闭式循环水系统实施方案()公司论证定稿文件(DOC).doc
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1、自贡硬质合金有限公司纯水闭式循环水系统项目实施方案动力分厂二一年五月自贡硬质合金有限公司纯水闭式循环水系统项目实施方案一、 原高品质循环水系统存在的问题1、现有系统水质不能满足新增真空炉、低压炉等“贵重”设备对水质的要求原高品质水系统是开式循环水系统,用自来水作为补充水,存在许多外部因素对水质污染的问题。 开式冷却塔在冷却循环水的时候,需要大量的空气与水直接接触,在冷却过程中,空气中的杂质对水造成污染; 系统的热水池、冷水池都是利用原来的闲置水泥池子,水流动造成池壁泥砂脱落,污染水质; 开式系统与阳光接触,容易滋生菌类等微生物,污染水质; 用户端采用生产水作为应急水源,高品质水与生产水之间用阀
2、门直接连接。由于用户倒阀误操作、阀门质量(阀门往往不能完全关闭),生产水压力高于高品质循环水的压力,导致生产水极易串入高品质循环水系统中等原因,造成对水质的污染; 作为补充水的自来水,其水质指标也不能满足要求,经循环浓缩后其水质状况更差。因此,造成高品质循环水水质不能满足公司引进的PVA炉、压力炉、真空炉的水质要求。下表是PVA炉的水质要求与高品质水水质对比表:PVA炉水质要求与原高品质水水质对比表序号项 目单位PVA炉水质要求原高品质水水质1浊度ppm6.253.22PH值7-7.87.23氧含量mg/L2未测4硬度dH8-10315游离二氧化碳mg/l8-15未测6氮化物(NO2)mg/l
3、10未测7硫酸盐mg/l50133.728氯化物mg/l5082.669锰mg/l0.1未测10高锰酸钾消耗量mg/l25未测11铁mg/l0.2未测从上表水质情况分析对比看出,目前高品质循环水的硬度、硫酸盐、氯化物等指标严重超出PVA炉水质要求,水的硬度是造成热交换设备管壁结垢的主要原因,水中硫酸盐、氯化物等酸性物质,是造成管壁腐蚀的主要原因。因此,以PVA炉水质要求作为本次高品质循环水系统改进的标准,可解决公司真空炉、压力炉等“贵重”设备炉体冷却套结垢堵塞、腐蚀严重的问题。2、系统安全保障能力不足原高品质水系统没有储水池,应急保障能力差,遇上突然停电等突发事件,容易造成断水,目前采取的措施
4、是用阀门与生产水连接,停电后供应生产水,即靠人为补救方法,如值班人员疏忽或反应迟钝也可能造成断水事故。3、实际用水量日益增加,已超出系统原有设计能力。原高品质水系统设计能力500t/h,根据09年统计,高品质水系统平均供水量510t/h,最大量610 t/h,只能靠降低压力来勉强维持流量的需求。二、解决方案在原有高品质循环水系统的基础上,建设纯水闭式循环系统解决上述三方面的问题。 设备冷却水闭式循环系统,是目前世界上最先进的一种循环水冷却方式,它的关键技术,“闭式冷却塔”是于1997年以后从国外引进,最早的一台闭式冷却塔诞生于无锡维奥公司。 闭式系统的主要优点: 系统水质不受空气污染; 系统水
5、与阳光隔绝,不易滋生微生物等污染水质; 系统水量无蒸发和风吹损失,补水量极少,具备利用纯水作为补充水的条件。 目前,许多企业的“贵重”设备,大多采用纯水(或软水)闭式循环系统。 株洲硬质合金集团公司于最近建成了较大的两套闭式循环系统。一套安装在型材厂,设计流量是200m3/小时,主要供该厂的低压炉和真空炉冷却用;另一套安装在大制品厂,设计流量同样是200m3/小时,也是供该厂的低压炉和真空炉冷却用。而大制品厂另外有一套开式循环水系统,只作为除低压炉和真空炉以外的设备冷却用。1、采用闭式循环系统解决水质的方案A、循环水中离子的控制闭式循环系统采用纯水作为补水,水中不含有害离子(相对而言,用普通的
6、化学分析方法分析不出)。同时,系统基本不与空气接触,空气中的杂质进入不了系统。除剥离的污垢和溶解的杂质外,不会由于水体蒸发产生浓缩。因此,水中有害离子能够得到有效的控制。B、循环水中微生物的控制闭式循环系统中冷却水不接触空气、不接触阳光,菌类产生的条件不具备,能够大大减少微生物的生成量。C、系统运行前处理为保证系统水质,在纯水闭式循环系统投入使用前要对系统管道、设备进行除锈、清洗和预膜处理。D、水质的稳定纯水作为闭式循环系统水源,对于抑制微生物的生成、硬垢软垢的生成、以及有害离子的侵入有很好的作用,但纯水里存在溶解氧,具有一定的氧化性,容易促使金属表面锈蚀,并形成微生物繁殖基壤,运行中需要根据
7、水质状况加入适量的防腐剂、杀生剂等药剂,以维持水质的稳定。2、系统安全保障能力解决方案A、同品质双回路(双头)供水 原高品质水系统的供水和回水主管,都是采用的玻璃钢管,管道的质量和安装的技术要求完全一样,从2004年初使用至今,一直保持完好,能够将它的回水管调整为供水管,作为双水源的供水管道(互为备用),从系统到用户都是两根管道供水(应急水源,互为备用),其中一根出问题可以停下检修,而另一根保持供应状态,能够保证用水设备的需要,又避免了其它水源串入污染水质。 闭式循环系统只新增一根闭路回水管即可,根据用水设备安装的地势,设计和优化回水管的走向,大限度地降低用水设备的背压,将各单位回水依次接入,
8、回到“零背压回水箱”。 株硬公司闭式循环水系统的补水、应急水源全部为自来水,不存在水源串接问题。 系统管路基本采用不锈钢,其管道腐蚀、爆管的可能性较小,应急水源主要向系统主管道补水,且应急水源设有高位水池。B、非电情况下的应急保障在紧急停电时,方案设计了两种应急措施:措施一:采用1台630 t/h柴油自动应急水泵,在停电时,水泵得到信号启动供水,保证了输送的连续性和水质不受破坏。 据了解,在采用闭式循环水系统的单位,为保证系统水质,基本均采用自动应急泵作为非状况下的应急方案。措施二:将自来水作为整个闭式系统的应急水源,通过自来水紧急补水阀和倒流防止器向系统补水,保证用户不断水,正常后将系统的自
9、来水进行置换,停产检修时全部更换,它的缺点是一次断水会破坏整个系统水质,而置换时间较长,但出现的机会非常少。3、系统用水量增加解决方案闭式循环系统动力由3台144 t/h、2台374 t/h、1台468t/h、1台630 t/h应急泵共7台不同型号组成的水泵提供(见以下说明)。且水泵除柴油应急泵外,都是利旧,这些水泵能够组成不同的供水量级,供用户需要,通过新增用户保障管线,保证单台生产炉子得到足够的冷却水量。由于利用原有系统以及冷冻水系统取消后的闲置水泵,水泵型号、流量、扬程不同,需要安装变频器进行压力控制,既稳定系统压力,同时又起到节电效果。三、 闭式循环水系统设计1、设计水质标准闭式系统的
10、水质标准,按照前面提出的进口PVA炉提出的水质标准进行设计。2、设计水温根据目前真空炉、低压炉结构特点,闭式系统设计供水温度32。3、设计水量随着公司生产的发展,真空炉、低压炉等设备的广泛使用,用水量日益增加,现据主要合金分厂真空炉、低压烧结炉“十二五”期末的规模作为参考,确定闭式系统的水量。下表是公司现有设备冷却水量和十二五期间需增加设备的冷却水量表:公司现有设备冷却水量和十二五期间需增加设备的冷却水量表序号单位现有设备水量(t/h)十二五期间预计增加设备水量(t/h)1刀片石蜡单体真空炉5台双体真空炉12台双体低压炉1台7530025SJ-500真空炉1台低压烧结炉1台2525小计4005
11、02刀片橡胶SJ-500真空炉1台253矿用分厂SJ-500真空炉4台ALD500低烧炉2台10040SJ-500真空炉1台低压烧结炉1台2525小计140504耐磨分厂ZYL-500真空炉4台ZYL-300真空炉3双体150真空炉1台单体100真空炉1台单体500压力炉1台单体300压力炉1台1004513101513SJ-500真空炉台25小计1965混合料喷雾干燥塔4台1006技术部压力炉1台真空炉1台PVA炉1台151315真空炉1台25小计43合计904100十二五期间末总水量: 1054以上设备的同时开动率按80%计算,设备的循环水量为:105480%=843.2(t/h),因此,
12、此次纯水闭式循环水系统按照850t/h进行设计。4、闭式系统工艺路线A、工艺流程图系统为纯水闭式循环系统,在原有高品质循环水系统的基础上,以纯水作为循环介质,主要采用闭式冷却塔进行热交换,并完善水处理手段,达到PVA炉的水质要求(见如下工艺流程框图)。纯水闭式循环水工艺流程框图纯水防腐剂应急排水柴油泵自来水冷却循环泵集水池封闭式冷却塔循环泵零压回水箱生产水系统耐磨刀片橡胶原矿用分厂刀片石蜡混合料分厂新矿用分厂防倒流器高精过滤器分水缸B、工艺流程说明闭式系统:闭式系统采用纯水循环,纯水通过管路自动向集水箱里补水,集水箱里的纯水通过循环水泵加压至闭式冷却塔,经过冷却后,大部分进入过滤器旁虑,并通过
13、分水缸和水表计量后进入用水设备;另一部分,利用现有条件,从闭式冷却塔冷却后的水,经水表计量,进入用水设备。两路水将用水设备的热量带走,经回水管集合到集水箱,再由循环水泵加压进入闭式冷却塔,这样不断循环往复。为了系统应急(一般不用),再从厂区自来水主管上,通过倒流防止器,接到闭式系统循环水泵的总出水管上,并将闭式系统的排水总管接到厂区循环水大池,当系统换水或使用应急水时,排入循环水大池。5、主要设备设施配置A、水力平衡计算水泵到冷却塔的管路损失0.02 Mpa冷却塔到分水缸的管路损失为0.02MPa落差损失:泵出口到用户设备基本高度相差不大,考虑泵在地下室,取落差损失0.02MPa。水泵额定扬程
14、取平均0.42MPa分水缸到各用水单位的管路压力损失表序号单位流量(t)管径(mm)长度(m)压力损失(MPa)1刀片石蜡线450DN3003100.0392矿用(耐磨搬迁)190DN2501600.0253耐磨、刀片橡胶246DN2003000.0364钼车间(新矿用)190DN2002500.0335混合料100DN2004000.031平均0.033通过以上数据,可以看出到刀片石蜡线管程损失最大,那么到达刀片石蜡线的压力=0.42-0.02-0.02-0.02-0.039=0.321Mpa,相对于现高品质循环水刀片压力0.25Mpa(现场压力)左右,闭式系统供水量更能满足刀片生产的需要,
15、其他分厂到站压力肯定比刀片分厂还高,因此能够满足各分厂生产需要;如果在运行过程中其他单位压力过高,可调节分水缸出水阀开度降压。另外,经计算只要水泵运力足够,现有各单位支管管径已能够满足各单位用水量需求,比如耐磨DN200单管道输送能力达到226吨/小时,采用双管供水主要出于安全考虑。B、水泵配置根据前面确定的闭式循环水量为850t/h,选择水泵如下表:序号名 称规 格数量功率KW流量t/h扬程M备注1水泵(7#-5#)150S50A33014440利旧2水泵(4#)KQL200400A17537444利旧3水泵(3#)ISW200400A17537444利旧需重装4水泵(2#)KQSS250/
16、65A111046854利旧需重装5自动应急柴油泵(1#)KSTPOW200-410C115063042.5新置以上水泵大多数利旧,多台运行可满足用户最大水量的要求,兼顾不同流量级别搭配,不同水泵组合可满足用户不同的流量要求。最大供水量可达1648 t/h,除去两台备用水泵,极限最低供水量可达1036 t/h,完全可满足系统用水量需求。系统配置一台变频器,稳定并调节系统压力。系统配置一台630 t/h柴油泵,作为非电情况下应急动力。所有闭式循环泵出水阀均采用“多功能水泵控制阀”,以利水泵经济运行,也达到降噪,减震的作用。C、闭式冷却塔配置闭式冷却塔,又被称作“密闭式冷却塔、蒸发式冷却器、蒸发式
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