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某铝厂氧化铝厂空压站、二分解循环水系统

2020-10-29 11:10

一、项目状况(现状、存在的问题)

1氧化铝厂空压系统循环水分为空压站和沸腾炉冷却两套系统。空压系统 1﹟有三台离心式空压机,2﹟有7台活塞式空压机,共用一个分支循环主管道供水,管径为DN400;往沸腾炉的分别有两根DN250管道供水。补充水质硬度较高,水中悬浮物较高,容易造成系统结垢,影响换热效率,增加能耗;而且每年还需要投入大量的维修及易损易耗零部件的费用,严重时造成空压机停车直接影响正常生产。由于水质硬度高,冷却器结垢较严重,冷却效果下降明显,空压机的性能不稳定,出现二级排气温度超标就需要停车清洗,每年至少清洗两次。而且冷却器反复清洗后寿命下降,换热效果降低,每隔3年就需要更换,维护费用很大。

2、氧化铝厂二分解循环水系统有两个分支循环主管道:管径DN400,通往精液板式换热器;管径DN500,通往中间降温和宽通道板式换热器。循环水质碱度较高,水中悬浮物较高,容易造成系统结垢,影响换热效率,增加能耗;而且每年还需要投入大量的维修及易损易耗零部件的费用,清洗时停车直接影响正常生产。每年至少清洗6次。而且冷却器反复清洗后出现腐蚀通漏,使用寿命下降,换热效果降低,维护费用很大。

循环水水质检测指标:                                                                                                  

 

某铝业公司分析测试中心

分析报告

Q/CHALCO-xxxxxxxxxx-xxxx

 

2011字第xx-xx

   委托单位:安环部

   来样时间:2011年6月8日

样品名称及编号

检测项目(mg/L

pH

悬浮物

硬度

总碱度

电导率

二分解循环水

9.94

225.33

5.36

419.8

1.52mS/cm

空压循环水

8.50

149.67

286.78

83.96

1.36mS/cm

分析员:胡梅,魏玲,翟宁,孙晓雁

审核:韦延慧

 

二、冷却器除垢、防垢的实际意义

1)提高换热效率,节约能源换热器结垢后,设备传热效率将降低,造成大量的能量浪费。垢层的热导率与铜相比很小(见表2-1),在维持正常生产过程中,水垢越厚,能耗越大(见表2-2),水垢一起相当大的传热损失(见表2-3),因此,清洗除垢能提供换热效率,节约能源。

表2-1      金属与垢层导热系数的比较

 

名 称   

   导热系数(W/m.K

铜    

218~385

氧化铁垢    

0.1163~0.2326

硅酸盐水垢

0. 05810~0.2326

硫酸盐水垢    

0.5814~2.9100

碳酸钙(镁)水垢     

0.5814~6.980039jSA58145858

 表2-2    水垢厚度与能耗的关系

 

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   水垢引起的热传损失

 

水垢厚度/mm

传热损失

硬度Caco3

软质Caco3

硬质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)延长设备使用寿命对于换热设备,由于结垢使导热性能下降,管壁温度升高局部过热可能产生爆裂等事故。因此,对换热设备的清洗可降低管壁温度,有效避免爆管事故,延长设备使用寿命。

3)提高生产效率和质量积垢不仅给设备工作效率和俺去带来严重影响,而且给生产系统造成很大不利。积垢可使产品质量下降,纯度降低。因此,清洗对提高生产效率和产品质量具有重要意义。

4)减少经济损失结垢造成的经济损失是巨大的,给设备进行及时清洗可以减少经济损失,取得的更大的经济效益。

5)水垢的主要危害

降低交换器的换热效率,造成能耗的增加,此外当水垢出现在工作流体(冷却水)侧时,会引起冷却水的流量不足和压力降低,严重时造成停产。研究发现,换热器中的水垢厚度在0.3mm时,其热交换的效率降低21%,表1列出的是换热器管壁水垢厚度与热交换效率的关系,由表1可以看到,当水垢厚度达到1.6mm,其热损失高达75%以上,这表明水垢对热交换器的性能影响是相当严重的,为了能使热交换器工作性能正常,定期进行清洗,彻底清除水垢是必要的。

6)减少冷却水耗量

空冷器除垢后,冷却水的利用率大大地提高,冷却水耗量大大地降低,因此,减少了空冷器对冷却水流量和压力供给的需要。

三、解决方案及投资预算:

由于冷水系统为敞开式,冷却塔内水份大量蒸发,系统浓缩倍数不断升高,结垢趋势增大,再者水流经过冷却塔时与空气发生传热传值过程,藻类、菌类、灰尘、氧气等进入系统,由此可见,结垢杀菌是影响循环冷却水处理效果的两大问题。因此我们建议:

1、空压系统选一台空压机进水母管DN80mm上采用一套英国净元电子感应水处理器处理(型号:JYQ221-L3A80),延缓中冷器、后冷器的结硬垢速度在2~3倍以上。

冷却器检修周期比过去延长2~3倍以上。中冷器和后冷器的更换可延长到4~5年以上,中冷器和后冷器的寿命比以前延长2倍以上,可节约大量的备件和检修费用。

2、二分解系统为了防止结垢,我们根据系统情况推荐在循环水主管道分别安装使用英国净元广谱感应水处理器共两套(型号:JYQ381-L3A500 \ JYQ361-L3A400),延结硬垢速度在3倍以上。冷却器检修周期比过去延长3倍以上。压缩机等换热设备维护周期延长3倍以上,可节约大量的备件和检修费用。

 

华彦邦    

设备安装图

 

华彦邦

设备安装图