節(jié)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(yīng)用王木忠,臧殿榮,何強(qiáng)(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(tǒng)的高溫結(jié)垢、腐蝕問題,通過對幾種處理方式(軟化、除鹽、藥劑處理、弱床處理)的分析比較,得出對補(bǔ)水進(jìn)行軟化處理是均衡解決循環(huán)水供暖系統(tǒng)髙溫結(jié)垢、腐蝕最有效的方法。同時(shí)對軟化設(shè)備及其經(jīng)濟(jì)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(jié)垢;軟化處理;控制條件;效果中圖分類號:TK2278文獻(xiàn)標(biāo)識碼B文章編號:1004-7948(2013)05-0064-03doi:103969/j.issa.1004-7948.2013.05.0191項(xiàng)目背景表1幾種處理方式的對比投資成本運(yùn)行成本處理效果總體評價(jià)隨著煤炭價(jià)格的上漲及國家對節(jié)能降耗指標(biāo)補(bǔ)水軟化中控制力度的加大,小型火力發(fā)電廠的生存越來越舉原水加藥劑低步維艱。循環(huán)水供暖以其熱效率高、節(jié)能效果顯著直補(bǔ)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(jī)組中得到了廣泛應(yīng)用。但是弱床處理由于循環(huán)水溫度升高等運(yùn)行條件的改變,系統(tǒng)結(jié)垢傾向加大,常規(guī)的水質(zhì)穩(wěn)定處理方法效果差,成為從表1中可看出補(bǔ)水軟化具有明顯優(yōu)勢,能從制約循環(huán)水供暖系統(tǒng)安全高效運(yùn)行的瓶頸。根源上解決水質(zhì)的結(jié)垢、腐蝕問題,通過軟化除去山東光明熱電股份有限公司自2007年以來采鈣鎂離子不會(huì)產(chǎn)生結(jié)垢問題同時(shí)其他離子仍存用循環(huán)水為協(xié)莊煤礦礦區(qū)及周邊居民區(qū)供暖,同時(shí)在,緩沖能力強(qiáng),輔以少量藥劑腐蝕問題也得以解決。采用補(bǔ)水軟化方式,結(jié)垢、腐蝕問題均衡解決熱用戶相當(dāng)于冷卻塔,機(jī)組的熱效率由38%提高而不像其它方法出現(xiàn)偏重現(xiàn)象。到了51%,經(jīng)濟(jì)效益顯著。但由于補(bǔ)水為礦井水,當(dāng)循環(huán)水供暖系統(tǒng)補(bǔ)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(jié)冷凝器的結(jié)垢和腐蝕問題將得到解決。不再因結(jié)垢傾向高,加之停運(yùn)腐蝕,供暖主管道內(nèi)有2垢而出現(xiàn)管路堵塞、暖氣不熱的現(xiàn)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(tǒng)的放水量,使供暖系統(tǒng)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(dá)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(tǒng)中的腐蝕和結(jié)垢軟化處理系統(tǒng)如圖1所示。該系統(tǒng)設(shè)計(jì)3臺問題,應(yīng)從其根源水上著手。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(jiān)測出水硬度。一旦水質(zhì)超標(biāo),發(fā)缺陷。原水+藥劑處理方式隨著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(tǒng)結(jié)垢腐蝕不能有效避免。除3.2設(shè)計(jì)能力鹽水水質(zhì)純緩沖能力差導(dǎo)致pH低,結(jié)垢問題雖依據(jù)幾中國煤化工補(bǔ)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(dāng)出水壓力達(dá)到設(shè)定的低壓值時(shí),控制裝置會(huì)發(fā)出原水泡低壓聲光報(bào)警,提示需清洗內(nèi)部濾袋,恢復(fù)供水壓一控柜穩(wěn)壓罐力⑨自袋式過濾器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(jiān)控。將傳統(tǒng)的再生、反洗、正洗、運(yùn)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(wěn)定,只需人工定期加鹽。鹽出水硬度可達(dá)到0.03mmol/L以下旁路門水溝○3.4.2.1產(chǎn)品結(jié)構(gòu)水位探測器軟化水池全自動(dòng)軟水器結(jié)構(gòu)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(wěn)壓控制(西門子430型吸鹽管儲(chǔ)鹽箱l1kW),根據(jù)需要設(shè)定壓力,根據(jù)用水量調(diào)節(jié)水泵隔鹽板轉(zhuǎn)速,改變供水流量,控制供水壓力為恒壓。鹽井下布水2)設(shè)有過載保護(hù)、短路保護(hù)、缺水保護(hù)、欠壓保護(hù)、過電流保護(hù)等功能。3)動(dòng)力設(shè)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(yáng)程30m。圖2全自動(dòng)軟水器結(jié)構(gòu)圖4)采用穩(wěn)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)過大,而導(dǎo)(電腦控制器和多向集水閥系統(tǒng));罐體部分(鈉離致泵電機(jī)電流變動(dòng)過大,達(dá)到穩(wěn)壓緩沖的作用。子交換罐和鹽罐);設(shè)備配件部分(布水器、鹽閥鹽3.4主要設(shè)備及規(guī)范井等)。3.4.1精密袋式過濾器自動(dòng)控制閥:選配潤新F78A3控制閥,流量控液體從過濾容器頂部進(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(yùn)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,具備鍵盤鎖定功能。該閥為自動(dòng)多路控制閥展開,使液體在過濾袋內(nèi)表面得到均勻分布,透過為平面密封結(jié)構(gòu),內(nèi)部主要部件為多向陶瓷動(dòng)片和濾袋的液體沿著金屬支承網(wǎng)籃壁,由過濾器底部出靜片、主控電機(jī)?？刂凭€路板有主控制板、顯示板、液口排出。濾出顆粒雜質(zhì)被截留在過濾袋內(nèi)。為定位板三塊,輔助控制部件有流量計(jì)、流量傳感線、了保持過濾器產(chǎn)水量,當(dāng)進(jìn)出水壓力差達(dá)到0.05~吸鹽射流器、排水限流器等。0.08MPa時(shí)停機(jī)打開過濾器端蓋卡箍,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(shù):換罐:規(guī)格為1500×2400,設(shè)計(jì)壓力為0.6MPa濾袋材質(zhì):PP鹽罐:規(guī)格為1.85m×1.85m×1.2m,常壓設(shè)計(jì),內(nèi)濾袋環(huán)口:不銹鋼環(huán)部有隔鹽盤、鹽井、鹽閥等。隔鹽盤:頂部均布3濾袋過濾精度:25μm4mm通孔,其底部設(shè)置有支撐板,拼接安裝,以便單袋過濾流量: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(bào)警提醒,過濾系統(tǒng)總出水口鹽閥,導(dǎo)致細(xì)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(nèi)CNMHG于吸鹽口時(shí),下限值設(shè)定為低于進(jìn)水壓力值0.05~0.08MPa。浮球浮起于頂部;當(dāng)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(fù)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(nèi),從而產(chǎn)生氣堵現(xiàn)象,影響樹脂的吸鹽/慢沖洗:利用較高濃度的鹽水(NaCl)流再生效果。鹽罐應(yīng)靠近樹脂罐,并盡量縮短吸鹽管過樹脂,將失效的樹脂重新還原為鈉型可用樹脂。的長度。吸鹽及慢洗過程的示意圖如圖3所示。正洗:按照供水時(shí)的流程使水通過樹脂沖洗掉鹽閥多余的鹽液和再生交換下來的鈣、鎂離子。鹽箱注水:向鹽箱內(nèi)注水,溶解鹽粒,以備下次再生所用。鹽水4運(yùn)行注意事項(xiàng)1)嚴(yán)禁使用細(xì)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。慢洗過程3)鹽箱內(nèi)須及時(shí)補(bǔ)充鹽份,鹽層高度過低,會(huì)吸鹽過程圖3吸鹽及慢洗過程導(dǎo)致鹽水濃度低于要求23%~25%的濃度,從而導(dǎo)致再生不徹底,出水硬度超標(biāo)。3.4.2.2控制方式流量控制:該設(shè)備的運(yùn)行由流量計(jì)來計(jì)量。當(dāng)5成本及效益分析達(dá)到水量設(shè)定值時(shí),自動(dòng)啟動(dòng)再生。水量的設(shè)定值5.1成本分析是根據(jù)交換器總的工作交換當(dāng)量值與進(jìn)水硬度當(dāng)周期制水量Q量值計(jì)算而得。Q=VR×E/(YD×K)(1)出水水質(zhì)在線監(jiān)控控制:當(dāng)出水硬度超過式中:Q—制水量,樹脂交換罐直徑1.5m,高度0.03mmol/L時(shí),監(jiān)控器自動(dòng)發(fā)出報(bào)警信號,并強(qiáng)制關(guān)閉出水總門。V一樹脂體積,m3.4.2.3主要技術(shù)指標(biāo)E一樹脂工作交換容量,001×7鈉離子交換壓力:0.2~0.6MPa恒壓供水,正?？刂圃跇渲墓ぷ魅萘考s1700mo/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(shù),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(jù)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樹脂約需160~240g鹽,具體耗E一再生劑的純度,97%。鹽量需根據(jù)原水水質(zhì)確定代入數(shù)據(jù),得:Q=3.14×0.752×1.2×1700÷樹脂型號:001×7強(qiáng)酸性陽離子樹脂,數(shù)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:未處理的水通過樹脂層,發(fā)生交換反應(yīng),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:水從樹脂層下部進(jìn)入,松動(dòng)樹脂,去掉細(xì)元計(jì),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(xiàng)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(fèi),設(shè)計(jì)改造過程中通過對用汽裝置工藝進(jìn)行調(diào)整,最終將其充分利用。對蒸汽冷凝水余熱利用優(yōu)化設(shè)計(jì)前后的工藝流程、能耗、主要設(shè)備等進(jìn)行對比,并結(jié)合節(jié)能措施實(shí)施后現(xiàn)場運(yùn)行情況,說明該節(jié)能設(shè)計(jì)的節(jié)能效果和可行性關(guān)鍵詞:薔汽冷凝水;余熱利用;節(jié)能降耗;空氣加熱器中圖分類號:TK09文獻(xiàn)標(biāo)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(fèi)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(shè)計(jì)成為該項(xiàng)目節(jié)能創(chuàng)在某大型純堿裝置搬遷改造項(xiàng)目的設(shè)計(jì)過程效的重要途徑。中,遇到大量高溫蒸汽冷凝水富余的問題。裝置中在多方論證和詳細(xì)計(jì)算的基礎(chǔ)上,決定對用能有很多工序是利用電廠送來的蒸汽做加熱介質(zhì)運(yùn)大戶成品干燥工序的空氣加熱工藝進(jìn)行調(diào)整改造行過程中會(huì)產(chǎn)生大量的高溫蒸汽冷凝水,而這些高通過采用蒸汽冷凝水和蒸汽兩段復(fù)合式加熱的方溫蒸汽冷凝水必須降到100℃以下才可送回電廠法,充分利用全廠富余冷凝水。祛除雜質(zhì)并重新利用。大量的帶壓高溫蒸汽冷凝該項(xiàng)目自2009年下半年投產(chǎn)運(yùn)行,3年多來水要轉(zhuǎn)化為100℃以下的熱水勢必要增加很多投裝置運(yùn)行平穩(wěn),蒸汽冷凝水余熱利用部分各項(xiàng)運(yùn)行5.2效益分析通過對循環(huán)水供暖補(bǔ)水進(jìn)行軟化處理,系統(tǒng)循6結(jié)語環(huán)水的硬度遠(yuǎn)遠(yuǎn)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(jié)垢問題得以從根本上解決。實(shí)施后系統(tǒng)的失系統(tǒng)的結(jié)垢和腐蝕問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(tǒng)采用全自動(dòng)控制,經(jīng)濟(jì)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(tǒng)的穩(wěn)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(jì),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(xiàn)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(jì),藥劑每年2]肖作善施燮釣,王蒙聚北京:熱力發(fā)電廠水處理(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.電廠化學(xué)(第四版)[M].北京:中國電=37946元,合計(jì)60340元,每年節(jié)約70296元力出版社,2009通過添加少量緩蝕劑,系統(tǒng)的腐蝕率降低,通作者簡介:王過掛片監(jiān)測腐蝕率由原0.0042mm/a降至師,從事電廠edH中國煤化工人,大學(xué),工程CNMHG0.0018mm/a,系統(tǒng)使用壽命提高1倍。收稿日期:2013-02-08;修回日期:2013-03-2