20t锅炉除盐水方案.docx
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20t锅炉除盐水方案
20t/h除盐水处理系统
设
计
方
案
水处理设备有限公司
一.概述:
某某企业现有锅炉为燃煤锅炉,预计一年内改为燃气锅炉。
锅炉为20T/H,.压力为1.25mpa;现有60t/h的软水处理系统,用于炉补给水,由于原水碱度较大,造成锅炉排污量大,大量热能随排污水排出,热损耗较大.
现需进行改造,采用反渗透除盐工艺,以提高补给水的水质,减少锅炉的排污量,达节能的目的.
二.设计范围及原则:
1.进入除盐水站的水源为自来水,水质参数业主提供的自来水水质进行设计,其盐份的变化系数K≤1.2。
2.除盐水处理设施具有较大的适应性,应急性,可以满足水质、水量的变化,并考虑在突发或事故状态下的各种应急用水。
3.采用工艺具有可靠性,运行稳定,运转费用低,管理维护量特别小。
4.除盐水系统采取全自动控制的方式,系统采用PLC控制方式,CRT显示,留有业主DCS系统的通讯接口。
5.本工程设计范围为进入除盐水处理设施起至除盐水供水为止的除盐水工艺、设备、基础条件、建筑条件、电气等各专业设计。
三.规范及标准:
1)用水水质:
《工业锅炉水质》(GB/T1576-2018)的标准的进水标准;
2)GB/T19249-2003《反渗透水处理设备》
3)JB/T2932-1999《水处理设备制造技术条件》
4)SDDZ037《电厂水处理设备制造质量分等标准》
5)GB150-1998《钢制压力容器》
6)HG/T20677-1990《橡胶衬里化工设备》
7)TSGD0001-2009《压力容器安全技术监察规程》
8)JB3366《电站设备自动化装置通用技术条件》
9)GBJ236-82《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》
10)GB50235-97《工业金属管道工程施工及验收规范》
11)GB11920-89电站电气部分集中控制装置通用技术条件
12)GB4720-84低压电气电控设备
13)JB616-84电力系统二次电路用屏(台)通用技术
14)IEC144低压开关和控制设备的外壳防护等级
15)ANSI488可编程仪器的数字接口
16)NEMA—ICS4工业控制设备及系统的端子板
17)NEMA—ICS6工业控制装置及系统的外壳
四、原水水质:
序号
名称
数据mg/L
数据mg-N/L
1
K+
缺
缺
2
Na+
缺
缺
3
Ca2+
缺
缺
4
Mg2+
缺
缺
5
Fe
<0.05
--
6
铝
0.022
--
7
Mn
<0.05
--
7
Cl
1.1
8
NO3
缺
9
SO4
2
10
HCO3
缺
11
CO32-
缺
11
SiO2
缺
12
总硬度(CaCO3)
67.5
1.35
13
溶解性总固体
78
14
pH(25℃)
7.7
15
浊度
0.34NTU
16
色度
0
17
臭和味
无
18
耗氧量
0.2mg/L
五.反渗透装置进水要求:
序号
项目
要求
1
浊度(度)
<1
2
色度(度)
清
3
污染指数SDI
≤4
4
温度
15-35℃
5
化学耗氧量(以O2计)
<1.5mg/L
6
游离氯
<0.05mg/L
7
铁
<0.1mg/L
8
锰
<0.05mg/L
9
铝
<0.05mg/L
10
朗格利尔指数
LSI<0
11
硫酸钙溶度积
浓水<19×10-5
六.用水要求
1.系统设计产水量:
20m3/h。
2.用水水质:
《工业锅炉水质》(GB/T1576-2018)的标准的进水标准;
3.供水方式:
连续供水;
4.控制方式:
全自动运行
5.出水水质主要指标。
序号
项目
要求
1
总硬度(µmol/L)
≤0.03
2
PH值
≥7
3
系统脱盐率
≥97%
七.、除盐水处理工艺流程:
1.工艺流程:
凝絮剂
自来水→原水箱→原水泵→自清过滤器→管式混合器→多介质过滤器→
阻垢剂,自动加碱浓水回流
活性碳过滤器→管式混合器→保安过滤器→高压泵→反渗透装置→
冲洗水泵
除盐水箱→除盐水泵→主厂房
2.过滤器反洗工艺
原水箱→反洗水泵→多介质过滤器(或活性炭过滤器)
3.化学清洗流程:
人工加药→清洗水箱→清洗水泵→清洗过滤器→反渗透装置
八.各处理设施的水量分配表:
处理设施
单位:
t/h
水利用率
反渗透产水
20
75%
反渗透进水
26.7
钠离子交换器产水量
26.7
97%
钠离子交换器进水量
27.5
活性碳过滤器产水量
27.5
99%
活性碳过滤器进水量
27.8
多介质过滤器产水量
27.8
98%
多介质过滤器进水量
28.3
九.系统工艺要求及说明:
根据原水水质及反渗透进水条件,提出以上工艺流程。
本工艺由预处理、反渗透脱盐系统组成。
1.预处理系统:
预处理系统在工艺中主要用于去除原水中的大颗粒悬浮性有机物以及胶体,以确保反渗透系统的进水条件,预处理系统由:
原水箱、原水泵、管式混合器、PAC加药装置、多介质过滤器、活性碳过滤器,反洗水泵等组成。
1)原水箱:
原水箱用于原水的储存,在工艺中起调节水量的功能,原水箱需滤足多介质过滤器一次反洗的容量(23m3),选用有效容积30m3。
2)原水泵:
原水泵用于原水的提升,经提升后进入预处理系统,以保证多介质过滤器的进水压力。
原水泵在工艺中选用二台,一用一备。
3)PAC加药:
由于自来水中含有一定的悬浮物、不溶性有机物胶体等杂质,这些杂质往往带有一定量的同性电荷,它们相互排斥,难以自动聚集成大颗粒,凝聚剂(聚合氯化铝)是长链的高分子聚合物,在水中可形成带电荷的AlX(OH)y3X-y长链多功能基团,它具有压缩胶体双电层作用,同时对异性电荷也可以起到混合的作用,而且每一个基团都可以吸附水中分散的悬浮物、有机物、胶体等小颗粒杂质,使基凝聚成较大颗粒絮状矾花,便于过滤器去除。
PAC加药装置采用计量泵加药,加药点设在多介质过滤器进水母管上混合器前。
4)管式混合器:
管式混合器用于原水加药后的混合,使药液与原水混合均匀,混合器设计流速为1-1.5m/S。
5)多介质过滤器:
多介质过滤器工艺中用来去除原水中大颗粒的悬浮物,以保证出水的澄清度。
本工艺中用于反渗透装置进水前的预处理,防止大颗粒悬浮物进入反渗透阻塞膜元件。
6)活性炭过滤器:
在预处理系统中设置活性碳过滤器,在工艺中主要吸附水中的铁锰,有机物及余氯,以保证反渗透系统的安全运行
7)反洗水泵:
反洗水泵以满足过滤器系统的反冲洗流量。
2.反渗透除盐系统:
反渗透除盐系统由加碱装置、阻垢剂加药系统,管式混合器、保安过滤器、高压泵、反渗透装置、除盐水箱、RO清洗装置、RO冲洗水泵组成。
反渗透除盐系统在工艺中用于系统的除盐,同时去除大部的碱度,以减少锅炉的排污量。
1)加碱装置:
由于反渗透出水偏酸性,主要是水中的二氧化碳易透过反渗透膜组件,形成碳酸.
在反渗透前加碱是为了使水中的二氧化碳与碱生成碳酸氢根离子在反渗透中去除,确保反渗透出水PH值在7以上.
2)阻垢剂加药装置:
由于原水硬度较大,经海德能公司膜软件计算,浓水侧LSI(朗格里尔指数)大于0,浓水侧将发生结垢现象,因此在反渗透前应投加美国PWT公司的TitanASD200进口复合阻垢剂,经投加阻垢剂后浓水侧LSI在3.0的条件下不发生结垢现象。
该阻垢剂为树脂状分子结构,不含任何磷成份(在投药过量时不存在膜元件的微生物膜胀,较其它阻垢剂:
如美国清力公司的PTP复合阻垢剂更具有适用性及投加时的安全性),具有超强的阻垢特性及稳定性,不会自粘连,加药过量对膜元件无影响,可高效防止各种金属盐垢、胶体垢,同时对原水中COD<30PPm时反渗透膜的有机物污染也具有一定的抑制作用。
经美国PWT计算软件计算,阻垢剂TitanASD200的加药量为2.95PPm。
由于反渗透装置浓水测LSI=0.392,需投加美国PWT公司的TitanASD200进口复合阻垢剂,经投加阻垢剂后允许浓水测的LSI为3.0,同时可防止重金属铁、锶、钡等的硫酸盐结垢。
投加阻垢剂后,阻垢能力可达下列标准:
LSI可以由负值提高至3.0
CaSO4的饱和指数可达3.5倍
BaSO4的饱和指数可达75倍
SrSO4的饱和指数可达12倍
CaF2的饱和指数可达100倍
SiO2的饱和指数可达2SCR
总铁离子饱和浓度可达4mg/L
3)管式混合器:
管式混合器用于保安过滤器进水投加碱及阻垢剂的混合反应,混合器设计流速为1-1.5m/S,通过混合器的剪切作用使药液及水混合均匀。
4)保安过滤器:
保安过滤器设置在反渗透进水前,在工艺中主要用以拦截前级水箱中可能泄漏的机械杂质,以确保反渗透装置的安全运行。
选用过滤器滤芯精度为5um,截留大于5um的颗粒,5um的颗粒经高压泵加速后可能击穿反渗透膜元件,造成大量盐份的泄漏,同时可能划伤高压泵的叶轮,保安过滤器内的滤元采用聚丙烯喷熔工艺制作,过滤微孔具有:
孔形呈锥形结构;过滤效率高,可进入深层过滤;纳污容量大,使用寿命长;采用卡式结构,便于快速更换。
5)高压泵:
高压泵配套反渗透装置使用,在工艺中主要为反渗透系统增压,以克服膜元件的渗透压。
6)反渗透装置:
反渗透反渗透是一种借助选择透过(半透过)性膜的功能,以压力为推动力的膜分离技术,膜元件由反渗透膜导流布和中心管等制作而成,将多根RO膜元件装入玻璃钢耐压容器内,组成RO组件。
本装置是脱盐系统的关键,成熟的工艺设计、合理的控制、操作及管理,直接决定着系统的正常、稳定运行。
并关系到反渗透膜的使用寿命,经反渗透处理后的出水,去除了绝大部分无机盐和几乎所有的有机物,微生物(细菌、热源等)从而确保了本系统产品水的高质量、高品质。
完成预处理后的出水其出水由淤积密度指数SDI测试仪取样检测,当SDI值<3时,硬度小于0.03mg-N/L,即可进入RO系统,由高压泵增压后进入反渗透系统,RO出水一部分(除盐水)去除盐水箱,另一部分未透过水由管道汇集后成浓水(主要含有盐份、机械杂质、胶体、有机物等)随小部分未透过水排入下水道。
反渗透主体部件选用美国DOW(或海德能)公司生产的BW30-400(ESPA2-8040)低压芳香族聚酰胺膜元件,该膜元件属节能型低压膜,采用特殊结构的网格实现了低压差,易清洗,切流式端板增设排气构造,以缓解高压泵启动时对膜元件的冲击,有利于保护膜外壳,该膜元件是世界上先进的卷式RO膜元件,具有结构紧凑,产水量特别大(单支膜元件产水量可达1.0t/h),脱盐率高(单支膜试验数据>99.75%),操作压力低,耐细菌侵蚀性好,适用PH范围广(PH为2~11)的优点。
配套使用的膜外壳为的R8040C30S-4W(B)玻璃钢压力容器,适用于8040的膜元件4支组装。
反渗透装置设计产水量为20t/h,在系统中设二台,一用一备,单套反渗透膜元件按4:
2排列,一级二段,反渗透系统选用玻璃钢压力容器共6支,选用高压泵为格兰公司的立式多级泵。
反渗透装置在水质分离过程中无相变,脱盐率高,体积小,易于自控运行,适应范围广,无环境污染,我公司选用的超低压膜不仅动力消耗小,且产水量大,脱盐率高。
7)清洗装置
清洗装置由精过滤器,清洗水泵,清洗水箱等组成,在工艺中主要用于反渗透系统的化学清冼,以恢复膜组件的产水通量。
8)冲洗水泵:
冲洗水泵用于反渗透系统的停机冲洗,以防止浓水侧处于亚稳状态的碳酸钙垢形成集机结垢。
十.设备配制清单:
序号
名称
规格
单位
数量
1
原水箱
5000×2000×3500
只
1
2
原水泵
CDL32-30-2,N=5.5KW
Q=71t/h,H=33m
台
2
3
反洗泵
CDL150-10,N=15KW
Q=136t/h,H=20m
台
2
4
自清式过滤器
Q=60t/h(原有)
套
2
5
混合器
DN100X700
套
2
6
多介质过滤器
∅2000(利旧钠离子)
台
1
7
活性碳过滤器
∅2000(利旧钠离子)
台
1
8
保安过滤器
∅220X1500,Q=27t/h
配5um滤元
套
2
9
高压泵
CR32-10,N=18.5KW
Q=30t/h,H=145m,
套
2
10
反渗透装置
JFS-1/20,Q=20t/h
套
2
/
压力容器
R8040C30S-4W(B)
支
12
/
膜元件
ESPA2-8040
支
48
11
清洗装置
JS-2.0
套
1
/
清洗水箱
Φ1330×1620
N=10KW,V=2000L
只
1
/
清洗水泵
CDL42-20-2,N=5.5KW
Q=40t/h,H=32m
台
1
/
清洗过滤器
∅350X1600,Q=40t/h
配2支5um滤元
套
1
12
除盐水箱
4000×2800×2400(原有)
只
1
13
冲洗水泵
CDL42-20-2,N=5.5KW
Q=40t/h,H=32m
台
1
14
加碱装置
JOH2/1-3.8/0.76
台
1
/
加碱搅拌箱
Φ570×850,V=200L
N=0.37KW
台
1
/
加碱泵
P756-Y,N=22W
Q=3.8L/h,H=76m
台
2
15
凝聚剂加药
JNY2/1-3.8/0.76
台
1
/
加碱搅拌箱
Φ570×850,V=200L
N=0.37KW
台
1
/
加碱泵
P056-Y,N=22W
Q=3.8L/h,H=76m
台
2
16
阻垢剂加药
JPY2/1-3.8/0.76
台
1
/
加碱搅拌箱
Φ570×850,V=200L
N=0.37KW
台
1
/
加碱泵
P056-Y,N=22W
Q=3.8L/h,H=76m
台
2
17
系统仪表
详见附表1
套
1
18
填料及滤料
详见附表2
套
1
29
系统阀门
套
1
20
电气及控制
套
1
21
系统管道
DN150~DN50
套
1
22
系统管道
DN100~DN20
套
1
23
管道附件
DN100~DN20
套
1
附表1、系统仪表清单:
序号
名称
型号规格
单位
数量
备注
1
差压式液位计
EJA-210A
套
1
原水箱
/
差压式液位计
EJA-210A
套
1
除盐水箱
2
液位开关
LF81EEM
开关量输出
套
3
各加药箱
3
电导率仪
3-2820/1P
0-1000us/cm
套
1
RO总进水
/
电导率仪
3-2819/1P
0-100us/cm
套
2
RO产水
4
高压开关
JS-230
0-2.5MPa
套
2
高压泵出口
/
低压开关
JS-206
0-0.6MPa
套
2
高压泵进口
5
流量变送器
3-9900/1P
套
1
RO总进水
/
流量变送器
3-9900/1P
套
2
RO产水
/
流量变送器
3-9900/1P
套
2
RO浓水
/
温度变送器
3-8350/1P
0-60度
套
1
RO进水母管
6
SDI仪
SDI-III
套
1
过滤器出口
7
就地压力表
Y-100,0-1.0MPa
配不锈钢仪表阀
套
2
原水泵出口
/
就地压力表
YP-100F,0-1.0MPa
套
4
保安过滤器进出
/
就地压力表
YP-100F,0-1.0MPa
套
2
清洗过滤器进出
/
就地压力表
YP-100F,0-1.0MPa
配仪表球阀
套
1
冲洗水泵出口
/
就地压力表
YP-100F,0-1.0MPa
配仪表球阀
套
1
反洗水泵出口
15
就地流量计
LZS-65
16-60t/h
套
1
冲洗水泵出口
/
就地流量计
LZS-65
16-60t/h
套
1
清洗装置出口
附表2、填料及滤料:
序号
名称
型号规格
数量
单位
制造商
1
石英砂
0.5-1.0mm
4.8
吨
厂商配套
2
无烟煤
1-3mm
1.2
吨
厂商配套
3
活性碳
101果壳型
3.3
吨
厂商配套
十二)运转费用
1、主要用电设施
序号
名称
单机功率
(KW)
装机功率(KW)
平均小时
运行功率(KW)
数量
使用情况
1
原水泵
5.5
11
5.5
2台
一用一备
2
PAC加药泵
0.022
0.044
0.022
2台
一用一备
3
PAC搅拌机
0.37
0.37
0.01
2台
2天开1小时
加碱泵
0.022
0.044
0.022
2台
一用一备
4
加碱搅拌机
0.37
0.37
0.01
2台
2天开1小时
5
反洗水泵
15
15
0.16
1台
每天开15min
6
阻垢剂加药泵
0.022
0.044
0.022
2台
一用一备
7
阻垢剂加药搅拌机
0.37
0.37
0.01
1台
2天开1小时
8
高压泵
18.5
37
18.5
2台
一用一备
9
清洗水泵
5.5
5.5
0.01
1台
90天2h
10
清洗加热器
10
10
0.01
1台
90天2h
11
冲洗水泵
4.0
4.0
0.00
2台
不定期
12
除盐水泵
7.5
15
7.5
2台
1用1备
13
合计
2、公用工程消耗(年运行8000小时)
公用工程消耗表(每天按24小时运行)
序号
名称
规格
每天用量
单价(元)
金额(元/天)
1
耗电量
380V/50HZ
762.6KW
0.5
381
3、药剂消耗
药剂运行消耗表
序号
名称
药品规格
投加量ppm
平均每天
用量(Kg)
单价(元)
金额(元/天)
1
PAC
液体有效
成份10%
3
1.92
2.0
3.84
2
阻垢剂
TitanASD
200液体
3
1.92
50
96
3
氢氧化钠
30%
25
16
0.8
12.8
4
合计
112.64
4.运行费用
运行费用计算表
序号
名称
单位
金额(元)
1
公用工程消耗费用
元/天
381
2
药剂消耗费用
元/天
112.64
4
合计
元/天
5
处理出水量
480吨/天
6
吨水处理成本(不包括人工费、设备折旧、原水费用)
元/吨
1.028
全自动运作
由于采用了电脑在线监控,实现了连续运行和再生工艺的全自动运作。
全程不受人工干扰,不会发生工序操作的提前或滞后。
而且,各工序的切换几乎是同步进行的,因此,整套装置准确、可靠、高效;省水、省盐、省电、省人工。
制水成本极低。
技术先进、运作平稳
整套装置用一个配有定时器的多路通阀集中运作,配以现代化的微电脑调控系统,系统安全可靠,故障率低、科学化管理程度明显提高。
电脑还具有自动调整补偿剩余水量的特定功能,使之保持运行的最佳点。
如:
可将再生时间设在半夜两点,避开高峰。
再生时,电脑可自动预算过去七天中系统平均制水量并和当前剩余量对比判断,再作出是否发出再生指令。
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- 20 锅炉 盐水 方案