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可拆卸式除碳风机过滤系统的改造探究

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[摘要]针对阳煤集团太原化工新材料有限公司锅炉给水生产工艺中存在的除碳风机滤网失效后,粉尘和漂浮物、飞虫进入一级反渗透产水箱的问题,将1500t/h除盐水生产线中除碳风机入口过滤器改造为可拆卸式空气净化系统,通过定期清洗滤窗上的滤网,使产品水电导率稳定在0.1us/cm以下,硬度常规分析方法基本上监测不到,极大地保证了锅炉给水的质量,没有发生过结垢现象。二级保安过滤器的使用寿命也由1个月延长到3个月以上,降低了生产成本。

[关键词]除碳风机;锅炉给水;可拆卸式空气过滤器

0引言

阳煤集团太原化工新材料有限公司周围焦化厂较多,加上厂区208国道、307国道贯穿全境,来往车辆多,粉尘大,空气质量差。阳煤集团太原化工新材料有限公司1500t/h除盐水系统原有的除碳风机入口仅有1道筛网,外面盖1道PP棉。因为过滤面积小,空气流速快,且无法清洗。工作一段时间后系统阻力变大,导致滤网变形,过滤更差。这些灰尘及携带的漂浮物、飞虫一旦通过除碳风机进入一级反渗透产水系统中,会迅速影响产水水质,甚至影响二级保安过滤器的使用寿命。

1锅炉给水装置的技术要求和意义

HG-280/9.81-L.PM1型循环流化床锅炉作为一种高压锅炉,其对给水水质有较为严格的要求。硬度接近于0、25℃的电导率≤0.2us/cm,SiO2的含量≤0.02mg/L,Fe含量≤0.05mg/L,Cu含量≤0.01mg/L等[1]。一般称水中钙镁的重碳酸盐、氯化物、硫酸盐、硝酸盐等的总含量为总硬度。给水硬度高时会增加锅炉排污量、还会引起受热面结垢,形成热阻,降低锅炉效率,增加燃料消耗,严重时会产生爆管等。给水二氧化硅不合格,会使汽包或蒸发管出来的饱和蒸汽携带的硅盐增加,同时在后端的受热面中沉积,影响受热面换热效率,易造成过热器、再热器过热爆管;而且这些蒸汽进入汽轮机后,随着温度压力的降低,蒸汽携带的硅将析出,在汽轮机叶片和喷嘴等过流面上形成难以清除的、像石头一样硬的硅酸盐沉积。这样不但会降低汽轮机效率,还会加剧汽轮机的振动,给汽轮机运行带来严重的安全隐患[2]。锅炉给水中含有铜和铁时,会在金属受热面上形成铜垢或铁垢。由于锅炉装置的金属表面与铜垢、铁垢沉积物之间的存在电位差异,这样会引起金属的局部腐蚀。这种腐蚀一般是坑蚀,容易造成金属穿孔或爆裂,所以危害性很大。因此,严格控制锅炉给水中的铜和铁的含量,是防止锅炉腐蚀的必要措施。

2锅炉给水生产原工艺流程及问题分析

阳煤集团太原化工新材料有限公司锅炉给水生产装置设计产能1500m3/h,主要供给4台HG-280/9.81-L.PM1型循环流化床锅炉补水、废热锅炉补水和工艺生产用水、蒸汽系统减温减压用水。锅炉给水生产装置主要工艺流程为:原水经增压后进入板式换热器提温后,进入高效纤维过滤器、自清洗过滤器除去水中的悬浮物,有机物和胶体,降低水中的浊度和污染指数。然后再经过保安过滤器和超滤、RO处理后,脱盐率达到97%,回收率达到75%,然后再进入除碳器,脱除水中的少量二氧化碳(CO2<5×10-6),通过淡水泵送入EDI装置,使水中含有的少量离子与阴阳树脂进行离子交换;离子交换后的脱盐水进入除盐水箱,通过锅炉给水泵送至锅炉及各生产装置。锅炉给水生产装置的主要工艺流程如图1所示。原水中含有大量的碳酸盐,它是构成水中碱度的重要成分[3]。在生产过程中,原水经反渗透膜以后,水中的钙镁等阳离子被拦截,碳酸根则能通过反渗透膜进入产品水,并以碳酸形式存在。当水中pH<4.5时,水中的碳酸几乎全部以游离CO2的形式存在。因为反渗透膜不能脱除气体,所以反渗透装置出水中含有一定量的CO2。如不及时脱除CO2,将会给后面的二级反渗透处理装置增加负担,降低二级反渗透处理装置、EDI系统的经济性,甚至影响出水水质。水从除碳器的上部进入,经配水设备淋下,通过填料层后,从下部进入水箱。在除碳器中,由于填料的阻挡作用,从上面流下来的水流被分散成许多小股或水滴状,从底部鼓入的空气与水有非常大的接触面积,根据亨利定律,空气中的二氧化碳的分压力又很低,这样就将从水中解吸出来的二氧化碳很快带走。水通过鼓风除碳,可将二氧化碳的含量降至5mg/L以下。除碳风机滤网失效后,粉尘和漂浮物、飞虫进入一级反渗透产水箱,虽经二级保安过滤器拦截后,可能会使二级保安过滤器压差增长很快,影响使用寿命[4]。

3改造方案

为了消除粉尘等通过除碳风机进入生产系统,在除碳风机前增设1个过滤间,将空分多余的洁净空气接过来。空分装置生产正常时,用洁净空气作为除碳器气源;空分装置气源紧张时,在过滤间窗户上增设涤纶滤布过滤窗,精度达到5um,利用自身的过滤网进行空气过滤,确保除碳器正常工作。过滤窗采用可拆卸式,工作一段时间后可取下来进行人工清洗,反复使用。工作原理是通过使用大面积过滤窗的气体缓冲室,空气流速较慢,使除碳风机入口空气质量得到改善,阻碍了灰尘进入,产品水水质稳定,延长了二级保安过滤器寿命,避免了增设繁琐的气体调压系统和众多的压力容器的管理,而且在生产过程中清洗方便。当空分装置或化学水装置需要调节时,可以很方便地进行调整。

4运行效果

锅炉给水脱碳风机净化系统改造以后,通过定期清洗滤窗上的滤网,产品水电导率稳定在0.1us/cm以下,硬度常规分析方法基本上监测不到,极大地保证了锅炉给水的质量。锅炉工作正常也使得该公司30余台汽轮机近几年来一直平稳运行,没有发生结垢现象,二级保安过滤器的使用寿命也由1个月延长到3个月以上,降低了生产成本。

[参考文献]

[1]中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局.工业锅炉水质:GB/T1576-2008[J].北京:中国标准出版社,2009.

[2]支苏丽.工业用水中电化学深度除硅的特性研究[D].天津:天津大学,2014.

[3]孙锋,潘大伟.水的硬度对反渗透膜结垢的影响研究[J].广东化工,2013,40(23):24-25.

[4]刘向朝,陈玉琨.反渗透系统保安过滤器滤芯污堵原因分析及处理[J].工业水处理,2016(6):99-102.

作者:李楷 张海全 单位:阳煤集团太原化工新材料有限公司

风机技术杂志责任编辑:陈老师    阅读:人次
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