浅析水处理设备在区域供热方面的应用

Posted 2023-01-12 水浴

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浅析水处理设备在区域供热方面的应用
兰州市热力公司崔建民
兰州市热力公司于1976年开始筹建，至今已形成供热能力680万平方米，其中四座锅炉房直接供暖110万平方米，热电联产供热面积540万平方米，建成供热管网32公里，29MW调峰锅炉房三座(其中天然气调峰锅炉房一座，燃煤锅炉房两座)，热力站85座，建成配套建筑6700平方米，有水处理设备约89套。而在水处理设备中，有50套属于1998年日元贷款招标项目中由北京昌宁集团中标生产的自动软水设备及30多套电子除垢仪设备，昌宁集团的设备属于最初手动产软水的浮动床水处理设备，并且是时间控制的软水设备，它的原理是在生产一定时间的软水后，再生→小清洗→大清洗→松床再生，并且在这些操作中，随时由值班人员操作完成这一系列的生产过程。
近几年，软水器引进国外先进技术，有了很大的变化，分类也多样化，软水器的分类根据水再生方式分为顺流再生式和逆流再生式两大类。现在应用的品牌有根据控制器分为美国康科、怡口净水、阿图祖、福莱克、奥特洛
等。再生控制方式：时间型和流量型，另一类电子除垢仪。
一、经过多年的经验，建议选用节能型的水处理设备
兰州市热力公司在1990年-1998年为满足生产需要，给原来的锅炉供热站和热电联产热力站配置了LZFN-12型(甘肃火电公
司生产)和昌宁集团的钠离子交换器。由于设备老化，操作复杂，再生效果差，处理水量低，设备占地面积大，反洗需要水量大，造成水质超标，耗盐量高等问题。为此，于2000年3月以来引进了美国福莱克、康科、阿图祖、怡口净水等水处理设备，结构如图所示：

该设备结构紧凑，安装简单，罐体为高强度玻璃钢，美观坚固、耐压(工作压力可达1.0MPa)防腐性强，使用寿命长。罐体上装有集成控制器，是该设备的中枢系统，所有的离子交换等操作程序都可调节。
原水处理设备需人工连续监测其出水水质，从而判断水处理效果，然后按照一套复杂的操作程序完成再生过程。现在新设备则采用流量控制水量，当制水量达到设备定值时，能自动进入再生程序，只需人工定期添加再生剂(盐)，就可实现全自动出水。
锅炉水质处理操作水平直接影响交换量和盐耗两项系数的高低，交换容量普遍运行在400-500mol/m3树脂，而盐耗一般达到300-400g/mol。福莱克、怡口净水等设备采用逆流再生，具有再生剂(盐)用量低，出水水质好及排出再生废液浓度低等优点，而且全部采用软化水溶液再生，进一步提高了再生效果，并利用电脑控制再生，避免了人为因素的影响，严格的自动控制一般可使交换容量达到1000mol/m3树脂以上，盐耗小于100g/mol，节盐30%-50%。该设备不需要盐泵，正常电耗3-10W。正常水耗3%-7%。
二、水处理器废水再利用
树脂水处理设备在生产软水时，要产生一部分废水。大多水处理工艺中，设计者很少考虑软水器废水再利用，这部分废水占生产软化水总量的5%-10%左右。人工操作的软水器所产生的废水则更多，将软水器的废水
再利用，不仅必须，而且可行。
(一)废水利用的措施
1.树脂软水器正洗废水的性质。从钠离子树脂软水器的工作原理得知，再生溶液NaCl与失效钠离子树脂进行置换后，软水器内的水中主要含有大量的氯离子，钙和镁离子。在进行正洗工作时，开始从软水器内冲出来的氯根含量在1000mg/l左右，它和钙和镁离子形成CaCl。正洗终结的标准是出水硬度≤0.03mol/l，即达到锅炉的水质标准。由此可见，由含有CaCl成分和软水合成的正洗废水其硬度优于自来水。
2.水浴除尘器循环水的性质。煤在炉膛内燃烧后产生的烟气中，主要含有SO2成分，与烟气、水浴除尘器中的水相互混合后，从水浴除尘器排出的水即成为煤灰和烟气混合的灰水。烟气中原有的SO2与水中的氧分子结合构成SO3溶液混合在水浴除尘器排水中呈弱酸性。由于水浴除尘器的循环水量在运行中不断消耗，需要经常补充自来水。
3.措施：通过以上分析，将正洗废水引入水浴除尘器的循环，水池得到再生利用，经济上合算，技术上可行。将正洗废水引入水浴除尘器的循环水池，需要安装长度40米，管径DN110mm的PVC排水管及相关阀门等。需材料费约1000元。见图2

(二)效果：
1.改善水浴除尘器的循环水沉淀池中的水，由于水中含有较多SO3成分，现将软水器的正洗废水引入后，有效地改善了除尘器循环水的酸性。
2.节约自来水将正洗废水引入沉淀池后，代替了补充消耗的自来水，每年可节约4500m3左右的自来水(按2台10吨锅炉)，按本地水价2.00元/m3计算，每年可节约9000.00元。
(三)建议
由于正洗废水的水质性质(硬度)优于当地的自来水，除上述利用范围之外，还可有下列用途。
1.用水树脂软水器的反洗，需要设置反洗水箱和管道系统，投资5000-7000元，即可实现，对于大中型锅炉房比较合算，对于自来水年耗量在2000m3左右的锅炉房2-3年收回成本。
2.可将树脂软水器的全部废水(正、反洗)收集，用于锅炉的风机、水泵、出渣系统等的冷却，提高水的重复使用率，达到节水的目的。