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解决鄂钢焦化冷却器组阻垢、除垢问题 技术方案 湖北铂润时代物质有限公司 运用电子式自动水处理装置 解决鄂钢焦化冷却器组阻垢、除垢问题 技术方案项目名称:运用电子式自动水处理装置物理法阻垢除垢的新技术应用甲 方:武钢集团鄂钢焦化公司 乙 方:湖北铂润时代物质有限公司签订地点 鄂州签订日期 2015年 月日项目名称:运用电子式自动水处理装置物理法阻垢除垢的新技术应用一、阻垢除垢的设计条件鄂钢焦化厂 车间,贫油冷却器一组,共计四个同类型冷却器。用于冷却贫油冷却器产品。因结垢每年停机清洗34次,特别是夏季结垢更快。 供水条件: 四个冷却器构成一组冷却器组,由DN200管道提供冷却水,四个冷却器同时工作时,流量为180m3/h,冷却器附近水压34公斤。水源取自厂内3200 m3/h大循环水系统。大系统进行投放阻垢剂、杀菌灭藻剂、缓蚀剂对水源进行处理。 冷却器结构:螺旋板换热冷却器结构为同心园式,冷却水道与被冷却高温介质依层相间;冷却水从最外层进入,从中心流出,进入冷却水管径为120mm。 螺旋板冷却器内部结构,层间高度为5mm, 长度为1.21.5米,冷却水由管道进入冷却器后水头由 水头从管道内流岀的束射状,进入冷却器散射状流状变成层流状, 在流量变化不大条件下,水头冲击力与剥离力大大减弱。 冷却水进入水温在35左右,出口水温在60左右。 被冷却介质(贫油)进入温度85左右,出口温度45左右(以上温度参数只是估计,请甲方修正)。冷却水为循环水,其浓缩倍率是个波动数,有时会出现钙离子浓度高概率, 冷却水中有时流入被冷却介质(对冷却水称为杂质)。 目前现状:每年停机清洗除垢时, 从冷却器进口、出口有较厚垢层, 垢层表面呈坚硬状,垢层下面有大量金属腐蚀物和杂质混合物。 处理方式,用几十公斤水头冲洗; 同时对单个冷却器构成小循环,用稀硫酸进行反复清洗。如遇单个冷却器因结垢堵塞,需临时停机清洗。在以上冷却器结构状况、被冷却介质与冷却水之间较大温度差,大的热量是需要大热流密度冷却水带走热量,冷却水增加热流密度只能从降低水温、增加流速、等方面解决。为达到大的热流密度需要大的温差,因此高温介质的温度在换热器冷却水侧器壁面的附近形成的高温局域,局域内冷却水因温差相应有一个大的浓度差(此局域很薄,但温度接近高温介质温度),溶液在此局域区内过饱和,有利于晶核生成和生长。 加上水中钙离子浓度波动,某一时间段碳酸钙垢在器壁上析晶,坚硬垢层只会增加,不会剥离减少。在通常运行中在三个月时间水侧因结垢而热阻增加,从设备台班记录上就可以看出检测温度向上波动, 冷却器刚刚酸洗后,贫油从冷却器出来温度(水温设定不变)。 运行三个月,高温焦油从冷却器出来温度的记录就可看出。当金属表面附着有水垢或水渣时,在下面会发生严重的腐蚀,称为垢下腐蚀。首先,由于沉积物的传热性很差,沉积物下金属器壁的温度升高(换热器器壁温度较高),渗透到沉积物下面冷却水发生蒸浓,浓缩的冷却水由于沉积物的阻碍,不易和上面冷却水混匀,其结果沉积物下各种杂质和渗透溶液的浓度变得很高,其水质与浓缩前完全不同,沉积物下浓溶液会具有很强的侵蚀性,使金属遭到腐蚀。当冷却水中有某些侵蚀性较强的杂质,会促进沉积物下的腐蚀进一步。沉积物下浓溶液的pH值会随浓溶液和各种杂质化合物性质大幅波动,形成碱性或酸性腐蚀。当夏季,环境温度大于20以上时各种藻类、菌类等微生物有了生成条件,其分泌粘液,生物的代谢产物及其腐烂物等。其特点,大多数藻类是广温性的;细菌是多种的,不可能用单一毒性的药剂控制。 污垢也是金属腐蚀原因之一,其导热性很差。以上客观存在的情况,在连续23个月后冷却器换热效果因结垢而劣化,因结垢与杂质存在产生严重垢下腐蚀。设备内漏使产品质量波动,无法稳定; 突发性、无法控制的故障性停机时有发生,严重影响设备的使用率、生产效率。原冷却水系统状况,是无法稳定、长期、有效解决以上问题, 冷却水系统不可知杂质无法控制, 水质波动性存在, 投药实效性波动是长期客观存在。二、解决方案:使用电子式自动水处理装置解决冷却器组(4台)严重结垢问题 电子式自动水处理装置, 是运用物理法对冷却水进行有效处理, 在水系统原方式运行不变条件下同时投运水处理装置, 经处理后水, 冷却器器壁上结垢速率大大缓慢,并能在1年以上时间始终平稳、不波动,始终在较好换热效果范围内,特别是保证整个高温季节(510月)冷却器换热效果在正常范围,并能满负荷工作。在整个高温季节,长达6个月时间冷却器换热效果提高,并平稳。 这是单纯投药法无法保证的。 1.2.1 工作原理乙方提供的电子式自动阻垢除垢水处理装置,简称水处理装置。该设备采用让流水以一定流速切割磁力线的方法,使水中各种分子、离子获得一定的磁能而发生形变,破坏其结垢能力,以达到防止水垢产生目的。经水处理装置处理后的水由大分子团变为小分子团,小分子团的水能使老垢变松软,水流的冲击力使老垢冲刷掉。水处理装置(水处理装置由电控柜、水处理器、能量转换器三大部分组成)设计上只对水中的钙离子、碳酸根离子(仅只对这二种离子)进行有效处理。水处理后碳酸钙分子、碳酸根离子与钙离子的性质没有改变,仅是形态变化,破坏钙离子、碳酸根离子析晶条件,同时改变水分子由聚集缔合的大分子团形态。 1.2.2 现场解决方案根据到甲方进行现场调研,在给四个冷却器供水的DN200管道的旁路安装225型电子式水处理装置一套, 对水处理装置后4个冷却器用水进行处理。三、技术要求 1、甲方拟定在DN200管道安装一套200型电子式自动水处理装置(以下简称装置)并附水处理装置现场3D效果图,2、乙方装置应按照现有管道尺寸、现场安装条件设计制造, 装置与管道安装,乙方应设计安装图,交甲方认可,设计、安装应满足现场生产需要。(水处理装置设计3D效果图附后) 3、装置的主要技术指标:工作压力1.0Mpa;单台主机电功率5060W, 整个水处理装置含8台主机,总电功率400500W;主机工作电压 Ac 220V10 50HZ工作环境温度 60工作方式 连续工作(每天24小时连续工作)装置正常工作时间10年。4、对冷却水系统要求: 冷却器中冷却水应连续24小时流动运行(保证冷却器水道中有0.9m/s 流速),不能每日只工作几小时,其他时间为静止水,这是物理法水处理不适应的; 器壁上的垢块成分中(不是指冷却水),碳酸钙比例应75%(此新技术仅对碳酸盐类垢有效,);此条为国标上指明。5、投运方式, 在原运行条件下,同时投运电子式水处理器装置。 同时要求电子式水处理装置投运前,因冷却器内供水换热管通水截面积60%,尽可能保证冷却器内流水的流量、流速,保证流水最小冲击力。从运行参数可以推算出换热管内部垢层厚度, 换热管截面积太小(不足50%)时需人工清洗后再投运水处理装置。 6、装置投运后,不能因装置影响冷却水正常输送, 不能降低系统出力,不能增加系统阻力。不能对系统管道、阀门等造成电化学腐蚀。7、 装置保护范围,DN200mm管道后(装置后)4台冷却器、8、 水处理装置应可靠接地。四、 供货范围电子式自动水处理装置一套主要设备含:辅机(水处理器)一套,型号分别为:XXX-DS-225X8-1.0- 水处理器(辅机)主机(电控器)8台;电极(能量转换器)8套标准电控柜总成 2台;随机资料:安装、操作说明书等。五、 电子式自动水处理器装置的阻垢、除垢效果检验 以电子式水处理装置投运后开始计时检测。一)、12个月(水处理装置投运后),冷却器出口高温介质温度开始停止升高。 3个月,冷却器出口高温介质温度开始下降。 6个月,冷却器出口高温介质温度下降到某温度,并稳定(原冷却器换热管、进水口垢层较厚是,时间延长810个月,含除垢时间问题)。 以上所有时间段检测温度应与原时间月份、同时间段对比二)、 对温度不正常进出水口进行拍照,存档。运行10个月后拍照对比。六、 乙方承诺 若甲乙双方共同确定该装置无效,乙方负责无条件拆除装置。
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