2020-10-29 11:10
一、項(xiàng)目狀況(現(xiàn)狀、存在的問題)
1、氧化鋁廠空壓系統(tǒng)循環(huán)水分為空壓站和沸騰爐冷卻兩套系統(tǒng)。空壓系統(tǒng) 1﹟有三臺(tái)離心式空壓機(jī),2﹟有7臺(tái)活塞式空壓機(jī),共用一個(gè)分支循環(huán)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(bǔ)充水質(zhì)硬度較高,水中懸浮物較高,容易造成系統(tǒng)結(jié)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(fèi)用,嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成空壓機(jī)停車直接影響正常生產(chǎn)。由于水質(zhì)硬度高,冷卻器結(jié)垢較嚴(yán)重,冷卻效果下降明顯,空壓機(jī)的性能不穩(wěn)定,出現(xiàn)二級(jí)排氣溫度超標(biāo)就需要停車清洗,每年至少清洗兩次。而且冷卻器反復(fù)清洗后壽命下降,換熱效果降低,每隔3年就需要更換,維護(hù)費(fèi)用很大。
2、氧化鋁廠二分解循環(huán)水系統(tǒng)有兩個(gè)分支循環(huán)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(huán)水質(zhì)堿度較高,水中懸浮物較高,容易造成系統(tǒng)結(jié)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(fèi)用,清洗時(shí)會(huì)停車直接影響正常生產(chǎn)。每年至少清洗6次。而且冷卻器反復(fù)清洗后出現(xiàn)腐蝕通漏,使用壽命下降,換熱效果降低,維護(hù)費(fèi)用很大。
循環(huán)水水質(zhì)檢測(cè)指標(biāo):
某鋁業(yè)公司分析測(cè)試中心 |
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分析報(bào)告 |
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Q/CHALCO-xxxxxxxxxx-xxxx |
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2011字第xx-xx號(hào) |
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委托單位:安環(huán)部 |
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來樣時(shí)間:2011年6月8日 |
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樣品名稱及編號(hào) |
檢測(cè)項(xiàng)目(mg/L) |
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pH |
懸浮物 |
硬度 |
總堿度 |
電導(dǎo)率 |
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二分解循環(huán)水 |
9.94 |
225.33 |
5.36 |
419.8 |
1.52mS/cm |
空壓循環(huán)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(shí)際意義
(1)提高換熱效率,節(jié)約能源。換熱器結(jié)垢后,設(shè)備傳熱效率將降低,造成大量的能量浪費(fèi)。垢層的熱導(dǎo)率與銅相比很小(見表2-1),在維持正常生產(chǎn)過程中,水垢越厚,能耗越大(見表2-2),水垢一起相當(dāng)大的傳熱損失(見表2-3),因此,清洗除垢能提供換熱效率,節(jié)約能源。
表2-1 金屬與垢層導(dǎo)熱系數(shù)的比較
名 稱 |
導(dǎo)熱系數(shù)(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(guān)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 |
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硬度Caco3 |
軟質(zhì)Caco3 |
硬質(zhì)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(shè)備使用壽命對(duì)于換熱設(shè)備,由于結(jié)垢使導(dǎo)熱性能下降,管壁溫度升高局部過熱可能產(chǎn)生爆裂等事故。因此,對(duì)換熱設(shè)備的清洗可降低管壁溫度,有效避免爆管事故,延長設(shè)備使用壽命。
(3)提高生產(chǎn)效率和質(zhì)量積垢不僅給設(shè)備工作效率和俺去帶來嚴(yán)重影響,而且給生產(chǎn)系統(tǒng)造成很大不利。積垢可使產(chǎn)品質(zhì)量下降,純度降低。因此,清洗對(duì)提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量具有重要意義。
(4)減少經(jīng)濟(jì)損失結(jié)垢造成的經(jīng)濟(jì)損失是巨大的,給設(shè)備進(jìn)行及時(shí)清洗可以減少經(jīng)濟(jì)損失,取得的更大的經(jīng)濟(jì)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(dāng)水垢出現(xiàn)在工作流體(冷卻水)側(cè)時(shí),會(huì)引起冷卻水的流量不足和壓力降低,嚴(yán)重時(shí)造成停產(chǎn)。研究發(fā)現(xiàn),換熱器中的水垢厚度在0.3mm時(shí),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(guān)系,由表1可以看到,當(dāng)水垢厚度達(dá)到1.6mm,其熱損失高達(dá)75%以上,這表明水垢對(duì)熱交換器的性能影響是相當(dāng)嚴(yán)重的,為了能使熱交換器工作性能正常,定期進(jìn)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(duì)冷卻水流量和壓力供給的需要。
三、解決方案及投資預(yù)算:
由于冷水系統(tǒng)為敞開式,冷卻塔內(nèi)水份大量蒸發(fā),系統(tǒng)濃縮倍數(shù)不斷升高,結(jié)垢趨勢(shì)增大,再者水流經(jīng)過冷卻塔時(shí)與空氣發(fā)生傳熱傳值過程,藻類、菌類、灰塵、氧氣等進(jìn)入系統(tǒng),由此可見,結(jié)垢殺菌是影響循環(huán)冷卻水處理效果的兩大問題。因此我們建議:
1、空壓系統(tǒng)選一臺(tái)空壓機(jī)進(jìn)水母管DN80mm上采用一套英國凈元電子感應(yīng)水處理器處理(型號(hào):JYQ221-L3A80),延緩中冷器、后冷器的結(jié)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(jié)約大量的備件和檢修費(fèi)用。
2、二分解系統(tǒng)為了防止結(jié)垢,我們根據(jù)系統(tǒng)情況推薦在循環(huán)水主管道分別安裝使用英國凈元廣譜感應(yīng)水處理器共兩套(型號(hào):JYQ381-L3A500 \ JYQ361-L3A400),延結(jié)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(jī)等換熱設(shè)備維護(hù)周期延長3倍以上,可節(jié)約大量的備件和檢修費(fèi)用。
設(shè)備安裝圖
設(shè)備安裝圖