萊鋼新區(qū)除鹽水系統(tǒng)升級改造

趙晨光,楊　州

1　問題概述

萊鋼新區(qū)50 MW發(fā)電機(jī)系統(tǒng)（1臺220 t/h高溫高壓鍋爐的補(bǔ)給水）、燒結(jié)機(jī)、煉鋼轉(zhuǎn)爐等余熱鍋爐發(fā)電系統(tǒng)、特鋼電爐改造工程將要陸續(xù)投建設(shè)。型鋼化水車間原有的除鹽水系統(tǒng)產(chǎn)量存在明顯的供應(yīng)不足的現(xiàn)象，相關(guān)單位除鹽水用量見表1。

表1　相關(guān)單位除鹽水用量一覽表

原有除鹽水系統(tǒng)總產(chǎn)量設(shè)計(jì)為360 t/h，隨著設(shè)備運(yùn)行時(shí)間增加實(shí)際產(chǎn)量在300 t/h，老系統(tǒng)3臺130 t/h中溫中壓鍋爐全年平均用量在120 t/h，采暖季節(jié)在200 t/h左右，老系統(tǒng)除鹽水系統(tǒng)不能滿足新增發(fā)電和軋鋼等設(shè)備的除鹽水供應(yīng)需求。

2　方案設(shè)計(jì)

為保證相關(guān)用戶除鹽水的供應(yīng)需求和公司下一步的發(fā)展要求，50 MW除鹽水系統(tǒng)采用國內(nèi)比較先進(jìn)的處理技術(shù)，在控制程序方面采用比較先進(jìn)的全自動控制模式，這樣及能滿足生產(chǎn)需求又能滿足人員比較緊張的現(xiàn)實(shí)情況。

從圖1可以看出新工藝減少了過濾器的類型，該工程主要技術(shù)優(yōu)化改進(jìn)點(diǎn)為：改繁瑣的手動溶酸堿再生為一鍵式自動再生；交換器失效、切換、反洗、再生操作基本實(shí)現(xiàn)全自動控制；增加先進(jìn)的在線監(jiān)測儀表，實(shí)時(shí)監(jiān)測水質(zhì)變化。預(yù)處理工藝由原來的多介質(zhì)和活性炭兩極過濾改為多介質(zhì)過濾器一級過濾工藝。該項(xiàng)目采用現(xiàn)在的一級過濾加自清洗過濾模式可以節(jié)約生水的用量，超濾采用目前國內(nèi)比較先進(jìn)的外壓式超濾膜，這樣運(yùn)行過程可以避免出現(xiàn)大面積斷絲現(xiàn)象，可以節(jié)約運(yùn)行成本。為保證除鹽水水質(zhì)，最后增加了混合離子交換器，保證了用戶對水質(zhì)的控制要求。

圖1　方案設(shè)計(jì)除鹽水工藝流程示意圖

3　方案確定

3.1生產(chǎn)能力的論證

根據(jù)新增用戶的設(shè)計(jì)用量情況和下一步再增用戶需求能力的征集和區(qū)域工程擴(kuò)張計(jì)劃，論證擴(kuò)容能力為300 t/h，二期工程預(yù)留產(chǎn)能150 t/h。

3.2自動酸堿再生改造

老系統(tǒng)酸堿再生由人工手動操作，酸堿濃度控制不合理，再生時(shí)間比較長，效果也不理想。改造項(xiàng)目酸堿再生實(shí)現(xiàn)全自動程序管理，提高再生效率，降低職工勞動強(qiáng)度。

3.3在線監(jiān)測升級

老系統(tǒng)除鹽設(shè)備水質(zhì)監(jiān)測采用人工監(jiān)測，分析時(shí)間長效率差，改造項(xiàng)目采用在線監(jiān)測，同時(shí)將數(shù)據(jù)接入電腦，便于職工實(shí)時(shí)監(jiān)控，同時(shí)為保證生產(chǎn)穩(wěn)定，采用人工監(jiān)測為輔助。實(shí)現(xiàn)自動和人工監(jiān)測同時(shí)控制，保證了生產(chǎn)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

3.4變頻控制

老系統(tǒng)除鹽水泵采用工頻模式運(yùn)行，不能根據(jù)用戶的需求及時(shí)調(diào)整用量。特別是在用戶用量較小的情況下，造成電量消耗大，無法更好的節(jié)約成本，新項(xiàng)目采用變頻和工頻共用模式，在用量較大時(shí)采用工頻運(yùn)行，在用量較小時(shí)采用變頻模式運(yùn)行，可以根據(jù)外供用量及時(shí)調(diào)整用電頻率，節(jié)約了生產(chǎn)成本。

3.5運(yùn)行自動化

老系統(tǒng)通過改造后，離子交換器和過濾器系統(tǒng)需要人工進(jìn)行再生、反洗等操作，特別是過濾的氮?dú)夥聪床僮?，用氣量控制不穩(wěn)定，反洗效果不理想，對后續(xù)的膜設(shè)備影響較大，再生過程操作復(fù)雜，出現(xiàn)再生效果較差的現(xiàn)象。改造項(xiàng)目采用交換器、過濾器、失效、切換、再生實(shí)現(xiàn)全自動控制。實(shí)現(xiàn)過濾器、交換器運(yùn)行及再生實(shí)現(xiàn)全自動控制，系統(tǒng)主要完成數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、超限報(bào)警、實(shí)時(shí)趨勢、歷時(shí)趨勢、生產(chǎn)過程的邏輯順序控制等功能。

3.6外壓式超濾膜

根據(jù)老系統(tǒng)超濾運(yùn)行過程經(jīng)常出現(xiàn)超濾污堵現(xiàn)象的情況，采用外壓式超濾膜，保證運(yùn)行過程中超濾不出現(xiàn)大面積斷絲現(xiàn)象，同時(shí)減少了膜污堵現(xiàn)象。減少了化學(xué)清洗的頻率，對膜也起到了相應(yīng)的保護(hù)作用。

4　實(shí)施效果

4.1過濾器自動反洗、交換器失效切換及再生、重要水質(zhì)參數(shù)在線監(jiān)控、酸堿再生等操作基本實(shí)現(xiàn)了全自動操作。勞動強(qiáng)度大幅下降，操作人員由原來的12人減少至8人。

4.2新工藝由于新式超濾的投運(yùn)和酸堿再生液配制過程的改進(jìn)，離子交換器的周期出水量增大，交換器內(nèi)部的中排裝置由原來的一年一次更換提高到運(yùn)行2年多來尚未進(jìn)行更換，運(yùn)行狀態(tài)良好。

4.3由于變頻器的投運(yùn)，除鹽水供應(yīng)一直比較穩(wěn)定，可以根據(jù)生產(chǎn)需求及時(shí)調(diào)整除鹽水水泵的運(yùn)行頻率，節(jié)約電量，電耗一直維持在2.0 kWh/t，比計(jì)劃單耗降低0.4 kWh/t。

4.4由于采用一級除鹽加混合離子交換器除鹽，保證了水質(zhì)的安全穩(wěn)定，同時(shí)為各用戶的安全穩(wěn)定運(yùn)行提供了可靠的保證，自運(yùn)行以來沒有出現(xiàn)過失效水現(xiàn)象。

4.5由于采用全自動再生技術(shù)，再生酸堿耗和老系統(tǒng)相比有所減低，單臺離子交換器再生可以節(jié)約酸堿0.2 t。

5　結(jié)語

經(jīng)過投入運(yùn)行以來一年多時(shí)間的試運(yùn)及系統(tǒng)消缺，系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定。實(shí)現(xiàn)了除鹽水全自動生產(chǎn)，大大地減輕了操作人員的勞動強(qiáng)度，達(dá)到了預(yù)期目的。

[參 考 文 獻(xiàn)]

[1]喬力，馬明武，劉世雄.反滲透技術(shù)在鍋爐除鹽水制備中的應(yīng)用研究[J].化工管理，2016(20).

[2]趙曉雷，彭建軍.除鹽水作為低壓省煤器介質(zhì)在高爐煤氣鍋爐上的應(yīng)用[J].冶金動力，2016（3）.