全自动钠离子软化处理在循环水供暖中的应用

节能2013年第5期4ENERGY CONSERVATION(总第368期)全自动钠离子软化处理在循环水供暖中的应用王木忠,臧殿荣,何强(山东光明热电股份有限公司,山东泰安271221)摘要:为解决循环水供暖系统的高温结垢、腐蚀问题,通过对几种处理方式(软化、除盐、药剂处理、弱床处理)的分析比较,得出对补水进行软化处理是均衡解决循环水供暖系统髙温结垢、腐蚀最有效的方法。同时对软化设备及其经济性进行阐述,对髙温循环水防垢防腐蚀有一定的借鉴意义。关键词:结垢;软化处理;控制条件;效果中图分类号:TK2278文献标识码B文章编号:1004-7948(2013)05-0064-03doi:103969/j.issa.1004-7948.2013.05.0191项目背景表1几种处理方式的对比投资成本运行成本处理效果总体评价随着煤炭价格的上涨及国家对节能降耗指标补水软化中控制力度的加大,小型火力发电厂的生存越来越举原水加药剂低步维艰。循环水供暖以其热效率高、节能效果显著直补除盐水中低高低高低中低高中中低等特点在小型供热机组中得到了广泛应用。但是弱床处理由于循环水温度升高等运行条件的改变,系统结垢倾向加大,常规的水质稳定处理方法效果差,成为从表1中可看出补水软化具有明显优势,能从制约循环水供暖系统安全高效运行的瓶颈。根源上解决水质的结垢、腐蚀问题,通过软化除去山东光明热电股份有限公司自2007年以来采钙镁离子不会产生结垢问题同时其他离子仍存用循环水为协庄煤矿矿区及周边居民区供暖,同时在,缓冲能力强,辅以少量药剂腐蚀问题也得以解决。采用补水软化方式,结垢、腐蚀问题均衡解决热用户相当于冷却塔,机组的热效率由38%提高而不像其它方法出现偏重现象。到了51%,经济效益显著。但由于补水为矿井水,当循环水供暖系统补水采用软化水后,管网及水质浊度、硬度高,供暖出水温度在60~70℃,结冷凝器的结垢和腐蚀问题将得到解决。不再因结垢倾向高,加之停运腐蚀,供暖主管道内有2垢而出现管路堵塞、暖气不热的现象,大幅提高供4mm的垢层家庭用暖气中由于流速慢水垢量更暖质量,进而减少系统的放水量,使供暖系统逐渐大,换热效果大幅降低,供暖效果呈逐年下降趋势,形成良性循环,达到正常工作状态。且供暖主管道均为埋地管道,一旦发生泄漏处理难度非常大。3方案的实施2解决方案的研究3.1工艺流程若彻底解决循环水供暖系统中的腐蚀和结垢软化处理系统如图1所示。该系统设计3台问题,应从其根源水上着手。循环水供暖一般采用全自动钠离子交换器,总出水口安装一套在线水质原水十药剂处理或除盐水两种方式,二者均有明显检测装置,自动监测出水硬度。一旦水质超标,发缺陷。原水+药剂处理方式随着水温升高药剂的出控制信号,关闭软水器总出水管阻垢能力降低,系统结垢腐蚀不能有效避免。除3.2设计能力盐水水质纯缓冲能力差导致pH低,结垢问题虽依据几中国煤化工补水量均在得以解决但腐蚀会加剧。对几种可采用处理方式30t/h左右HCNMHG30/h,2用1进行了对比如表1所示。备或1用2备。2013年第5期能(总第368期)ENERGY CONSERVATION当出水压力达到设定的低压值时,控制装置会发出原水泡低压声光报警,提示需清洗内部滤袋,恢复供水压一控柜稳压罐力⑨自袋式过滤器3.4.2全自动软水器钠离子采用三罐并联,电子流量控制+水质自动监控。将传统的再生、反洗、正洗、运行等步骤合为一体,缩短了再生、反洗、正洗时间,降低能量消耗,自动化程度高,供水工况稳定,只需人工定期加盐。盐出水硬度可达到0.03mmol/L以下旁路门水沟○3.4.2.1产品结构水位探测器软化水池全自动软水器结构图如图2所示。图1工艺流程图交换罐3.3主要功能及配置1)采用变频稳压控制(西门子430型吸盐管储盐箱l1kW),根据需要设定压力,根据用水量调节水泵隔盐板转速,改变供水流量,控制供水压力为恒压。盐井下布水2)设有过载保护、短路保护、缺水保护、欠压保护、过电流保护等功能。3)动力设备采用杭州南方特种泵业有限公司出水管盐阀支撑板SJ60-4型潜水泵,流量50~60m/h,扬程30m。图2全自动软水器结构图4)采用稳压装置,利用罐体封闭的压缩空气全自动软水器主要有三部分组成,即:控制器缓冲启停泵时的压力,防止因压力波动过大,而导(电脑控制器和多向集水阀系统);罐体部分(钠离致泵电机电流变动过大,达到稳压缓冲的作用。子交换罐和盐罐);设备配件部分(布水器、盐阀盐3.4主要设备及规范井等)。3.4.1精密袋式过滤器自动控制阀:选配润新F78A3控制阀,流量控液体从过滤容器顶部进液口进入,由被网篮支制,具有时间、剩余流量、工作状态等运行信息显撑的滤袋上方冲入滤袋中,滤袋因液体的冲击均匀示,具备键盘锁定功能。该阀为自动多路控制阀展开,使液体在过滤袋内表面得到均匀分布,透过为平面密封结构,内部主要部件为多向陶瓷动片和滤袋的液体沿着金属支承网篮壁,由过滤器底部出静片、主控电机。控制线路板有主控制板、显示板、液口排出。滤出颗粒杂质被截留在过滤袋内。为定位板三块,辅助控制部件有流量计、流量传感线、了保持过滤器产水量,当进出水压力差达到0.05~吸盐射流器、排水限流器等。0.08MPa时停机打开过滤器端盖卡箍,把存有截罐体部分:交换罐、盐罐采用玻璃钢材质。交留物的滤袋拉出,对滤袋进行清洗。主要参数:换罐:规格为1500×2400,设计压力为0.6MPa滤袋材质:PP盐罐:规格为1.85m×1.85m×1.2m,常压设计,内滤袋环口:不锈钢环部有隔盐盘、盐井、盐阀等。隔盐盘:顶部均布3滤袋过滤精度:25μm4mm通孔,其底部设置有支撑板,拼接安装,以便单袋过滤流量:20~30th于定期进行人工清理底部淤泥。盐井:直径壳体:TP304140mm直管,主要作用是隔离盐层,防止盐层淤埋控制方式为压差报警提醒,过滤系统总出水口盐阀,导致细H中国煤化工盐阀为一空安装有电接点压力表一只,将出水电接点压力表的气止逆阀,内CNMHG于吸盐口时,下限值设定为低于进水压力值0.05~0.08MPa。浮球浮起于顶部;当液位下降至吸盐口位置,浮球能2013年第5期ENERGY CONSERVATION(总第368期)自动落下,在负压作用下关闭进盐口,以防止空气碎杂物。被吸入交换罐内,从而产生气堵现象,影响树脂的吸盐/慢冲洗:利用较高浓度的盐水(NaCl)流再生效果。盐罐应靠近树脂罐,并尽量缩短吸盐管过树脂,将失效的树脂重新还原为钠型可用树脂。的长度。吸盐及慢洗过程的示意图如图3所示。正洗:按照供水时的流程使水通过树脂冲洗掉盐阀多余的盐液和再生交换下来的钙、镁离子。盐箱注水:向盐箱内注水,溶解盐粒,以备下次再生所用。盐水4运行注意事项1)严禁使用细盐、碘盐、钙盐。2)盐中含有泥沙,使用一段时间后,会在盐箱盐水底部淤积,需定期清洗。慢洗过程3)盐箱内须及时补充盐份,盐层高度过低,会吸盐过程图3吸盐及慢洗过程导致盐水浓度低于要求23%~25%的浓度,从而导致再生不彻底,出水硬度超标。3.4.2.2控制方式流量控制:该设备的运行由流量计来计量。当5成本及效益分析达到水量设定值时,自动启动再生。水量的设定值5.1成本分析是根据交换器总的工作交换当量值与进水硬度当周期制水量Q量值计算而得。Q=VR×E/(YD×K)(1)出水水质在线监控控制:当出水硬度超过式中:Q—制水量,树脂交换罐直径1.5m,高度0.03mmol/L时,监控器自动发出报警信号,并强制关闭出水总门。V一树脂体积,m3.4.2.3主要技术指标E一树脂工作交换容量,001×7钠离子交换压力:0.2~0.6MPa恒压供水,正常控制在树脂的工作容量约1700mo/m3;0.25~0.35MPa;Y一进水硬度,实测15.6mo/m;进水硬度:≤10mmol/L出水硬度:≤0.03mmol/L;K一安全系数,取1.5。水耗小于产水量的2%再生剂耗量Ma:再生方式:顺流;Ma=VEKM/(E×1000)2电耗:150W,不需要盐泵,采用22普通电式中:M再生剂耗量,kg源;K一再生剂比耗,顺流再生取2.5;单罐产水量约200m3,需根据水质确定M一再生剂NaCl的摩尔质量,取值58.5盐耗:再生1L树脂约需160~240g盐,具体耗E一再生剂的纯度,97%。盐量需根据原水水质确定代入数据,得:Q=3.14×0.752×1.2×1700÷树脂型号:001×7强酸性阳离子树脂,数量156×15)1700kg/罐;M,=3.14×0.752×1.2×1700×2.5×58.8÷原水水温:5~45℃。97%÷1000=543kg。3.4.2.4工作程序吨水耗盐量为Ma÷Q=543/205=2.64kg,钠供水:未处理的水通过树脂层,发生交换反应,离子交换中国煤化工于盐耗增加产生软水。2%,即处理YHCNMHG盐每吨以450反洗:水从树脂层下部进入,松动树脂,去掉细元计,吨水处理成本1.22元。2013年第5期能(总第368期)ENERGY CONSERVATION蒸汽冷凝水的余热利用实践呼日查(大连华油工程项目管理有限公司,辽宁大连116033)摘要:某大型纯碱生产装置富余大量蒸汽冷凝水,如果不加以利用将造成大量能源浪费,设计改造过程中通过对用汽装置工艺进行调整,最终将其充分利用。对蒸汽冷凝水余热利用优化设计前后的工艺流程、能耗、主要设备等进行对比,并结合节能措施实施后现场运行情况,说明该节能设计的节能效果和可行性关鍵词:薔汽冷凝水;余热利用;节能降耗;空气加热器中图分类号:TK09文献标识码:B文章编号:1004-7948(2013)05-0067-03doi:103969/jisn.1004-7948.2013.05.020引言资,同时也浪费较多的热量。所以,对用汽装置的工艺进行切实可行的优化设计成为该项目节能创在某大型纯碱装置搬迁改造项目的设计过程效的重要途径。中,遇到大量高温蒸汽冷凝水富余的问题。装置中在多方论证和详细计算的基础上,决定对用能有很多工序是利用电厂送来的蒸汽做加热介质运大户成品干燥工序的空气加热工艺进行调整改造行过程中会产生大量的高温蒸汽冷凝水,而这些高通过采用蒸汽冷凝水和蒸汽两段复合式加热的方温蒸汽冷凝水必须降到100℃以下才可送回电厂法,充分利用全厂富余冷凝水。祛除杂质并重新利用。大量的带压高温蒸汽冷凝该项目自2009年下半年投产运行,3年多来水要转化为100℃以下的热水势必要增加很多投装置运行平稳,蒸汽冷凝水余热利用部分各项运行5.2效益分析通过对循环水供暖补水进行软化处理,系统循6结语环水的硬度远远小于该温度下水的极限碳酸盐硬采用钠离子软化处理可有效解决循环水供暖度,结垢问题得以从根本上解决。实施后系统的失系统的结垢和腐蚀问题综合处理成本低于单纯投水率由1.4%(循环水量1800U/h)降至0.6%。加药剂,系统采用全自动控制,经济性、可靠性、安实施前的成本:供暖药剂投加量100×106,全性大幅提升供暖系统的稳定及供热效果有了质每吨药剂18000元,每个采暖季以120d计,每年的提高,可为循环水供暖处理提供借鉴120×24×1800×1.4%×18000×100÷1000000=参考文献130636元。[1]周本省.工业水处理技术[M]北京:化学工业出版社实施后的成本:供暖药剂投加量40×106,每1997吨药剂18000元,每个采暖季以120d计,药剂每年2]肖作善施燮钓,王蒙聚北京:热力发电厂水处理(第120×24×1800x0.6%×18000×40÷1000000=三版)[M].北京:中国电力出版社,199822394元。水的成本:120×24×1800×0.6%÷1.[3]吴仁芳徐忠鹏.电厂化学(第四版)[M].北京:中国电=37946元,合计60340元,每年节约70296元力出版社,2009通过添加少量缓蚀剂,系统的腐蚀率降低,通作者简介:王过挂片监测腐蚀率由原0.0042mm/a降至师,从事电厂edH中国煤化工人,大学,工程CNMHG0.0018mm/a,系统使用寿命提高1倍。收稿日期:2013-02-08;修回日期:2013-03-2