對(duì)汽輪機(jī)循環(huán)冷卻水系統(tǒng)工藝的優(yōu)化分析

史劍新

摘 要：在工業(yè)發(fā)展的過(guò)程中，汽輪機(jī)組是發(fā)展經(jīng)濟(jì)的主要機(jī)組，這一環(huán)節(jié)的循環(huán)水冷卻系統(tǒng)是關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，將冷卻水系統(tǒng)進(jìn)行進(jìn)一步的優(yōu)化，有助于促進(jìn)經(jīng)濟(jì)效益的提高，同時(shí)在社會(huì)發(fā)展的今天，我國(guó)大力發(fā)展節(jié)能減排的理念，改善當(dāng)前現(xiàn)有的冷卻水系統(tǒng)具有更加積極的意義，為此，本文中主要從幾個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行改造的，其一是對(duì)旁濾系統(tǒng)進(jìn)行進(jìn)一步的改進(jìn)，其二是重新調(diào)整循環(huán)水的過(guò)濾配方，使其達(dá)到進(jìn)一步優(yōu)化的效果，并且嚴(yán)格對(duì)水質(zhì)的質(zhì)量監(jiān)控，相信在這幾項(xiàng)優(yōu)化措施的指導(dǎo)下，水循環(huán)系統(tǒng)一定可以得到進(jìn)一步的優(yōu)化。

關(guān)鍵詞：循環(huán)水；旁濾；水質(zhì)穩(wěn)定

中圖分類(lèi)號(hào)：TK262 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

某煉鐵廠在實(shí)行節(jié)能減排的過(guò)程中，采用廢水回收系統(tǒng)對(duì)生產(chǎn)過(guò)程中所產(chǎn)生的廢水進(jìn)行處理，以達(dá)到節(jié)約能源的目的，這一系統(tǒng)的應(yīng)用不僅響應(yīng)了國(guó)家號(hào)召，有效的節(jié)約了能源，同時(shí)提高了煉鐵廠的經(jīng)濟(jì)效益，該廠現(xiàn)有的設(shè)備中，并不具備相應(yīng)的除鹽設(shè)施，因此為污水回用系統(tǒng)造成了一定的困擾，如果長(zhǎng)時(shí)間得不到有效的處理，那么就會(huì)影響到該廠的實(shí)際收益，為此，對(duì)循環(huán)冷卻水系統(tǒng)進(jìn)行進(jìn)一步的處理，以滿足系統(tǒng)的順利使用。

1 概述

某鋼煉鐵廠響應(yīng)公司號(hào)召實(shí)行節(jié)能減排、降能降耗，為此新增加了廢水回收系統(tǒng)，日處理量達(dá)3～4萬(wàn)噸，處理后的水同陡河水混合再補(bǔ)充到各循環(huán)水系統(tǒng)中去，實(shí)現(xiàn)了廠區(qū)內(nèi)污水“零”排放，減少了外購(gòu)水量，創(chuàng)造了可觀的經(jīng)濟(jì)效益。但是隨著污水回用工程的運(yùn)行，由于現(xiàn)有設(shè)備沒(méi)有除鹽設(shè)施，所以整個(gè)廠區(qū)的生產(chǎn)新水鹽份不斷濃縮，水中各種鹽類(lèi)離子比較復(fù)雜，而恰恰正是這些鹽分，如果長(zhǎng)時(shí)間在系統(tǒng)中循環(huán)，一方面會(huì)造成管道的腐蝕和結(jié)垢；另一方面使各系統(tǒng)的水質(zhì)不斷惡化，水中緩蝕阻垢藥劑很難得到很好的保證，因此系統(tǒng)中的懸浮物、藻類(lèi)、粘泥、鹽分都比較高。如果長(zhǎng)期在這種水質(zhì)環(huán)境下運(yùn)行，那么汽機(jī)的冷卻設(shè)備內(nèi)就會(huì)不斷有沉積物出現(xiàn)，甚至結(jié)垢，降低冷卻設(shè)備的換熱效果，影響正常的生產(chǎn)。因此，為確保該廠關(guān)鍵設(shè)備五臺(tái)汽輪機(jī)冷凝器的安全正常經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，優(yōu)化系統(tǒng)工藝、降低循環(huán)水濃縮倍數(shù)、調(diào)整藥劑配方等就成了當(dāng)前的首要任務(wù)。

2 現(xiàn)狀分析

該廠現(xiàn)有的凈環(huán)水系統(tǒng)中，針對(duì)當(dāng)前的水質(zhì)情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與分析，可以發(fā)現(xiàn)水質(zhì)較為混濁，已經(jīng)不能達(dá)到凈化的要求，并且在整個(gè)水系統(tǒng)中，其中還包含了大量的懸浮物質(zhì)，濁度的變化也存在極不穩(wěn)定的狀況，長(zhǎng)此以往，不僅不能達(dá)到凈化的作用，該廠的經(jīng)濟(jì)效益還會(huì)受到一定程度的影響，為社會(huì)的發(fā)展帶來(lái)不良影響，因此急需對(duì)現(xiàn)有的狀況進(jìn)行改進(jìn)，將循環(huán)水的冷卻技術(shù)進(jìn)行進(jìn)一步的優(yōu)化發(fā)展，在今后的發(fā)展過(guò)程中，促進(jìn)該廠汽輪機(jī)組順利的進(jìn)行生產(chǎn)。

3 技改措施

3.1 旁濾系統(tǒng)改造

通過(guò)對(duì)現(xiàn)有的水質(zhì)情況進(jìn)行系統(tǒng)分析，得出目前主要存在的問(wèn)題，并且在此基礎(chǔ)上得到進(jìn)一步的改良，為了改善水質(zhì)情況，首先應(yīng)該進(jìn)行旁濾系統(tǒng)的改造。在對(duì)旁濾系統(tǒng)進(jìn)行改造的過(guò)程中，主要是基于當(dāng)前現(xiàn)有的水質(zhì)無(wú)法達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)而決定進(jìn)行改進(jìn)的，現(xiàn)有的水質(zhì)過(guò)于混濁，如果經(jīng)常換水不僅浪費(fèi)了大量的資源，同時(shí)也不能滿足節(jié)能減排的目的，在此基礎(chǔ)上，要想實(shí)現(xiàn)水質(zhì)的改善，就要從循環(huán)水系統(tǒng)中的過(guò)濾器入手，該煉鐵廠現(xiàn)有的循環(huán)水系統(tǒng)中，主要包括4臺(tái)過(guò)濾器，類(lèi)型為機(jī)械快速過(guò)濾器，以及6臺(tái)另一種類(lèi)型的過(guò)濾器，為重力無(wú)閥過(guò)濾器，通過(guò)對(duì)水質(zhì)的檢驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)存的過(guò)濾器不能滿足粒徑過(guò)小的要求，因此水質(zhì)才會(huì)出現(xiàn)混濁的現(xiàn)象，如果過(guò)濾器需要經(jīng)常進(jìn)行清洗，那么就會(huì)浪費(fèi)大量的時(shí)間以及人力，因此針對(duì)現(xiàn)存的問(wèn)題，最終決定以改造過(guò)濾器為基本方法，首先是對(duì)機(jī)械過(guò)濾器進(jìn)行改造，在這一設(shè)備中增加可以過(guò)濾粒徑較小的設(shè)施，采用石英砂以及無(wú)煙煤為主要的有效粒徑。同時(shí)，重力過(guò)濾器的改造方式主要采用取出濾水冒的方法，將圓孔的直徑擴(kuò)展到32mm以上，這樣濾水面積就能得到明顯的提高，在孔板上還要增加兩層不銹鋼網(wǎng)，使用螺絲將表面固定住，確保其不會(huì)出現(xiàn)位移的情況，將濾料加以進(jìn)一步的改進(jìn)，增設(shè)三層濾料，可以使水質(zhì)過(guò)濾的效果更加令人滿意，主要使用的濾料為石英砂，但是每層石英砂的粒徑都不相同，這樣逐層過(guò)濾就可以確保水質(zhì)的最終效果。

3.2 藥劑配方及加藥方式調(diào)整

改善藥劑配方的方式可以滿足循環(huán)水系統(tǒng)的應(yīng)用，因?yàn)樵谠兴幬锱浞街?，?jīng)常使用會(huì)造成管壁周?chē)霈F(xiàn)腐蝕的狀況，這樣一來(lái)管道的使用壽命就會(huì)受到嚴(yán)重的影響，阻礙汽輪機(jī)組正常的運(yùn)行，對(duì)此，在實(shí)際處理的過(guò)程中，要事先對(duì)系統(tǒng)管道的內(nèi)側(cè)進(jìn)行嚴(yán)格的處理，為了防止受到腐蝕的影響，可以內(nèi)側(cè)進(jìn)行鈍化膜的處理，平時(shí)在維護(hù)的過(guò)程中，時(shí)常對(duì)鈍化膜進(jìn)行處理就可以達(dá)到延長(zhǎng)管道使用壽命的效果，在維護(hù)的過(guò)程中，在藥劑配方中增加緩蝕阻垢劑，其中的一些成分具有防止腐蝕性的作用。其中緩蝕阻垢劑中包含的成分也十分豐富，例如其中所含有的新型銅緩蝕劑，其工作原理是將銅離子更加便于結(jié)合，在設(shè)備的表面由此形成一層保護(hù)膜，防止汽輪機(jī)設(shè)備受到腐蝕性的影響。綜合各種緩蝕劑的成分以及實(shí)際應(yīng)用的情況，根據(jù)效果最優(yōu)的原則，最終選擇了型號(hào)為T(mén)MG-84的配方。

在加藥的過(guò)程中，為了確保其劑量具有穩(wěn)定性的效果，所以要適當(dāng)?shù)膶?duì)加藥的方式進(jìn)行一定程度的調(diào)整，在24小時(shí)內(nèi)，連續(xù)進(jìn)行加藥的處理，原有加藥罐在這種情況下也得到了有效的恢復(fù)，既保證了藥劑的穩(wěn)定性，同時(shí)還對(duì)舊物得到了更加充分的利用。在具體的環(huán)節(jié)中，要先向加藥罐中加入適量的藥劑，然后添入適量的新水，直到加藥罐中的水量填滿為止。罐體下方通常會(huì)設(shè)有一個(gè)出水閥門(mén)，這一閥門(mén)的主要作用是用來(lái)調(diào)節(jié)流量的，在重力的作用下，水流就會(huì)自動(dòng)流到系統(tǒng)中，這種加藥的方式既能夠滿足環(huán)保的要求，具有經(jīng)濟(jì)實(shí)用的效果。

3.3 優(yōu)化系統(tǒng)日常監(jiān)測(cè)指標(biāo)

通過(guò)對(duì)藥劑配方以及對(duì)相關(guān)工藝的進(jìn)一步調(diào)整，可以進(jìn)一步優(yōu)化對(duì)日常系統(tǒng)的檢測(cè)，針對(duì)我國(guó)當(dāng)前煉鐵廠對(duì)循環(huán)冷卻水狀況的分析，原有的指標(biāo)對(duì)于生產(chǎn)狀況而言已經(jīng)無(wú)法適應(yīng)了，因此必須要改善原有的狀況，從而實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步的調(diào)整，運(yùn)用全新的標(biāo)準(zhǔn)指導(dǎo)生產(chǎn)活動(dòng)。新標(biāo)準(zhǔn)的建立是基于傳統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)上而開(kāi)展的，其中在系統(tǒng)控制方面進(jìn)行了很大的改革，例如對(duì)有機(jī)磷的含量問(wèn)題做出了進(jìn)一步的修訂，以適應(yīng)環(huán)境發(fā)展的要求，但是無(wú)論相應(yīng)的指標(biāo)是如何進(jìn)行調(diào)整的，都是為了進(jìn)一步降低循環(huán)水排出的頻率，防止系統(tǒng)管道出現(xiàn)腐蝕的現(xiàn)象，這樣水質(zhì)會(huì)有很大程度的提升。在過(guò)去的工作中經(jīng)常需要檢修汽輪機(jī)的冷凝器，而現(xiàn)在通過(guò)對(duì)其進(jìn)行相應(yīng)的處理，檢修頻率得到了大大的降低。

通過(guò)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行有效的改造，無(wú)論是在濁度還是在有機(jī)磷曲線方面都出現(xiàn)了明顯的改觀，與此同時(shí)，通過(guò)對(duì)淺色有機(jī)磷含量進(jìn)行檢測(cè)，其含量存在持續(xù)上升的趨勢(shì)，這就進(jìn)一步證明了日常監(jiān)測(cè)指標(biāo)的有效性，水中所含有的泥沙以及膠體等物質(zhì)含量也得到了明顯的降低，水質(zhì)呈現(xiàn)出穩(wěn)定的勢(shì)態(tài)，要想將其繼續(xù)保持下去，就應(yīng)該不斷強(qiáng)化日常監(jiān)測(cè)的相關(guān)工作，使其得到進(jìn)一步的優(yōu)化發(fā)展，這樣才能獲得更加顯著的效果，從目前的形勢(shì)來(lái)看，依然是任重而道遠(yuǎn)。但是自從藥方進(jìn)行改良以來(lái)，企業(yè)在成本上得到了降低，過(guò)去在材料上花費(fèi)的費(fèi)用也得到了明顯的改善，這可以說(shuō)是重要的創(chuàng)新性舉措。企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益得到進(jìn)一步的提升。因此在今后的工作中，應(yīng)該重點(diǎn)加強(qiáng)對(duì)日常監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的管理與維護(hù)，重視起藥劑配方的管理，將其應(yīng)用在水循環(huán)系統(tǒng)中，這樣才能獲得更加完善的效果。

4 取得效果

無(wú)論是哪個(gè)系統(tǒng)自改造以來(lái)，濁度和有機(jī)磷曲線都有了極大的改觀，深色濁度線明顯下降，淺色有機(jī)磷含量明顯上升，曲線波動(dòng)越來(lái)越小，這就說(shuō)明水中的泥沙、藻類(lèi)、粘泥、膠體等已大量減少了，系統(tǒng)的水質(zhì)情況越來(lái)越穩(wěn)定，效果比較明顯。

效益計(jì)算：水創(chuàng)造的經(jīng)濟(jì)效益，三個(gè)泵站全年總節(jié)省水量：Q=786240（t），補(bǔ)水為75%生產(chǎn)新水、25%軟水，生產(chǎn)新水單價(jià)為1.5元/t、軟水單價(jià)為4元/t，年節(jié)省水費(fèi)=78.624×75%×1.5+ 78.624×25%×4=167（萬(wàn)元），改造用工程、材料費(fèi)共計(jì)36萬(wàn)元。年創(chuàng)效益=年節(jié)省水費(fèi)-工程材料費(fèi)=167-36=131（萬(wàn)元）。改進(jìn)藥劑配方創(chuàng)造的經(jīng)濟(jì)效益，每年損失藥劑量：4680×12=56160kg，藥劑單價(jià)11038元/t，每年節(jié)省費(fèi)用：56.16×11038=61.98（萬(wàn)元），凈環(huán)共3個(gè)開(kāi)路水系統(tǒng)，則共計(jì)年創(chuàng)效益：61.98×3=185.94萬(wàn)元，另外。研制藥劑配方花費(fèi)24萬(wàn)元，則年創(chuàng)效為：185.94-24=161.94（萬(wàn)元）。以上兩項(xiàng)年創(chuàng)效為：131+161.94=292.94（萬(wàn)元）。

結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在我國(guó)當(dāng)前汽輪機(jī)循環(huán)水系統(tǒng)工藝中，仍然還有許多值得進(jìn)一步推敲與優(yōu)化的內(nèi)容，相關(guān)研究人員應(yīng)該進(jìn)行更進(jìn)一步的研究，這樣才能實(shí)現(xiàn)汽輪機(jī)工作效率的進(jìn)一步提升，為我國(guó)鋼鐵工業(yè)的發(fā)展建設(shè)作出重要的貢獻(xiàn)，希望本文的論述能夠?yàn)橄嚓P(guān)人員提供一定的借鑒。

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