镁离子被钠离子置换，是再生的主要过程，故常称为置换，一般需30分钟。

快冲洗：为彻底清除残留盐分，采用接近实际工作的流速，用原水冲洗树脂，最终出水应为达标软水，一般需5-15分钟。