全自動(dòng)鈉離子軟化處理在循環(huán)水供暖中的應用

節能2013年第5期4ENERGY CONSERVATION(總第368期)全自動(dòng)鈉離子軟化處理在循環(huán)水供暖中的應用王木忠,臧殿榮,何強(山東光明熱電股份有限公司,山東泰安271221)摘要:為解決循環(huán)水供暖系統的高溫結垢、腐蝕問(wèn)題,通過(guò)對幾種處理方式(軟化、除鹽、藥劑處理、弱床處理)的分析比較,得出對補水進(jìn)行軟化處理是均衡解決循環(huán)水供暖系統髙溫結垢、腐蝕最有效的方法。同時(shí)對軟化設備及其經(jīng)濟性進(jìn)行闡述,對髙溫循環(huán)水防垢防腐蝕有一定的借鑒意義。關(guān)鍵詞:結垢;軟化處理;控制條件;效果中圖分類(lèi)號:TK2278文獻標識碼B文章編號:1004-7948(2013)05-0064-03doi:103969/j.issa.1004-7948.2013.05.0191項目背景表1幾種處理方式的對比投資成本運行成本處理效果總體評價(jià)隨著(zhù)煤炭?jì)r(jià)格的上漲及國家對節能降耗指標補水軟化中控制力度的加大,小型火力發(fā)電廠(chǎng)的生存越來(lái)越舉原水加藥劑低步維艱。循環(huán)水供暖以其熱效率高、節能效果顯著(zhù)直補除鹽水中低高低高低中低高中中低等特點(diǎn)在小型供熱機組中得到了廣泛應用。但是弱床處理由于循環(huán)水溫度升高等運行條件的改變,系統結垢傾向加大,常規的水質(zhì)穩定處理方法效果差,成為從表1中可看出補水軟化具有明顯優(yōu)勢,能從制約循環(huán)水供暖系統安全高效運行的瓶頸。根源上解決水質(zhì)的結垢、腐蝕問(wèn)題,通過(guò)軟化除去山東光明熱電股份有限公司自2007年以來(lái)采鈣鎂離子不會(huì )產(chǎn)生結垢問(wèn)題同時(shí)其他離子仍存用循環(huán)水為協(xié)莊煤礦礦區及周邊居民區供暖,同時(shí)在,緩沖能力強,輔以少量藥劑腐蝕問(wèn)題也得以解決。采用補水軟化方式,結垢、腐蝕問(wèn)題均衡解決熱用戶(hù)相當于冷卻塔,機組的熱效率由38%提高而不像其它方法出現偏重現象。到了51%,經(jīng)濟效益顯著(zhù)。但由于補水為礦井水,當循環(huán)水供暖系統補水采用軟化水后,管網(wǎng)及水質(zhì)濁度、硬度高,供暖出水溫度在60~70℃,結冷凝器的結垢和腐蝕問(wèn)題將得到解決。不再因結垢傾向高,加之停運腐蝕,供暖主管道內有2垢而出現管路堵塞、暖氣不熱的現象,大幅提高供4mm的垢層家庭用暖氣中由于流速慢水垢量更暖質(zhì)量,進(jìn)而減少系統的放水量,使供暖系統逐漸大,換熱效果大幅降低,供暖效果呈逐年下降趨勢,形成良性循環(huán),達到正常工作狀態(tài)。且供暖主管道均為埋地管道,一旦發(fā)生泄漏處理難度非常大。3方案的實(shí)施2解決方案的研究3.1工藝流程若徹底解決循環(huán)水供暖系統中的腐蝕和結垢軟化處理系統如圖1所示。該系統設計3臺問(wèn)題,應從其根源水上著(zhù)手。循環(huán)水供暖一般采用全自動(dòng)鈉離子交換器,總出水口安裝一套在線(xiàn)水質(zhì)原水十藥劑處理或除鹽水兩種方式,二者均有明顯檢測裝置,自動(dòng)監測出水硬度。一旦水質(zhì)超標,發(fā)缺陷。原水+藥劑處理方式隨著(zhù)水溫升高藥劑的出控制信號,關(guān)閉軟水器總出水管阻垢能力降低,系統結垢腐蝕不能有效避免。除3.2設計能力鹽水水質(zhì)純緩沖能力差導致pH低,結垢問(wèn)題雖依據幾中國煤化工補水量均在得以解決但腐蝕會(huì )加劇。對幾種可采用處理方式30t/h左右HCNMHG30/h,2用1進(jìn)行了對比如表1所示。備或1用2備。2013年第5期能(總第368期)ENERGY CONSERVATION當出水壓力達到設定的低壓值時(shí),控制裝置會(huì )發(fā)出原水泡低壓聲光報警,提示需清洗內部濾袋,恢復供水壓一控柜穩壓罐力⑨自袋式過(guò)濾器3.4.2全自動(dòng)軟水器鈉離子采用三罐并聯(lián),電子流量控制+水質(zhì)自動(dòng)監控。將傳統的再生、反洗、正洗、運行等步驟合為一體,縮短了再生、反洗、正洗時(shí)間,降低能量消耗,自動(dòng)化程度高,供水工況穩定,只需人工定期加鹽。鹽出水硬度可達到0.03mmol/L以下旁路門(mén)水溝○3.4.2.1產(chǎn)品結構水位探測器軟化水池全自動(dòng)軟水器結構圖如圖2所示。圖1工藝流程圖交換罐3.3主要功能及配置1)采用變頻穩壓控制(西門(mén)子430型吸鹽管儲鹽箱l1kW),根據需要設定壓力,根據用水量調節水泵隔鹽板轉速,改變供水流量,控制供水壓力為恒壓。鹽井下布水2)設有過(guò)載保護、短路保護、缺水保護、欠壓保護、過(guò)電流保護等功能。3)動(dòng)力設備采用杭州南方特種泵業(yè)有限公司出水管鹽閥支撐板SJ60-4型潛水泵,流量50~60m/h,揚程30m。圖2全自動(dòng)軟水器結構圖4)采用穩壓裝置,利用罐體封閉的壓縮空氣全自動(dòng)軟水器主要有三部分組成,即:控制器緩沖啟停泵時(shí)的壓力,防止因壓力波動(dòng)過(guò)大,而導(電腦控制器和多向集水閥系統);罐體部分(鈉離致泵電機電流變動(dòng)過(guò)大,達到穩壓緩沖的作用。子交換罐和鹽罐);設備配件部分(布水器、鹽閥鹽3.4主要設備及規范井等)。3.4.1精密袋式過(guò)濾器自動(dòng)控制閥:選配潤新F78A3控制閥,流量控液體從過(guò)濾容器頂部進(jìn)液口進(jìn)入,由被網(wǎng)籃支制,具有時(shí)間、剩余流量、工作狀態(tài)等運行信息顯撐的濾袋上方?jīng)_入濾袋中,濾袋因液體的沖擊均勻示,具備鍵盤(pán)鎖定功能。該閥為自動(dòng)多路控制閥展開(kāi),使液體在過(guò)濾袋內表面得到均勻分布,透過(guò)為平面密封結構,內部主要部件為多向陶瓷動(dòng)片和濾袋的液體沿著(zhù)金屬支承網(wǎng)籃壁,由過(guò)濾器底部出靜片、主控電機?？刂凭€(xiàn)路板有主控制板、顯示板、液口排出。濾出顆粒雜質(zhì)被截留在過(guò)濾袋內。為定位板三塊,輔助控制部件有流量計、流量傳感線(xiàn)、了保持過(guò)濾器產(chǎn)水量,當進(jìn)出水壓力差達到0.05~吸鹽射流器、排水限流器等。0.08MPa時(shí)停機打開(kāi)過(guò)濾器端蓋卡箍,把存有截罐體部分:交換罐、鹽罐采用玻璃鋼材質(zhì)。交留物的濾袋拉出,對濾袋進(jìn)行清洗。主要參數:換罐:規格為1500×2400,設計壓力為0.6MPa濾袋材質(zhì):PP鹽罐:規格為1.85m×1.85m×1.2m,常壓設計,內濾袋環(huán)口:不銹鋼環(huán)部有隔鹽盤(pán)、鹽井、鹽閥等。隔鹽盤(pán):頂部均布3濾袋過(guò)濾精度:25μm4mm通孔,其底部設置有支撐板,拼接安裝,以便單袋過(guò)濾流量:20~30th于定期進(jìn)行人工清理底部淤泥。鹽井:直徑殼體:TP304140mm直管,主要作用是隔離鹽層,防止鹽層淤埋控制方式為壓差報警提醒,過(guò)濾系統總出水口鹽閥,導致細H中國煤化工鹽閥為一空安裝有電接點(diǎn)壓力表一只,將出水電接點(diǎn)壓力表的氣止逆閥,內CNMHG于吸鹽口時(shí),下限值設定為低于進(jìn)水壓力值0.05~0.08MPa。浮球浮起于頂部;當液位下降至吸鹽口位置,浮球能2013年第5期ENERGY CONSERVATION(總第368期)自動(dòng)落下,在負壓作用下關(guān)閉進(jìn)鹽口,以防止空氣碎雜物。被吸入交換罐內,從而產(chǎn)生氣堵現象,影響樹(shù)脂的吸鹽/慢沖洗:利用較高濃度的鹽水(NaCl)流再生效果。鹽罐應靠近樹(shù)脂罐,并盡量縮短吸鹽管過(guò)樹(shù)脂,將失效的樹(shù)脂重新還原為鈉型可用樹(shù)脂。的長(cháng)度。吸鹽及慢洗過(guò)程的示意圖如圖3所示。正洗:按照供水時(shí)的流程使水通過(guò)樹(shù)脂沖洗掉鹽閥多余的鹽液和再生交換下來(lái)的鈣、鎂離子。鹽箱注水:向鹽箱內注水,溶解鹽粒,以備下次再生所用。鹽水4運行注意事項1)嚴禁使用細鹽、碘鹽、鈣鹽。2)鹽中含有泥沙,使用一段時(shí)間后,會(huì )在鹽箱鹽水底部淤積,需定期清洗。慢洗過(guò)程3)鹽箱內須及時(shí)補充鹽份,鹽層高度過(guò)低,會(huì )吸鹽過(guò)程圖3吸鹽及慢洗過(guò)程導致鹽水濃度低于要求23%~25%的濃度,從而導致再生不徹底,出水硬度超標。3.4.2.2控制方式流量控制:該設備的運行由流量計來(lái)計量。當5成本及效益分析達到水量設定值時(shí),自動(dòng)啟動(dòng)再生。水量的設定值5.1成本分析是根據交換器總的工作交換當量值與進(jìn)水硬度當周期制水量Q量值計算而得。Q=VR×E/(YD×K)(1)出水水質(zhì)在線(xiàn)監控控制:當出水硬度超過(guò)式中:Q—制水量,樹(shù)脂交換罐直徑1.5m,高度0.03mmol/L時(shí),監控器自動(dòng)發(fā)出報警信號,并強制關(guān)閉出水總門(mén)。V一樹(shù)脂體積,m3.4.2.3主要技術(shù)指標E一樹(shù)脂工作交換容量,001×7鈉離子交換壓力:0.2~0.6MPa恒壓供水,正?？刂圃跇?shù)脂的工作容量約1700mo/m3;0.25~0.35MPa;Y一進(jìn)水硬度,實(shí)測15.6mo/m;進(jìn)水硬度:≤10mmol/L出水硬度:≤0.03mmol/L;K一安全系數,取1.5。水耗小于產(chǎn)水量的2%再生劑耗量Ma:再生方式:順流;Ma=VEKM/(E×1000)2電耗:150W,不需要鹽泵,采用22普通電式中:M再生劑耗量,kg源;K一再生劑比耗,順流再生取2.5;單罐產(chǎn)水量約200m3,需根據水質(zhì)確定M一再生劑NaCl的摩爾質(zhì)量,取值58.5鹽耗:再生1L樹(shù)脂約需160~240g鹽,具體耗E一再生劑的純度,97%。鹽量需根據原水水質(zhì)確定代入數據,得:Q=3.14×0.752×1.2×1700÷樹(shù)脂型號:001×7強酸性陽(yáng)離子樹(shù)脂,數量156×15)1700kg/罐;M,=3.14×0.752×1.2×1700×2.5×58.8÷原水水溫:5~45℃。97%÷1000=543kg。3.4.2.4工作程序噸水耗鹽量為Ma÷Q=543/205=2.64kg,鈉供水:未處理的水通過(guò)樹(shù)脂層,發(fā)生交換反應,離子交換中國煤化工于鹽耗增加產(chǎn)生軟水。2%,即處理YHCNMHG鹽每噸以450反洗:水從樹(shù)脂層下部進(jìn)入,松動(dòng)樹(shù)脂,去掉細元計,噸水處理成本1.22元。2013年第5期能(總第368期)ENERGY CONSERVATION蒸汽冷凝水的余熱利用實(shí)踐呼日查(大連華油工程項目管理有限公司,遼寧大連116033)摘要:某大型純堿生產(chǎn)裝置富余大量蒸汽冷凝水,如果不加以利用將造成大量能源浪費,設計改造過(guò)程中通過(guò)對用汽裝置工藝進(jìn)行調整,最終將其充分利用。對蒸汽冷凝水余熱利用優(yōu)化設計前后的工藝流程、能耗、主要設備等進(jìn)行對比,并結合節能措施實(shí)施后現場(chǎng)運行情況,說(shuō)明該節能設計的節能效果和可行性關(guān)鍵詞:薔汽冷凝水;余熱利用;節能降耗;空氣加熱器中圖分類(lèi)號:TK09文獻標識碼:B文章編號:1004-7948(2013)05-0067-03doi:103969/jisn.1004-7948.2013.05.020引言資,同時(shí)也浪費較多的熱量。所以,對用汽裝置的工藝進(jìn)行切實(shí)可行的優(yōu)化設計成為該項目節能創(chuàng )在某大型純堿裝置搬遷改造項目的設計過(guò)程效的重要途徑。中,遇到大量高溫蒸汽冷凝水富余的問(wèn)題。裝置中在多方論證和詳細計算的基礎上,決定對用能有很多工序是利用電廠(chǎng)送來(lái)的蒸汽做加熱介質(zhì)運大戶(hù)成品干燥工序的空氣加熱工藝進(jìn)行調整改造行過(guò)程中會(huì )產(chǎn)生大量的高溫蒸汽冷凝水,而這些高通過(guò)采用蒸汽冷凝水和蒸汽兩段復合式加熱的方溫蒸汽冷凝水必須降到100℃以下才可送回電廠(chǎng)法,充分利用全廠(chǎng)富余冷凝水。祛除雜質(zhì)并重新利用。大量的帶壓高溫蒸汽冷凝該項目自2009年下半年投產(chǎn)運行,3年多來(lái)水要轉化為100℃以下的熱水勢必要增加很多投裝置運行平穩,蒸汽冷凝水余熱利用部分各項運行5.2效益分析通過(guò)對循環(huán)水供暖補水進(jìn)行軟化處理,系統循6結語(yǔ)環(huán)水的硬度遠遠小于該溫度下水的極限碳酸鹽硬采用鈉離子軟化處理可有效解決循環(huán)水供暖度,結垢問(wèn)題得以從根本上解決。實(shí)施后系統的失系統的結垢和腐蝕問(wèn)題綜合處理成本低于單純投水率由1.4%(循環(huán)水量1800U/h)降至0.6%。加藥劑,系統采用全自動(dòng)控制,經(jīng)濟性、可靠性、安實(shí)施前的成本:供暖藥劑投加量100×106,全性大幅提升供暖系統的穩定及供熱效果有了質(zhì)每噸藥劑18000元,每個(gè)采暖季以120d計,每年的提高,可為循環(huán)水供暖處理提供借鑒120×24×1800×1.4%×18000×100÷1000000=參考文獻130636元。[1]周本省.工業(yè)水處理技術(shù)[M]北京:化學(xué)工業(yè)出版社實(shí)施后的成本:供暖藥劑投加量40×106,每1997噸藥劑18000元,每個(gè)采暖季以120d計,藥劑每年2]肖作善施燮釣,王蒙聚北京:熱力發(fā)電廠(chǎng)水處理(第120×24×1800x0.6%×18000×40÷1000000=三版)[M].北京:中國電力出版社,199822394元。水的成本:120×24×1800×0.6%÷1.[3]吳仁芳徐忠鵬.電廠(chǎng)化學(xué)(第四版)[M].北京:中國電=37946元,合計60340元,每年節約70296元力出版社,2009通過(guò)添加少量緩蝕劑,系統的腐蝕率降低,通作者簡(jiǎn)介:王過(guò)掛片監測腐蝕率由原0.0042mm/a降至師,從事電廠(chǎng)edH中國煤化工人,大學(xué),工程CNMHG0.0018mm/a,系統使用壽命提高1倍。收稿日期:2013-02-08;修回日期:2013-03-2