晉城古礦礦井中水回用于采暖循環(huán)水系統研究

能源與節語(yǔ)2013年第5期(總第 92期)ENERGY AND ENERGY CONSERVATION2013年5月.節能減排。晉城古礦礦井中水回用于采暖循環(huán)水系統研究王云霞(山西省晉城煤業(yè)集團機關(guān)物業(yè)公司，山西晉城048000)商要:將礦井中水通過(guò)深度處理后回用于采暖循環(huán)水系統，對緩減謀礦企業(yè)生活用水矛盾，節約水資源具有較強的現實(shí)意義。通過(guò)在晉城古礦礦區采暖循環(huán)水系統進(jìn)行應用研究試驗，提出了BF-30a防腐阻垢劑的應用方法和工藝特點(diǎn)。關(guān)鍵詞:礦井中水; 循環(huán)水水質(zhì);防腐阻垢中圖分類(lèi)號: P755.3文獻標識碼: I文章編號: 2095-0802- (2013)05 -0055 -03The recycling of Mine water for heating circulating water system in Jincheng Gukuang MineWANG Yun- xia(Property Management Company of Jjincheng Coal Industy Group, Jincheng 048000, Shanxi, China)Abstract: The recycling of mine water for heating circulating water system after advanced treatment has a great practical signifi-cance in migating the water contradictions and saving water resources in the coal mining enterprises. By applied research trials ofheating cireulating water system in the Jincheng Gukuang mining areas, the application methods and processes of BF- -30a scale andcorrosion inhibitor has been proposed.Key words: mine water; eirculating water quality; scale and corrosion古書(shū)院礦四噸鍋爐房南區采暖循環(huán)水系統,供暖面0引言積為156971m',東區采暖循環(huán)水系統供暖面積為中國煤礦礦井水年排放量約為22x108 t,而礦井.76 556 m',這兩套采暖循環(huán)水系統的容水量為1 020水的資源化利用率僅在20%左右，大量未經(jīng)處理的礦m3，日補水量為102 m',一個(gè)采暖期共消耗水量為:井水被直接排放，不僅污染了環(huán)境，而且還浪費了寶1 020+ 102x 135=14 790 m3。由于采暖循環(huán)水系統目貴的礦井水資源。中國煤礦企業(yè)多分布在干旱和半干前使用的是生活飲用水，故采暖期間，由于系統的大量旱地區，水資源較貧乏，約2/3的煤礦缺水或嚴重缺失水，不但造成地下水資源的極大浪費,而且使生活飲水，生產(chǎn)和生活用水均非常緊張，在相當程度上制約用水十分緊張，給職工家屬的生活帶來(lái)了極大的不便。了煤炭生產(chǎn)和礦區經(jīng)濟的可持續發(fā)展。礦井中水的回1概述用既可以有效地利用和節約有限的、寶貴的淡水資源，又可以減少污、廢水排放量,減少水環(huán)境的污1.1 礦井中水簡(jiǎn)介染,還可以緩解城市下水道的超負荷現象。具有明顯中國礦井水凈化處理技術(shù)起始于上世紀70年代的社會(huì )效益、環(huán)境效益和經(jīng)濟效益。末，在煤礦礦井水處理工藝中大部分被采用過(guò)，礦井晉城市位于山西省南部，古書(shū)院礦始建于1958水經(jīng)適當凈化處理后成為中水，可用于工業(yè)用水或生年，是隸屬于晉城煤業(yè)集團年產(chǎn)煤量約300x 104 t的活用水。處理后直接排放的礦井水,通常采用沉淀或-個(gè)老礦井，其每年的礦井水排放量在200x10* t以混凝沉淀處理技術(shù);處理后作為生產(chǎn)用水或其它用水上，該礦投資興建的礦井水處理廠(chǎng)日處理能力在的，通常采用加藥處理技術(shù)或混凝沉淀過(guò)濾(混凝澄5 000 m'左右,這些處理后的礦井水(以下稱(chēng)中水)清過(guò)濾)處理技術(shù);處理后作為生活用水，過(guò)濾后必每天復用于礦區綠化、酒水、洗煤廠(chǎng)等水量約在須再經(jīng)過(guò)消毒處理;處理后作為生活飲用水還必須在1 000 m3左右，其余的大量中水全部排至晉城市兩河。凈化后再經(jīng)過(guò)淡化處理。1.2古礦礦中國煤化工收稿日期: 2013- -03-20與生活HCNMH G較,礦井中水含作者簡(jiǎn)介:王云霞，1972年生，女，山西晉城人， 1993年畢業(yè)有有機物、 微生物、化學(xué)藥劑含量少等特點(diǎn)。但要應于長(cháng)沙工業(yè)高等專(zhuān)科學(xué)校分析化學(xué)專(zhuān)業(yè)，化驗工程師。.2013年第5期能源與節站2013年5月用于鍋爐循環(huán)水系統，還必須滿(mǎn)足循環(huán)水系統的水質(zhì)執行標準: MYG100- -2006 <(BF- -30a防腐阻垢劑要求。采暖循環(huán)水系統的水質(zhì)要求如下:溶液及器具:廣口瓶，試片2片,蒸餾水，千燥給水pH≥7,符合國家標準CB1576- 2001《工業(yè)箱，吹風(fēng)機，恒溫水浴鍋，緩蝕鹽酸(HCL): 1 000鍋爐水質(zhì)》凹ml鹽酸溶液(1+3溶液) 中,加入10 g六甲基四胺處理后的循環(huán)水pH 10.5~pH 12， 符合國家標溶解后，混勻。準CB1576- -2001《工業(yè)鍋爐水質(zhì)同實(shí)驗步驟:在1 000 ml廣口瓶中,加入1 000 ml腐蝕速度<0.1 g(m2h),符合企業(yè)標準MYG100-鍋爐給水和“BF -30a鍋爐防腐阻垢劑"若干，攪拌2006 (BF- -30a防腐阻垢劑》均勻。將2片20 g鋼試片(鋼試片尺寸、加工、處結垢速度<0.1 g/ (m2*h), 符合企業(yè)標準MYG100-理方法應符合HG/T3523的規定。)詳細稱(chēng)重(W),2006《BF-30a 防腐阻垢劑》然后用玻璃掛鉤掛入廣口瓶中，試片，上端距液面要使處理后的礦井中水能夠回用于鍋爐采暖循環(huán)30 mm，瓶蓋與瓶口留有1 mm縫隙。把廣口瓶放入系統，其水質(zhì)必須能夠滿(mǎn)足以上要求，為此，需要建恒溫水浴，在80 C+2 C下保持3 d, 然后在室溫立-套工藝系統,并使用- -些處理手段,對經(jīng)礦井水18 C~25 C下保持3 do試驗結束后取出試片,用處理廠(chǎng)處理后的礦井中水進(jìn)行進(jìn)一步處理后，才能應蒸餾水浸洗- -次，用吹風(fēng)機吹干后放人干燥器，2 h后用于鍋爐采暖循環(huán)水系統。我們采用的處理手段是通稱(chēng)重(W), 再用緩蝕鹽酸清洗，干燥后稱(chēng)重(W)。 試過(guò)進(jìn)行工藝改造和設備選型，在礦井中水中投加驗數據見(jiàn)表1。BF-30a防腐阻垢藥劑，對礦井中水進(jìn)行深度處理。腐蝕速度和結垢速度按以下公式計算:R=(W7-w3)(A.t),2礦井中水回用于鍋爐采暖循環(huán)系統的技術(shù)S=( W2-W3)/(A *t),2)路線(xiàn)及工藝改造式(1)和(2)中: R為腐蝕速度, g(m'h); S為結礦井中水水樣送經(jīng)北京化工大學(xué)進(jìn)行檢測后，發(fā)垢速度，g(m2h); WI 為試片處理前質(zhì)量, g; W2為現含鐵量0.38 mg/L, 總硬度6.74 mmol/L， 總堿度帶垢試片質(zhì)量, g; W3為試片處理后質(zhì)量，g; A為試9.64 mmo/L, pH 值為7.5,古礦鍋爐房原有的離子交片表面積，m2; l為試驗時(shí)間，h。換水處理方法對原水的要求中，含鐵量應當小于等于實(shí)驗數據1，見(jiàn)表1。0.3 mg/L,否則會(huì )造成樹(shù)脂嚴重中毒,影響使用，因表1試驗用水:2007 年4月古礦-廠(chǎng)中水此該中水無(wú)法通過(guò)離子交換水處理設備進(jìn)行處理，為[測試項目200300400500600實(shí)現中水回用，可以采用加藥法進(jìn)行水處理，由北京x10*化工大學(xué)教授魏剛發(fā)明、北京化新通達清洗技術(shù)有限腐蝕速度0.800.680.480.140.06公司生產(chǎn)的防腐阻垢劑BF -30a2,不僅可以與水中的g/(m2*h)| 結垢速度硬度成份形成-種穩定的水溶性鰲合物， 還可以使水g/(m2.h)0.300.120.0930.081中原有的固體粒子分散在管路系統中，易于被流水沖實(shí)驗數據2,見(jiàn)表2。走，防止其沉積到管壁，起到阻垢的效果，同時(shí)，該藥劑在水中的投加還可以吸附到鋼管內壁,將金屬表表2試驗用水:2007 年4月古礦二廠(chǎng)中水面同時(shí)隔離，抑制鋼腐蝕的陽(yáng)極過(guò)程和陰極過(guò)程起到測試項目防腐的作用，可以選擇防腐阻垢劑BF -30a 進(jìn)入系統0.750.640.420.11加藥水處理，實(shí)現中水在水暖循環(huán)系統的回用。工藝改造及設備選型:0.440.280.0900.079完善四噸鍋爐房南區系統和東區鍋爐房東區系統| g/(m2.h)的礦井中水管網(wǎng)系統，將礦井中水回引至回收水箱,結果:在古書(shū)院礦井中水投加BF - 30a防腐阻垢與鍋爐房系統補水管道及補水泵連接。安裝循環(huán)水水藥劑濃度600 x 10*情況下可達到循環(huán)水系統水質(zhì)要質(zhì)監控設備的取樣，給水，投藥管道及電力設施。換求，此時(shí)檢測水中pH值為10.6。熱器高溫出口處安裝監視管及取樣器。中水循環(huán)系統3.2設備運行及 系統水質(zhì)測試安裝補水流量計。系統參數設定:要充分發(fā)揮防腐阻垢藥劑BF-30a的防腐中國煤化工中藥劑的濃度相3應用研究試驗對穩定在6CNMHG-30a在水系統中3.1 通過(guò)實(shí)驗室小型樓 擬試驗確定藥劑的投放濃度的濃度和水系玩中的pr值有一定的對應關(guān)系，因此，實(shí)驗方法: (靜態(tài)試驗) 腐蝕速度及結垢速度試驗"檢測系統水的pH值，即可間接檢測到系統中BF-●56..2013年第5期王云霞:晉城古礦礦井中水回用于采曖循環(huán)水系統研究2013年5月30a的濃度。用藥劑的投加量控制住系統水的pH值,試驗結論: BF -30a鍋爐防腐阻垢劑在中水復用即可控制BF- -30a的濃度。所以，將水質(zhì)監測控制設采暖系統中阻垢緩蝕效果明顯,達到系統循環(huán)水水質(zhì)備中pH值參數設定為10.6。 .要求。設備運行時(shí)檢測單元檢測到爐水的pH值和人為4結語(yǔ)設定值10.6進(jìn)行比較，將其比較結果經(jīng)過(guò)數據處理后形成頻率可變的脈沖信號,用脈沖信號控制投藥計量在晉城煤業(yè)集團古書(shū)院礦和北京化新通達清洗技泵的投藥頻率，受頻率控制的計量泵將BF- -30a 投加術(shù)有限責任公司雙方積極的配合、協(xié)調下，“晉城古采暖系統中，引起系統水pH值的變化，檢測探頭從礦礦井中水回用于采暖循環(huán)水系統的應用研究”項目采樣單元中檢測到系統水pH值的變化，新的檢測結圓滿(mǎn)完成。經(jīng)過(guò)處理后的礦井中水進(jìn)人鍋爐循環(huán)水系果再和設定值進(jìn)行比較。這樣，就形成了一個(gè)閉環(huán)控統后，系統循環(huán)水pH值為10.6,系統腐蝕速度為制系統。0.038 g(m'h), 系統結垢速度為0.041 g/(m2.h)。 達系統水質(zhì)數據，見(jiàn)表3。到了采暖循環(huán)水系統的水質(zhì)要求。表3系統水質(zhì)數據將礦井中水通過(guò)加藥處理后應用于鍋爐采暖循環(huán)水系統的應用研究試驗在國內是首次，該項目的成功測試項目|運行前24h48 h72 h96h.實(shí)施將改變晉城古礦礦區水資源緊張的現狀，既節約給水pH7.467.657.47了地下水資源、保護了礦區地下水和地表水的自然平系統水pH 7.4410.3110.5210.54衡，又解決了礦區用水量日益增加和水資源越來(lái)越短結果:設備投人運行24 h后系統水質(zhì)達標。缺的矛盾，改善了煤礦企業(yè)因過(guò)度開(kāi)采地下深井水而帶來(lái)的環(huán)境問(wèn)題，保證了煤礦企業(yè)的正常生產(chǎn)和經(jīng)3.3 系統腐蝕速度和結垢速度的測定實(shí)驗方法:在系統換熱器人口處安裝監視試片,營(yíng),提高了煤礦企業(yè)的綜合效益，促進(jìn)了礦區的可持測量試片的腐蝕速度和結垢速度。(腐 蝕速度和結垢續發(fā)展。參考文獻:速度計算與3.1“實(shí)驗室小型模擬試驗”相同)[1] 郝景泰,于 萍,周 英.工業(yè)鍋爐水處理技術(shù)[M].北京:氣實(shí)驗時(shí)間:6d,共144h象出版社, 2000.執行標準: MYG100 -2006《(BF- 30a防腐阻垢劑)[2] 陳亦惠,沈 表.節能與環(huán)保:鍋爐房實(shí)用技術(shù)[M]北京:航腐蝕速度和結垢速度數據，見(jiàn)表4?？展I(yè)出版社, 1996.表4腐蝕速度和結垢速度[3]張輝.工業(yè)鍋爐 水處理技術(shù)[M].北京:學(xué)宛出版社,2004.腐蝕速度結垢速度試片編號g/(m2h)g(m2.h)21730.0421740.0340.035(責任編輯:劉倩倩)平均值0.0380.041(上接29頁(yè))程多級離心式水泵，礦井正常涌水量和最大涌水量時(shí)井自動(dòng)化控制的要求。主要實(shí)現功能: a) 檢測水泵均為水泵3臺工作, 3臺備用，1臺檢修。主排水管主電機三相定子及軸承溫度; b)實(shí)時(shí)監測水泵各工路選用$377 mm x20(10) mm無(wú)縫鋼管，沿中央回況參數，如水倉水位、水泵出水口壓力、真空度、電風(fēng)立井井簡(jiǎn)敷設4趟,礦井正常涌水量和最大涌水量機溫度、水泵軸溫、流量及設備工作狀態(tài)等; c)根時(shí)均為2趟工作, 2趟備用。據水倉水位參數，自動(dòng)控制開(kāi)停及水泵的輪換運轉;該礦井下中央水泵房與井下中央變電所,兩者為d)實(shí)現井下主排水系統的無(wú)人值守。一個(gè)聯(lián)合峒室，為節省投資，簡(jiǎn)化自動(dòng)化系統,選用'通過(guò)礦井綜合自動(dòng)化平臺內各個(gè)系統的運行與監一套PLC監控分站完成水泵與變電所的監控功能。測， 可完成碗共竹管今國附它望固定崗位的無(wú)人中國煤化工PIC監控分站配有以太網(wǎng)接口,以OPC方式接人在該值守與礦井生中央變電所內布置的工業(yè)控制環(huán)網(wǎng)交換機，實(shí)現水泵TYHCNMHG監控子系統與全礦井的監控系統信息共享，滿(mǎn)足全礦●57●.