锅炉水处理缓冲水罐加温系统的研究与应用

李树森　丁翠红　何显龙　张铁柱

摘要：通过测试和实际使用研究，对原有的锅炉水处理原水供水加温系统进行了研究与改造，采用蒸汽盘管预热、冷凝水内部回流、温度反馈控制调节，使得原水供应温度能够得到可靠的控制，改造后的加温系统，操作简便，控制可靠稳定，大大降低了蒸汽使用量和水处理的成本。

关键词：蒸汽伴热；温度反馈；冷凝水回流；透气孔；水处理渗透膜

中图分类号：TV111

文献标识码：A

文章编号：1009-2374(2009)17-0040-02

大港油田煅烧焦厂使用的锅炉供水水源来自于本厂的一个小型的水处理站，该水处理站把工业用自来水经过处理输送给余热锅炉使用，设计处理能力产成水90吨／小时，水处理反渗透膜的正常工作要求：自来水进水温度要求控制在15℃～25℃。高于这个温度和低于这个温度都会使产水能力和水处理渗透膜寿命大大降低。在冬天为了保障水处理站进水温度，原设计采用了一套简易的板式换热器进行自来水升温，由于换热器容量比较小，在实际使用过程中存在着温度控制不稳定、忽高忽低，严重降低了反渗透膜的使用寿命和水处理的产水能力，使用这种加温系统在冬天实际产水能力不到50吨，这严重影响了锅炉的正常运作。

一、方案研究

(一)原自来水加温流程

这种方法靠手动调节板式换热器蒸汽进气量来调节自来水的加温温度，由于板式换热器本身容积很小，受到蒸汽压力、自来水进水压力等波动影响大，输出水温很不稳定，经常出现温度超温现象。

(二)改进后加温工艺流程

1、流程简图：

2、主要改造原理。(1)在罐底部增加蒸汽盘管作为加温主要热源，进口增加蒸汽电动阀门(控制蒸汽进气量)，产生的冷凝水在罐顶部回流入水罐顶部液面，作为辅助热源，同时避免了冷凝水的浪费。盘管与罐底用不锈钢板条做卡子固定。(2)在罐顶部开设3个DN300的透气孔，使罐体透气充分，避免罐内憋压；(3)在罐出水口管线上增加温度采集和控制模块，直接控制蒸汽进口电动阀门，以达到控制罐内水温的目的，电动阀门配电、控温模块均由水处理控制室引出；(4)蒸汽汽源引自原有板式换热器处的蒸汽管线，管线在室内架空离地面2200mm，沿墙敷设，室外离地面500mm，沿墙敷设，做硅酸铝保温。

3、控制原理图：

(三)测试效果

技术方案于2008年12月10日实施完成，为了较全面的反映实施效果，于12月15日和12月21日，分两次对改造后的原水供水加温系统进行测试，两次测试室外温度分别为－1％～5℃和－3℃～1℃，测试时间为24小时。

1、自来水升温效果。两次测试所获得的自来水水温均能有效控制在，15℃～25℃(反渗透膜的设计允许水温)见下表：

2、控制调节效果。测试时间2008年12月15日，天气温度1℃，水温7℃，将蒸汽手动阀门开度设定在80％，将水罐温度采集设定温度15℃～40％，出水温度采集设定温度15％～25℃，把自来水向水罐的补水量由100m³/h逐渐手动调节至150m³／h，观察蒸汽自动调节阀和加温后的自来水出水温度：(1)蒸汽调节阀随进水量的变化自动调节；(2)自来水加温后的出水温度始终恒定保持在20℃～22℃。温度控制调节稳定可靠。

二、实际生产应用

从2008年12月28日起，改造后的自来水加温系统开始正常使用。在近三个月的使用中，产水能力达到了设计能力，自来水进水温度稳定控制在15℃～25℃，反渗透膜使用良好，操作自动化控制显著提高。

三、技术难点分析

水罐内加温系统的腐蚀和水击问题是本次技术改造的技术难点。为了防止水管内部加热系统的腐蚀引起水质污染问题，水管内部的加热盘管和固定卡子，均采用1Crl8Ni9Ti不锈钢材质。为了最大限度消除水击对盘管的冲击力，加热盘管分为3个单独盘管部分，每个单独盘管末端从水罐内部向上伸出液面后，直接回流到水罐叶面顶部，这样既减弱了蒸汽管线的水击，又有效回收利用了蒸汽的冷凝水。

四、结语

经过改造后的自来水加温系统，水温输出平稳、自动控制调节可靠，大大提高了冬季水处理设备的成水产出率，显著提高了反渗透膜的使用寿命，同时也大大降低了操作人员的劳动强度。

参考文献

[1]石油化工厂区管线综合设计规范

[2]石油化工仪表安装设计规范

[3]自动控制设计规范(采暖、通风和空气调节系统)

作者简介：李树森(1974-)，男，天津人，中国石油大港石化公司煅烧焦厂工程师，国家注册质量工程师，国家一级建造师，研究方向：石油化工建设工程施工及技术管理。