鍋爐水處理緩沖水罐加溫系統(tǒng)的研究與應(yīng)用

李樹(shù)森　丁翠紅　何顯龍　張鐵柱

摘要：通過(guò)測(cè)試和實(shí)際使用研究，對(duì)原有的鍋爐水處理原水供水加溫系統(tǒng)進(jìn)行了研究與改造，采用蒸汽盤(pán)管預(yù)熱、冷凝水內(nèi)部回流、溫度反饋控制調(diào)節(jié)，使得原水供應(yīng)溫度能夠得到可靠的控制，改造后的加溫系統(tǒng)，操作簡(jiǎn)便，控制可靠穩(wěn)定，大大降低了蒸汽使用量和水處理的成本。

關(guān)鍵詞：蒸汽伴熱；溫度反饋；冷凝水回流；透氣孔；水處理滲透膜

中圖分類(lèi)號(hào)：TV111

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1009-2374(2009)17-0040-02

大港油田煅燒焦廠使用的鍋爐供水水源來(lái)自于本廠的一個(gè)小型的水處理站，該水處理站把工業(yè)用自來(lái)水經(jīng)過(guò)處理輸送給余熱鍋爐使用，設(shè)計(jì)處理能力產(chǎn)成水90噸／小時(shí)，水處理反滲透膜的正常工作要求：自來(lái)水進(jìn)水溫度要求控制在15℃～25℃。高于這個(gè)溫度和低于這個(gè)溫度都會(huì)使產(chǎn)水能力和水處理滲透膜壽命大大降低。在冬天為了保障水處理站進(jìn)水溫度，原設(shè)計(jì)采用了一套簡(jiǎn)易的板式換熱器進(jìn)行自來(lái)水升溫，由于換熱器容量比較小，在實(shí)際使用過(guò)程中存在著溫度控制不穩(wěn)定、忽高忽低，嚴(yán)重降低了反滲透膜的使用壽命和水處理的產(chǎn)水能力，使用這種加溫系統(tǒng)在冬天實(shí)際產(chǎn)水能力不到50噸，這嚴(yán)重影響了鍋爐的正常運(yùn)作。

一、方案研究

(一)原自來(lái)水加溫流程

這種方法靠手動(dòng)調(diào)節(jié)板式換熱器蒸汽進(jìn)氣量來(lái)調(diào)節(jié)自來(lái)水的加溫溫度，由于板式換熱器本身容積很小，受到蒸汽壓力、自來(lái)水進(jìn)水壓力等波動(dòng)影響大，輸出水溫很不穩(wěn)定，經(jīng)常出現(xiàn)溫度超溫現(xiàn)象。

(二)改進(jìn)后加溫工藝流程

1、流程簡(jiǎn)圖：

2、主要改造原理。(1)在罐底部增加蒸汽盤(pán)管作為加溫主要熱源，進(jìn)口增加蒸汽電動(dòng)閥門(mén)(控制蒸汽進(jìn)氣量)，產(chǎn)生的冷凝水在罐頂部回流入水罐頂部液面，作為輔助熱源，同時(shí)避免了冷凝水的浪費(fèi)。盤(pán)管與罐底用不銹鋼板條做卡子固定。(2)在罐頂部開(kāi)設(shè)3個(gè)DN300的透氣孔，使罐體透氣充分，避免罐內(nèi)憋壓；(3)在罐出水口管線上增加溫度采集和控制模塊，直接控制蒸汽進(jìn)口電動(dòng)閥門(mén)，以達(dá)到控制罐內(nèi)水溫的目的，電動(dòng)閥門(mén)配電、控溫模塊均由水處理控制室引出；(4)蒸汽汽源引自原有板式換熱器處的蒸汽管線，管線在室內(nèi)架空離地面2200mm，沿墻敷設(shè)，室外離地面500mm，沿墻敷設(shè)，做硅酸鋁保溫。

3、控制原理圖：

(三)測(cè)試效果

技術(shù)方案于2008年12月10日實(shí)施完成，為了較全面的反映實(shí)施效果，于12月15日和12月21日，分兩次對(duì)改造后的原水供水加溫系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)試，兩次測(cè)試室外溫度分別為－1％～5℃和－3℃～1℃，測(cè)試時(shí)間為24小時(shí)。

1、自來(lái)水升溫效果。兩次測(cè)試所獲得的自來(lái)水水溫均能有效控制在，15℃～25℃(反滲透膜的設(shè)計(jì)允許水溫)見(jiàn)下表：

2、控制調(diào)節(jié)效果。測(cè)試時(shí)間2008年12月15日，天氣溫度1℃，水溫7℃，將蒸汽手動(dòng)閥門(mén)開(kāi)度設(shè)定在80％，將水罐溫度采集設(shè)定溫度15℃～40％，出水溫度采集設(shè)定溫度15％～25℃，把自來(lái)水向水罐的補(bǔ)水量由100m³/h逐漸手動(dòng)調(diào)節(jié)至150m³／h，觀察蒸汽自動(dòng)調(diào)節(jié)閥和加溫后的自來(lái)水出水溫度：(1)蒸汽調(diào)節(jié)閥隨進(jìn)水量的變化自動(dòng)調(diào)節(jié)；(2)自來(lái)水加溫后的出水溫度始終恒定保持在20℃～22℃。溫度控制調(diào)節(jié)穩(wěn)定可靠。

二、實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用

從2008年12月28日起，改造后的自來(lái)水加溫系統(tǒng)開(kāi)始正常使用。在近三個(gè)月的使用中，產(chǎn)水能力達(dá)到了設(shè)計(jì)能力，自來(lái)水進(jìn)水溫度穩(wěn)定控制在15℃～25℃，反滲透膜使用良好，操作自動(dòng)化控制顯著提高。

三、技術(shù)難點(diǎn)分析

水罐內(nèi)加溫系統(tǒng)的腐蝕和水擊問(wèn)題是本次技術(shù)改造的技術(shù)難點(diǎn)。為了防止水管內(nèi)部加熱系統(tǒng)的腐蝕引起水質(zhì)污染問(wèn)題，水管內(nèi)部的加熱盤(pán)管和固定卡子，均采用1Crl8Ni9Ti不銹鋼材質(zhì)。為了最大限度消除水擊對(duì)盤(pán)管的沖擊力，加熱盤(pán)管分為3個(gè)單獨(dú)盤(pán)管部分，每個(gè)單獨(dú)盤(pán)管末端從水罐內(nèi)部向上伸出液面后，直接回流到水罐葉面頂部，這樣既減弱了蒸汽管線的水擊，又有效回收利用了蒸汽的冷凝水。

四、結(jié)語(yǔ)

經(jīng)過(guò)改造后的自來(lái)水加溫系統(tǒng)，水溫輸出平穩(wěn)、自動(dòng)控制調(diào)節(jié)可靠，大大提高了冬季水處理設(shè)備的成水產(chǎn)出率，顯著提高了反滲透膜的使用壽命，同時(shí)也大大降低了操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。

參考文獻(xiàn)

[1]石油化工廠區(qū)管線綜合設(shè)計(jì)規(guī)范

[2]石油化工儀表安裝設(shè)計(jì)規(guī)范

[3]自動(dòng)控制設(shè)計(jì)規(guī)范(采暖、通風(fēng)和空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng))

作者簡(jiǎn)介：李樹(shù)森(1974-)，男，天津人，中國(guó)石油大港石化公司煅燒焦廠工程師，國(guó)家注冊(cè)質(zhì)量工程師，國(guó)家一級(jí)建造師，研究方向：石油化工建設(shè)工程施工及技術(shù)管理。