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自动控制钠离子交换器(全自动软水器)技术设计标准


来源:  作者:  日期:2009-03-28 02:29:10

自动控制钠离子交换器(全自动软水器)技术条件

      GB/T 18300—2008 代替GB/T18300-2001 中华人民共和国国家标准  前言 II 1 范围 1 2 规范性引用文件 1 3 术语和定义 1 4 分类与型号 3 4.1 分类 3 4.2 型号 3 5 技术要求 4 5.1 设计要求 4 5.2 交换器的使用条件 5 5.3 材质 5 5.4 制造 5 5.5 组装 5 6 检验及试验方法 5 6.1 材料质量 5 6.2 交换罐检验 6 6.3 控制器检验 6 6.4 耐压试验 6 6.5 交换器性能试验 6 7 检验规则 7 8 标志、包装、运输和贮存 8 8.1 标志 8 8.2 包装 9 8.3 运输和贮存 9 前 言本标准是根据国家标准化管理委员会2007年的国家标准修订计划(项目计划编号:20063027-T_424),对GB/T18300-2001《自动控制钠离子交换器技术条件》进行的修订。本标准与GB/T18300-2001《自动控制钠离子交换器技术条件》相比主要变化如下: —— 按GB/T1.1-2000《标准化工作导则 第1部分:标准的结构和编写规则》要求进行编写,增加了目录章节; —— 修改和增加了部分规范性引用标准; —— 补充修改了部分术语和定义。其中自用水率修改为再生自耗水率,并重新作了定义; —— 修改了型号表示方法; —— 提高了交换器设计压力; —— 修改了表4中的交换器主要性能指标; —— 修改了部分设计要求; —— 补充了检验和试验的方法; —— 提高了无故障动作试验的切换次数; —— 增加了耐压试验、空气止回性能、盐水液位控制性能等检验项目; —— 增加了交换器在现场检验和调试的要求。 本标准自实施之日起代替GB/T18300-2001。 本标准由全国锅炉压力容器标准化技术委员会提出并归口。本标准负责起草单位:中国锅炉水处理协会。本标准参加起草单位:本标准主要起草人: 本标准所代替标准的历次版本发布情况为: GB/T18300-2001。 自动控制钠离子交换器 技术条件 1 范围本标准规定了自动控制钠离子交换器的术语和定义、分类与型号、技术要求、试验方法、检验规则及标志、包装、运输、贮存等要求。本标准适用于工作压力不大于0.6MPa,采用多路阀自动控制的钠离子交换器。本标准不适用于流动床、移动床钠离子交换器,也不适用于非自动控制的钠离子交换器。 2 规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件,其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准,然而,鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件,其最新版本适用于本标准。 GB 1576 工业锅炉水质 GB 3854 纤维增强塑料巴氏(巴柯尔)硬度试验方法 GB 5462 工业盐 GB/T 6905.1 锅炉用水和冷却水分析方法 氯化物的测定 摩尔法 GB/T 6909.1 锅炉用水和冷却水分析方法 硬度的测定 高硬度 GB/T 6909.2 锅炉用水和冷却水分析方法 硬度的测定 低硬度 GB 13384 机电产品包装通用技术条件 GB/T 13659 001×7强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂 GB/T 13922 水处理设备性能试验 GB/T 17219 生活饮用水输配水设备及防护材料的安全性评价标准 GB/T 50109 工业用水软化除盐设计规范 JB/T2932 水处理设备技术条件 3 术语和定义下列术语和定义适用于本标准。 3.1 硬度(英文)指水中易于形成沉淀物的金属离子总浓度,通常以水中钙、镁离子总浓度表示。 3.2 软化水 除掉大部分或全部钙、镁离子后的水。 3.3 离子交换树脂采用化学合成方法制成的具有活性基团的高分子共聚物,能与溶液中相同电性的离子相互交换的离子交换剂。 3.4 阳离子交换树脂指具有双向阳离子交换特性的离子交换树脂。若采用钠盐再生,即为钠离子交换树脂。 3.5 自动控制钠离子交换器根据某种设定条件能够自动启动再生过程,并采用钠盐作为再生剂的离子交换器。这类交换器也称为自动控制软水器。 3.6 盐耗恢复钠离子交换树脂1mol的交换能力所消耗的氯化钠克数。 3.7 再生自耗水率再生过程的耗水总量与离子交换树脂体积的体积比。 3.8 周期制水量交换器再生后,开始投运制水至失效这一周期内所制取的软水总量。 3.9 运行周期在额定出力条件下,交换器再生后,开始投运制水至失效这一周期内的连续运行时间。 3.10 工作压力指进入交换器入口处的进水表压力。 3.11 工作温度指介质在交换器正常工作过程的温度。 3.12 运行水通过交换器中的离子交换树脂层,除去水中大部分或全部钙、镁离子的过程。 3.13 再生过程使失效离子交换树脂恢复交换能力的过程,包括但不限于反洗、再生、置换、正洗等步骤。 3.14 反洗离子交换树脂失效后,用水由下向上清洗离子交换树脂层,使其膨胀而松动,同时清除树脂层上部的悬浮物和破碎树脂等杂质的步骤。 3.15 再生将一定浓度的再生液以一定的流速流过失效的离子交换树脂层,使离子交换树脂恢复其交换能力的步骤。这个步骤也叫吸盐。 3.15.1 顺流再生再生时,再生液的流向和运行时水的流向一致。 3.15.2 逆流再生再生时,再生液的流向和运行时水的流向相向。 3.16 置换置换是再生的延续步骤。交换器停止吸盐后,继续以再生时的液流流向和相近的流速注入水,使交换器内的再生液在进一步再生树脂的同时被排代出来,这个步骤也叫慢洗。 3.17 正洗置换过程结束后或者停备用交换器开始投运前,进水按运行时的流向清洗离子交换树脂层,洗去再生废液和需除去的离子,直至出水合格为止的步骤。这个步骤也叫快洗。 3.18 自动控制多路阀一种组合为一体可形成多个不同的流体流道而不发生窜流,并以一定程序自动控制的装置(简称控制器)。 3.19 流量启动再生的交换器采用流量控制器控制周期制水量,当周期制水量达到设定值时,能自动启动再生过程的交换器(简称流量控制型)。 3.20 时间启动再生的交换器采用程序控制启动再生过程的时间,当该时间达到设定值时,能自动启动再生过程的交换器(简称时间控制型)。 3.21 出水水质启动再生的交换器通过感应控制系统检测交换器出水硬度,当出水硬度超出设定值时,能自动启动再生过程的交换器(简称在线监测型)。 3.22 一级钠离子交换进水只经过一次钠离子交换器交换(简称一级钠)。 3.23 二级钠离子交换进水经过二台串连的钠离子交换器,进行连续二次的交换,其中一级钠的出水作为二级钠的进水(简称二级钠)。 3.24 顺流再生固定床运行和再生时,水流和再生液都是自上而下通过离子交换树脂层的交换器。 3.25 逆流再生固定床运行时水流自上而下通过离子交换树脂层,再生时再生液由下而上流经离子交换树脂层的交换器。 3.26 浮动床运行时水流自下而上通过离子交换树脂层,由于向上水流的作用树脂层被托起在交换器上部成悬浮状态,再生时再生液由上而下流经离子交换树脂层的交换器。 4 分类与型号 4.1 分类 4.1.1 按钠离子交换器运行和再生方式分为顺流再生固定床、逆流再生固定床和浮动床三类,代号按表1规定。 4.1.2 按控制器启动再生的控制方式,分为时间型、流量型、在线监测型三类,代号按表2规定。 4.1.3 按交换罐材质不同,其分类代号按表3规定。表1 交换器类型的代号交换器类型 顺流再生固定床 逆流再生固定床 浮动床代号 S N F 表2 控制器控制方式的代号控制器控制方式 时间型 流量型 在线监测型代号 S L Z 表3 交换罐材质的代号交换罐材质 不锈钢 碳钢防腐 玻璃钢 其他材质代号 B T F Q 4.2 型号 4.2.1 型号表示方法如下 □ □ □ □×□ / □ 额定产水量,m3/h 交换罐数量(单罐可省略)交换罐公称直径,mm 交换罐材质代号控制器控制方式代号交换器类型代号 4.2.2 型号示例(1)浮动床自动控制钠离子交换器,额定产水量为20m3/h,采用双罐流量型控制方式,罐体材质为碳钢防腐、公称直径为1000mm,其型号表示为:FLT1000×2/20 (2)逆流再生固定床自动控制钠离子交换器,额定产水量为5m3/h,采用单罐时间型控制方式,罐体材质为玻璃钢、公称直径为500mm,其型号表示为:NSF500/5 5 技术要求 5.1 设计要求 5.1.1 交换器整机要求 5.1.1.1 工业用水软化处理的交换器设计应符合GB/T 50109的要求。交换器设计文件至少应包括设计图样、工艺设计计算书、强度计算书和安装使用说明书,设计单位应对设计文件的正确性、完整性负责。 5.1.1.2 交换器的设计压力应不小于0.6MPa。 5.1.1.3 交换器内的离子交换树脂层高度应根据运行周期、原水水质和出水水质要求确定。用于工业设备软水处理的固定床离子交换树脂层高不得小于800mm;浮动床离子交换树脂层高不得小于1200mm。 5.1.1.4 顺流再生与逆流再生固定床离子交换器应有树脂高度的40%~50%的反洗膨胀高度;浮动床应有100~200mm的水垫层。 5.1.1.5 交换罐内应设上下布水器,布水应均匀、不产生偏流。 5.1.1.6 控制器和交换罐应根据原水水质合理选配。在满足表4性能指标和额定出水量条件下,保证交换器的运行周期不少于累计12h供水的交换能力。时间型交换器如果自动再生最短间隔时间为一天再生一次的,应不少于24h供水的交换能力。 5.1.1.7 再生过程中不应有硬水从交换器出口流出。 5.1.1.8 在正常运行条件下交换器的主要技术性能指标应符合表4规定的要求。表4 交换器主要性能指标的要求连接系统 运行流速 m/h 反洗流速 m/h 再生流速 m/h 正洗流速 m/h 再生液浓度a % 盐耗 g/mol 再生自耗水率 m 3/ m 3(R)一级钠 顺流再生 15~30 10~20 4~6 15~20 6~10 <130 <12 逆流再生 15~30 10~20 2~4 15~20 5~8 <100 <10b 浮动床 20~60 — 2~6 20~50 5~8 <100 <8c 第二级钠 ≤60 10~20 4~6 15~20 5~8 — <10 注 用于工业设备软水处理的交换器再生时间一般应不少于30分钟。 a 再生液浓度指常温下经射流器后进入离子交换树脂层的盐水浓度。 b 该数值为平均再生自耗水率。 c 不包括体外清洗的耗水量。 5.1.2 盐液系统 5.1.2.1 盐液罐应耐氯化钠腐蚀或采取防腐措施。 5.1.2.2 盐液罐应加盖,其有效容积应在指定的盐液浓度范围内,至少满足一台钠离子交换器一次再生用量,且便于加盐操作。 5.1.2.3 盐液罐必须有良好的过滤装置,内设隔盐板,在正常加盐情况下能使隔盐板下的盐液浓度均匀达到饱和。 5.1.2.4 盐液系统应设有空气止回阀。 5.1.2.5 再生用工业氯化钠应符合GB5462的规定。 5.1.3 控制器 5.1.3.1 控制器在工作压力为0.2~0.6MPa范围内应能正常工作,液相换位应准确无误,且不发生泄漏和窜流。 5.1.3.2 使用电压超过36V的控制器,其带电回路对控制器外壳的绝缘介电强度,应能承受交流1500V电压,历时5min无击穿或闪烁现象;其带电回路对控制器外壳的绝缘电阻应不小于5MΩ。控制器外壳必须有良好的接地保护装置。 5.1.3.3 控制器应具有手动启动再生过程的功能。 5.2 交换器的使用条件交换器的使用条件应符合表5规定。表5 交换器的使用条件项 目 要 求工作条件 工作压力 0.2MPa~0.6MPa 进水温度 5℃~50℃ 工作环境 环境温度 5℃~50℃ 相对湿度 ≤95%(25℃时) 适用电源 交流220V±22V/50Hz或 380V±38V/50Hz 进水水质 浊度 顺流再生<5FTU;逆流再生<2FTU 游离氯 ≤0.3mg/L 含铁量 <0.3mg/L 耗氧量(CODMn) <2mg/L(O2) 5.3 材质 5.3.1 制造交换器所用的各种材料应符合相应材料的国家标准或行业标准,并应有材料质量合格证明文件。 5.3.2 产品中所有与水直接接触的材料,在本标准规定的使用条件下,不应对水质造成污染。 5.3.3 所有外购件均应符合相应国家标准或行业标准,并有制造厂的质量合格证明。 5.4 制造 5.4.1 交换罐的几何尺寸及外观质量应符合设计图纸及技术文件。钢制罐体还应符合JB/T2932的要求。 5.4.2 碳钢制作的交换罐内表面应有防腐涂层或衬里,并应符合JB/T2392中的有关规定。 5.4.3 不锈钢制作的交换罐参照JB/T2932中的有关规定,外表面应经酸洗与钝化处理。对氯离子敏感的材料制作的罐体内表面应有防腐涂层或衬里。 5.4.4 玻璃钢罐内表面应平整光滑。罐体不应含有对使用性能有影响的龟裂、分层、针孔、杂质、贫胶区及气泡等。开口平面应和轴线垂直。无毛刺及其它明显缺陷。罐体表面的巴氏硬度:不饱和聚酯树脂不小于36;环氧树脂不小于50。 5.5 组装 5.5.1 所有零部件都应检验合格,且不应有粗糙毛边或锋利的毛刺及其它危害,并需洗净后方可组装。 5.5.2 整机组装应符合图样的规定,管道系统应平直、整齐、美观。各连接管路应密封无泄漏。 5.5.3 交换器内填装的阳离子交换树脂应符合GB/T 13659等相应标准的要求。 6 检验及试验方法 6.1 材料质量交换器材料的质量由供应商保证,并提供质量保证书,有争议时按相应的标准检测。 6.2 交换罐检验 6.2.1 利用相应的仪器、量具等对交换罐的几何尺寸按设计图纸和技术文件的要求进行检测。 6.2.2 金属罐体的内外部表观质量以及防腐涂层或衬里质量根据JB/T2932的有关规定进行检验;非金属交换罐的外部质量应符合5.4.4中的规定,巴氏硬度按GB3854进行试验。 6.3 控制器检验 6.3.1 无故障动作试验将控制器按使用状态安装在专用试验台上,采用人工或自动控制。在规定的进水压力下,模拟实际工作条件,每隔2~5min切换一次,切换次数应不少于10000次。以阀体密封无渗漏、各个工况工作正常、无窜流为合格。 6.3.2 控制器的绝缘介电强度和绝缘电阻试验控制器进行绝缘介电强度试验的装置容量应不小于0.5kVA。试验时,先对控制器施加试验电压值的一半,然后迅速升高至试验电压值并保持5min,用兆欧表测试控制器的带电回路与外壳的绝缘电阻值,其结果应符合5.1.3.2的规定。 6.4 耐压试验 6.4.1 交换罐和控制器应按表6的要求分别进行耐压试验。表6 耐压试验要求部 件 流体静压试验 循环压力试验 爆破压力试验(仅对非金属部件)交换罐 1.5倍最大工作压力下测试30分钟 0~1.5倍最大工作压力循环100000次 4倍最大工作压力控制器 2.4倍最大工作压力下测试30分钟 0~1.5倍最大工作压力循环100000次 4倍最大工作压力 6.4.2 耐压试验的水温应能保证试验装置表面不会出现冷凝状态。 6.4.3 各项压力试验应分别在专用的试压设备上独立进行。试验时将测试部件(包括进口和出口接头等)按使用状态安装在在试压设备上,并采取冲刷的方式向试验装置注水,以排尽装置内的空气。注满水后,封堵各出水口,按以下方法分别进行各项压力试验。(1)流体静压试验:从进水口以不大于0.2MPa/s的速度恒速增加流体静压,在5min内达到表6规定的试验压力。保压30min。在整个试验期间定时检查装置,应无漏水情况。(2)循环压力试验将计数器清零或记录初始读数,然后按表6的要求进行0~1.25倍最大工作压力的循环试验。增压至最大试验压力后立即泄压(即保压时间小于1秒),并在下一个循环开始前恢复到<0.014MPa。每次从升压至泄压的循环持续时间,对于测试部件直径大于33cm的不应超过7.5秒;直径小于或等于33cm的不应超过5秒。整个试验期间应定时检查系统各部位应无泄漏。(3)爆破压力试验(仅对非金属部件)爆破试验装置应根据测试的最高压力配备螺纹接口。试验时通过水泵连接供水系统,以不大于0.6MPa/s的速度恒速增加流体静压,在70秒内达到表6规定的爆破试验压力,保持片刻(约3~5秒)后泄压,测试部件不应破裂和渗漏。 6.5 交换器性能试验组装完毕的交换器按5.2使用条件的规定,接通进水,进行下列性能试验。 6.5.1 水压试验交换器经1.5倍设计压力的水压试验不得渗漏。试验条件应符合JB/T2932的规定。 6.5.2 空气止回性能在交换器进盐液状态下,吸完盐水时,检查空气止回阀及盐液连接管路,不应有空气进入。 6.5.3 盐水液位控制性能交换器在重注水状态时,在0.2MPa~0.6MPa工作压力范围内,盐罐注水的液位应控制在设定的高度。对设有液位控制器的交换器,液位控制器不得泄漏或提前关闭。 6.5.4 交换器各工位流速记录交换器在各个工位时单位时间内流出的水量,计算交换器在运行、反洗、再生、置换及正洗时的流速以及交换器的额定出水量,应符合表4的规定及设计要求。在整个测试过程中应注意检查各状态下的出水,不得有离子交换树脂漏出。 6.5.5 交换器出水水质 6.5.5.1 将交换器运行流速调整至额定出力,按GB/T6909规定的方法测定出水硬度,应能符合设计要求。 6.5.5.2 再生过程结束转入运行时,按GB/T 6905.1规定的方法测定出水氯离子含量,应不大于进水氯离子含量1.1倍。 6.5.5.3 用于工业锅炉补给水处理的交换器,其出水水质应符合GB/T1576的要求。 6.5.6 再生液浓度测试将交换器按使用状态安装在专用的试验设备上,将控制器调节至吸盐状态,调整进水压力,分别在0.2MPa、0.4MPa、0.6MPa压力下,测定单位时间内盐液罐内饱和盐液减少体积V0和排水口排出的液体体积V1,按公式1计算盐液(再生液)浓度。该数值应符合表4的规定。 ………………………………………………1 式中: C ——经射流器稀释后的盐液浓度; C0——饱和盐液的浓度(常温常压下,C0取26.3%); V0——单位时间内盐液罐内饱和盐液减少体积,L; V1——单位时间内排水口排出液的体积,L。 6.5.7 盐耗和再生自耗水率测定按GB/T13922的要求测定交换器的盐耗和再生自耗水率,应符合表4的规定。 7 检验规则 7.1 交换器检验分出厂检验和型式检验,检验项目和要求分别按表7规定。表7 检验项目和要求项目 要求 检验类别 试验方法 出厂检验 型式检验 各部件 材质 5.3 √ 6.1 交换罐 几何尺寸及内外部表观 5.4.1 √ √ 6.2.1 防腐涂层及衬里 5.4.2 5.4.4 √ √ 6.2.2 流体静压试验 表6 √ 6.4.3 爆破压力试验 表6 √ 6.4.3 循环压力试验 表6 √ 6.4.3 控制器性能 无故障动作试验 6.3.1 √ 6.3.1 流体静压试验 表6 √ 6.4.3 爆破压力试验 表6 √ 6.4.3 循环压力试验 表6 √ 6.4.3 绝缘介电强度和绝缘电阻 5.1.3.2 √ √ 6.3.2 整机性能 水压试验 6.5.1 √ √ GB/T2932 空气止回性能 6.5.2 √ √ 6.5.2 盐水液位控制性能 6.5.3 √ √ 6.5.3 各工位流速 表4 √ 6.5.4 出水水质 6.5.5 √ √ GB/T6909 GB/T 6905.1 再生液浓度 表4 √ 6.5.6 再生剂耗量及自耗水率 表4 √ GB/T13922 7.2 交换器的交换罐和控制器应由制造单位的检验部门检验合格,并出具合格证书后方能出厂。检验人员应对检验报告的正确性和完整性负责。 7.3 交换器组装单位或供应商应对交换器整机性能及质量负责。整机性能的出厂检验也可在使用现场进行,但应在检验和调试合格,并出具检验合格证书和调试报告后才能交付使用。 7.4 出厂检验应逐台进行。型式检验应从出厂检验合格品中任意抽取一台进行。有下列情况之一时应进行型式检验: 7.4.1 老产品转厂生产或新产品的试制定型鉴定; 7.4.2 结构、材料、工艺有重大改变,可能影响产品性能时; 7.4.3 停产一年以上,恢复生产时; 7.4.4 正常生产时间达24个月时; 7.4.5 国家质量监督机构提出要求时。 7.5 检验判定规则 7.5.1 每台交换器按7.1规定的出厂检验项目和要求进行检验,如有任何一项不符合要求时,判定该台交换器为出厂检验不合格。 7.5.2 型式检验符合7.1规定时,判定为合格,若有任何一项不符合要求时,则判定型式检验不合格。 8 标志、包装、运输和贮存 8.1 标志 8.1.1 产品铭牌应固定在交换器的明显部位,铭牌应包括下列内容:(1)制造厂名称及商标;(2)制造厂注册登记编号;(3)产品名称及型号;(4)主要技术参数,如额定出水量、工作压力、工作温度等;(5)产品编号和制造日期;(6)制造厂地址。 8.2 包装 8.2.1 包装前应清除筒体内积水,所有接管口应进行封堵。 8.2.2 包装应符合GB/T13384的规定。 8.2.3 随机技术文件应装入防水袋内,与产品一起装入包装箱内。 8.2.4 包装箱外壁应注明以下内容:(1)收货单位、详细地址;(2)制造厂名称、地址、电话、产品名称、型号、出厂编号;(3)外形尺寸L×B×H(mm);(4)净重与毛重;(5)防潮、小心轻放、不得倒置、防压等图示标志。 8.2.5 提供的技术文件应包括下列资料(1)产品设计图样(总图、管道系统图);(2)设计计算书;(3)产品质量证明书;(4)安装使用说明书;(5)注册登记证书复印件;(6)装箱清单。 8.3 运输和贮存 8.3.1 产品应存放在清洁、干燥、通风的仓库内,库内温度范围为5~50℃,相对湿度不大于95%(25℃)。 8.3.2 吊装运输过程中应轻装轻卸,防止振动、碰撞及机械损伤。 8.3.3 衬胶产品在低于5℃温度下运输时,要采取必要的保温措施,防止胶板产生裂纹。 8.3.4 吊装有防腐衬里的产品时,不得使壳体发生局部变形,以免损坏衬里层 
 

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