2020-10-29 11:10
一、項目狀況(現狀、存在的問題)
1、氧化鋁廠空壓系統循環水分為空壓站和沸騰爐冷卻兩套系統。空壓系統 1﹟有三臺離心式空壓機,2﹟有7臺活塞式空壓機,共用一個分支循環主管道供水,管徑為DN400;往沸騰爐的分別有兩根DN250管道供水。補充水質硬度較高,水中懸浮物較高,容易造成系統結垢,影響換熱效率,增加能耗;而且每年還需要投入大量的維修及易損易耗零部件的費用,嚴重時會造成空壓機停車直接影響正常生產。由于水質硬度高,冷卻器結垢較嚴重,冷卻效果下降明顯,空壓機的性能不穩定,出現二級排氣溫度超標就需要停車清洗,每年至少清洗兩次。而且冷卻器反復清洗后壽命下降,換熱效果降低,每隔3年就需要更換,維護費用很大。
2、氧化鋁廠二分解循環水系統有兩個分支循環主管道:管徑DN400,通往精液板式換熱器;管徑DN500,通往中間降溫和寬通道板式換熱器。循環水質堿度較高,水中懸浮物較高,容易造成系統結垢,影響換熱效率,增加能耗;而且每年還需要投入大量的維修及易損易耗零部件的費用,清洗時會停車直接影響正常生產。每年至少清洗6次。而且冷卻器反復清洗后出現腐蝕通漏,使用壽命下降,換熱效果降低,維護費用很大。
循環水水質檢測指標:
某鋁業公司分析測試中心 |
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分析報告 |
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Q/CHALCO-xxxxxxxxxx-xxxx |
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2011字第xx-xx號 |
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委托單位:安環部 |
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來樣時間:2011年6月8日 |
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樣品名稱及編號 |
檢測項目(mg/L) |
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pH |
懸浮物 |
硬度 |
總堿度 |
電導率 |
|
二分解循環水 |
9.94 |
225.33 |
5.36 |
419.8 |
1.52mS/cm |
空壓循環水 |
8.50 |
149.67 |
286.78 |
83.96 |
1.36mS/cm |
分析員:胡梅,魏玲,翟寧,孫曉雁 |
審核:韋延慧 |
二、冷卻器除垢、防垢的實際意義
(1)提高換熱效率,節約能源。換熱器結垢后,設備傳熱效率將降低,造成大量的能量浪費。垢層的熱導率與銅相比很小(見表2-1),在維持正常生產過程中,水垢越厚,能耗越大(見表2-2),水垢一起相當大的傳熱損失(見表2-3),因此,清洗除垢能提供換熱效率,節約能源。
表2-1 金屬與垢層導熱系數的比較
名 稱 |
導熱系數(W/m.K) |
銅 |
218~385 |
氧化鐵垢 |
0.1163~0.2326 |
硅酸鹽水垢 |
0. 05810~0.2326 |
硫酸鹽水垢 |
0.5814~2.9100 |
碳酸鈣(鎂)水垢 |
0.5814~6.980039jSA58145858 |
表2-2 水垢厚度與能耗的關系
水垢厚度/mm |
0.80 |
2.82 |
3.18 |
12.7 |
19.05 |
耗多燃料 |
4% |
18% |
38% |
60% |
90% |
表2-3 水垢引起的熱傳損失
水垢厚度/mm |
傳熱損失 |
||
硬度Caco3 |
軟質Caco3 |
硬質caso4 |
|
0.5 |
5.2% |
3.5% |
3.0% |
1.0 |
9.9% |
8.0% |
9.0% |
1.6 |
12.6% |
12.5% |
12.6% |
2.2 |
14.3% |
15.0% |
14.3% |
(2)延長設備使用壽命對于換熱設備,由于結垢使導熱性能下降,管壁溫度升高局部過熱可能產生爆裂等事故。因此,對換熱設備的清洗可降低管壁溫度,有效避免爆管事故,延長設備使用壽命。
(3)提高生產效率和質量積垢不僅給設備工作效率和俺去帶來嚴重影響,而且給生產系統造成很大不利。積垢可使產品質量下降,純度降低。因此,清洗對提高生產效率和產品質量具有重要意義。
(4)減少經濟損失結垢造成的經濟損失是巨大的,給設備進行及時清洗可以減少經濟損失,取得的更大的經濟效益。
(5)水垢的主要危害
降低交換器的換熱效率,造成能耗的增加,此外當水垢出現在工作流體(冷卻水)側時,會引起冷卻水的流量不足和壓力降低,嚴重時造成停產。研究發現,換熱器中的水垢厚度在0.3mm時,其熱交換的效率降低21%,表1列出的是換熱器管壁水垢厚度與熱交換效率的關系,由表1可以看到,當水垢厚度達到1.6mm,其熱損失高達75%以上,這表明水垢對熱交換器的性能影響是相當嚴重的,為了能使熱交換器工作性能正常,定期進行清洗,徹底清除水垢是必要的。
(6)減少冷卻水耗量
空冷器除垢后,冷卻水的利用率大大地提高,冷卻水耗量大大地降低,因此,減少了空冷器對冷卻水流量和壓力供給的需要。
三、解決方案及投資預算:
由于冷水系統為敞開式,冷卻塔內水份大量蒸發,系統濃縮倍數不斷升高,結垢趨勢增大,再者水流經過冷卻塔時與空氣發生傳熱傳值過程,藻類、菌類、灰塵、氧氣等進入系統,由此可見,結垢殺菌是影響循環冷卻水處理效果的兩大問題。因此我們建議:
1、空壓系統選一臺空壓機進水母管DN80mm上采用一套英國凈元電子感應水處理器處理(型號:JYQ221-L3A80),延緩中冷器、后冷器的結硬垢速度在2~3倍以上。
冷卻器檢修周期比過去延長2~3倍以上。中冷器和后冷器的更換可延長到4~5年以上,中冷器和后冷器的壽命比以前延長2倍以上,可節約大量的備件和檢修費用。
2、二分解系統為了防止結垢,我們根據系統情況推薦在循環水主管道分別安裝使用英國凈元廣譜感應水處理器共兩套(型號:JYQ381-L3A500 \ JYQ361-L3A400),延結硬垢速度在3倍以上。冷卻器檢修周期比過去延長3倍以上。壓縮機等換熱設備維護周期延長3倍以上,可節約大量的備件和檢修費用。
設備安裝圖
設備安裝圖