软水生产系统扩容改造及技术优化

王春芹，刘训峰

（山钢集团莱芜分公司能源动力厂，山东莱芜271104）

软水生产系统扩容改造及技术优化

王春芹，刘训峰

（山钢集团莱芜分公司能源动力厂，山东莱芜271104）

针对莱钢原软化水系统生产操作手动落后、溶盐体力劳动大、无前置过滤器、无化学在线连续监测仪表等缺陷，进行技术优化改进，实现了一键式溶盐、交换器的运行自动化控制等技术优化。

溶盐；自动化；技术优化

1 概述

莱钢能源动力厂（型钢热电厂）2004年投运的型钢区域老软水生产系统（200 t/h）原设计为型钢区域烧结、炼铁高炉、炼钢转炉、连铸机及铁后所有工序提供冷却用软化水。2008年莱钢型钢区宽厚板、烧结机余热锅炉、3200 m3大高炉、特钢100 t电炉相继待建，软化水需求量增加近300 t/h，原软化水生产能力严重不足，为此公司下达了软化水改造计划，能源动力厂借软化水站改造项目的机会，针对老软化水系统生产操作手动落后、溶盐体力劳动大、无前置过滤器、无在线连续监测仪表等缺陷，一并进行优化改造。

2 扩容能力的确定和项目优化实施

2.1 扩容能力的确定

型钢区即将建设的项目需求软化水量近300 t/ h，一期先建成300 t/h的生产能力，考虑到莱钢未来的长远发展，预留200 t/h的设备和自动化仪表空间及管道接口。因此制定出“500 t/h软水扩容改造技术优化”的方案。

2.2 一键式溶盐再生液配制的改进

再生液的配制是再生过程的一个重要环节，老工艺是干法储盐配制再生液，配制过程是：工业盐以袋装方式堆积在一起，然后挂在电动葫芦的挂钩上，运到压力滤盐器上方，再装到滤盐器内，足量后盖上压盖，用软化水将滤盐器内的盐边溶解边流入盐液箱中，这就是再生液。

该操作存在的缺点是：淤操作全部为手动操作，每天起吊装盐150袋，劳动强度极大。于在滤盐器内溶盐时，滤速小时耗用时间较长，滤速大时泥沙会一同进入盐液箱内，然后一并进入交换器内，沉积较多时造成树脂结块，不但影响再生效果及产水质量，而且反洗时压力过大易损坏设备。盂干法储盐，夏季由于空气湿度大，工业盐易吸水溶化，不但造成流失浪费，而且易腐蚀设备影响周围环境。榆滤盐器内的盐不能确定是否全部溶解，因此配制的盐液浓度不均匀，影响交换器的再生效果。

新工艺是湿法储盐配制再生液，配制过程为：工业盐由送货方开袋倒入盐池内，向盐池内注入足量软化水，盐始终浸泡在水中，底部盐液始终是饱合状态，当配制再生液时，用泵将底部盐液打入过滤器，然后进入盐液箱，根据所需要的浓度，加入一定量的软化水配成再生液。

该操作方法的优点是：淤操作能够实现全部自动控制，当点击电脑中的“再生液配制”按钮后，泵起动将盐液打入盐液箱，根据所点击的不同浓度（浓度分8%和10%两种）由液位控制输入量，输入完后，盐液箱自动打开阀门注水到规定刻度，盐池自动注水到规定刻度，盐过滤器根据规定的周期自动反洗。该操作实现了全自动控制，因此称一键式溶盐再生液配制。于工业盐一直浸泡于水中，始终达到饱合状态（浓度26%），可以精确地配制不同浓度的再生液。盂工业盐在池内溶解后，盐池底部有过滤层，泥沙有充足的时间沉积，因此泥沙不易带入再生液中。榆湿法储盐，不存在吸水溶化流失和影响环境现象。

湿法储盐系统原理见图1。

半地下式盐池顶部辅设玻璃钢隔栅，池深2 m，池底由一套鱼刺状管架的盐液疏导装置，出口连接外面盐液泵，管架上部是石英砂垫层，半地下式盐池便于卸盐。

再生自动溶盐改造。改干法储盐为湿法储盐模式，极大程度降低溶盐操作劳动强度。

一健式溶盐再生系统工艺流程见图2。

图1 湿法储盐系统原理示意图

图2 一键式溶盐再生系统工艺流程图

2.3 增加在线时时监测仪表，减少人工化验频次

软水生产过程的重要监测参数是交换器出水硬度，工业水的浊度，增加了先进的在线监测硬度仪、浊度仪，对水质实施全时监控，当交换器出水硬度超标时，及时切换备用设备；当浊度变化较大时，及时调整过滤器的反洗时间。

2.4 增加过滤设备

原系统没有前置过滤工艺，水中的大量悬浮物短时间内易造成设备淤堵，严重影响设备周期产水量。增加前置过滤器。引进使用全自动砂滤过滤器，根据运行时间参数或者进出水压差参数再设定自动反洗程序。

2.5 软化水系统的运行操作实现全自动控制

该系统的运行操作包括：交换器失效、切换、反洗、排水、进再生液、置换、正洗、备用。该系统配套气动阀和自动化控制系统后，实现了全自动控制：当交换器监测到硬度超标后，自动切换到备用设备。失效的交换器进入反洗状态，当遇到从底部进行反洗周期时，需手动控制阀门开度，调整反洗水量。反洗完后，按照设定程序自动进行排水、进再生液、置换、正洗、备用等操作。

2.6 外供泵组实现变频控制，提升系统保供能力

外供泵组两套：3台55 kW炼钢专线泵组、4台37 kW混合线用泵组，混合线用户近20个，炼钢和轧线等多数软水用户按照生产工艺用水为间断用水，如出钢时用水量高达200 t/h，不出钢则用水为0 t/h,其他用户用水情况类似，所以瞬时用水量变化幅度较大。在外供泵组中增加了变频装置，当外供量变大时，及时起动备用泵，当外供量小时，及时调节泵的运行频率，既起到了稳定供水的作用，又达到了节能降耗的效果。

3 技术创新点

3.1 一键式溶盐再生液配制工艺

盐液浓度分为8%（钠离子交换器进行小反洗时）和10%（钠离子交换器进行大反洗时）两种，根据配比的浓度，点击配比按钮，经自控程序根据盐液当前的浓度计算出饱和盐水和软水的用量，并自动开始执行程序。

3.2 离子交换器操作的全自动控制

在全自动状态下，程序根据监测仪表自动判断离子交换器是否失效。如果离子交换器失效，则备用离子交换器自动投入运行，同时失效的钠离子交换器自动退出并进入反洗程序进行反洗再生，再生完成以后自动进入备用状态，以备下次投入。依次循环。

3.3 干法储盐配制再生液向湿法储盐配制再生液的改进

优化了再生液的配制程序，实现了全自动控制，降低了劳动强度，避免了损失，提高了离子交换器的再生效果。

4 实施效果

500 t/h软水生产线一期300 t/h工程完成后，经过四年来的运行，证明系统运行基本稳定。基本实现软水生产全自动，极大地减轻了劳动强度，达到了以下预期目的：

4.1 过滤器自动反洗、钠离子交换器失效切换及再生、重要水质参数在线监控、湿法储盐再生液的配制代替干法储盐再生液的配制等操作基本实现了全自动操作。劳动强度几乎由100%降至0。操作人员由原来的21人降至13人。

4.2 新工艺由于过滤器的投运和储盐再生液配制过程的改进，钠离子交换器不但产水质量有了提高，产水量由原来的每周期1100 t增加到2400 t；大反洗频次由原来的2周期一次变为7周期一次；交换器内部的中排装置由原来的一年一次更换运行四年来一直未进行过更换，运行状态良好。

4.3 由于储盐再生液配制过程的改进和在线监测仪表的投运，软化水的质量有了较大程度的提高，软化水的硬度由原来的0.025 mmol/L降至0.013 mmol/L，软化水的合格率由97%提高到100%。

4.4 由于变频器的投运和吊盐装置的去除，软化水的电耗由原来的0.64 kWh/t降为0.53 kWh/t。

4.5 湿法储盐和再生液浓度的准确配制，减少吸水流失、散落损失和配比损失，经运行统计每年可降低盐损失60 t。

Capacity Expanding Transformation and Technical Optim ization of the Soft W ater Production System

WANG Chunqin,LIU Xunfeng
（TheEnergy&PowerPlantofLaiwuSteelofShandongIronandSteelGroup,Laiwu,Shandong271104,China)

The original soft water system of Laiwu Steel had the shortcomings of needing heavy manual labour to dissolve salts,no front filters and no online chemical detectors,etc. So a technical upgrading was carried out,which achieved technical optimization effects such as one-key salt dissolution and automatic control of exchanger operation.

salt dissolution;automation;technical optimization

TQ085

B

1006-6764（2014）02-0052-03

2013-08-27

王春芹（1980-），女，2005年毕业于山东潍坊学院机械设计制造及其自动化专业，工程师，现从事设备技术管理工作。