李樹森　丁翠紅　何顯龍　張鐵柱

摘要：通過測試和實際使用研究，對原有的鍋爐水處理原水供水加溫系統(tǒng)進(jìn)行了研究與改造，采用蒸汽盤管預(yù)熱、冷凝水內(nèi)部回流、溫度反饋控制調(diào)節(jié)，使得原水供應(yīng)溫度能夠得到可靠的控制，改造后的加溫系統(tǒng)，操作簡便，控制可靠穩(wěn)定，大大降低了蒸汽使用量和水處理的成本。

關(guān)鍵詞：蒸汽伴熱；溫度反饋；冷凝水回流；透氣孔；水處理滲透膜

中圖分類號：TV111

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1009-2374(2009)17-0040-02

大港油田煅燒焦廠使用的鍋爐供水水源來自于本廠的一個小型的水處理站，該水處理站把工業(yè)用自來水經(jīng)過處理輸送給余熱鍋爐使用，設(shè)計處理能力產(chǎn)成水90噸／小時，水處理反滲透膜的正常工作要求：自來水進(jìn)水溫度要求控制在15℃～25℃。高于這個溫度和低于這個溫度都會使產(chǎn)水能力和水處理滲透膜壽命大大降低。在冬天為了保障水處理站進(jìn)水溫度，原設(shè)計采用了一套簡易的板式換熱器進(jìn)行自來水升溫，由于換熱器容量比較小，在實際使用過程中存在著溫度控制不穩(wěn)定、忽高忽低，嚴(yán)重降低了反滲透膜的使用壽命和水處理的產(chǎn)水能力，使用這種加溫系統(tǒng)在冬天實際產(chǎn)水能力不到50噸，這嚴(yán)重影響了鍋爐的正常運(yùn)作。

一、方案研究

(一)原自來水加溫流程

這種方法靠手動調(diào)節(jié)板式換熱器蒸汽進(jìn)氣量來調(diào)節(jié)自來水的加溫溫度，由于板式換熱器本身容積很小，受到蒸汽壓力、自來水進(jìn)水壓力等波動影響大，輸出水溫很不穩(wěn)定，經(jīng)常出現(xiàn)溫度超溫現(xiàn)象。

(二)改進(jìn)后加溫工藝流程

1、流程簡圖：

2、主要改造原理。(1)在罐底部增加蒸汽盤管作為加溫主要熱源，進(jìn)口增加蒸汽電動閥門(控制蒸汽進(jìn)氣量)，產(chǎn)生的冷凝水在罐頂部回流入水罐頂部液面，作為輔助熱源，同時避免了冷凝水的浪費(fèi)。盤管與罐底用不銹鋼板條做卡子固定。(2)在罐頂部開設(shè)3個DN300的透氣孔，使罐體透氣充分，避免罐內(nèi)憋壓；(3)在罐出水口管線上增加溫度采集和控制模塊，直接控制蒸汽進(jìn)口電動閥門，以達(dá)到控制罐內(nèi)水溫的目的，電動閥門配電、控溫模塊均由水處理控制室引出；(4)蒸汽汽源引自原有板式換熱器處的蒸汽管線，管線在室內(nèi)架空離地面2200mm，沿墻敷設(shè)，室外離地面500mm，沿墻敷設(shè)，做硅酸鋁保溫。

3、控制原理圖：

(三)測試效果

技術(shù)方案于2008年12月10日實施完成，為了較全面的反映實施效果，于12月15日和12月21日，分兩次對改造后的原水供水加溫系統(tǒng)進(jìn)行測試，兩次測試室外溫度分別為－1％～5℃和－3℃～1℃，測試時間為24小時。

1、自來水升溫效果。兩次測試所獲得的自來水水溫均能有效控制在，15℃～25℃(反滲透膜的設(shè)計允許水溫)見下表：

2、控制調(diào)節(jié)效果。測試時間2008年12月15日，天氣溫度1℃，水溫7℃，將蒸汽手動閥門開度設(shè)定在80％，將水罐溫度采集設(shè)定溫度15℃～40％，出水溫度采集設(shè)定溫度15％～25℃，把自來水向水罐的補(bǔ)水量由100m³/h逐漸手動調(diào)節(jié)至150m³／h，觀察蒸汽自動調(diào)節(jié)閥和加溫后的自來水出水溫度：(1)蒸汽調(diào)節(jié)閥隨進(jìn)水量的變化自動調(diào)節(jié)；(2)自來水加溫后的出水溫度始終恒定保持在20℃～22℃。溫度控制調(diào)節(jié)穩(wěn)定可靠。

二、實際生產(chǎn)應(yīng)用

從2008年12月28日起，改造后的自來水加溫系統(tǒng)開始正常使用。在近三個月的使用中，產(chǎn)水能力達(dá)到了設(shè)計能力，自來水進(jìn)水溫度穩(wěn)定控制在15℃～25℃，反滲透膜使用良好，操作自動化控制顯著提高。

三、技術(shù)難點(diǎn)分析

水罐內(nèi)加溫系統(tǒng)的腐蝕和水擊問題是本次技術(shù)改造的技術(shù)難點(diǎn)。為了防止水管內(nèi)部加熱系統(tǒng)的腐蝕引起水質(zhì)污染問題，水管內(nèi)部的加熱盤管和固定卡子，均采用1Crl8Ni9Ti不銹鋼材質(zhì)。為了最大限度消除水擊對盤管的沖擊力，加熱盤管分為3個單獨(dú)盤管部分，每個單獨(dú)盤管末端從水罐內(nèi)部向上伸出液面后，直接回流到水罐葉面頂部，這樣既減弱了蒸汽管線的水擊，又有效回收利用了蒸汽的冷凝水。

四、結(jié)語

經(jīng)過改造后的自來水加溫系統(tǒng)，水溫輸出平穩(wěn)、自動控制調(diào)節(jié)可靠，大大提高了冬季水處理設(shè)備的成水產(chǎn)出率，顯著提高了反滲透膜的使用壽命，同時也大大降低了操作人員的勞動強(qiáng)度。

參考文獻(xiàn)

[1]石油化工廠區(qū)管線綜合設(shè)計規(guī)范

[2]石油化工儀表安裝設(shè)計規(guī)范

[3]自動控制設(shè)計規(guī)范(采暖、通風(fēng)和空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng))

作者簡介：李樹森(1974-)，男，天津人，中國石油大港石化公司煅燒焦廠工程師，國家注冊質(zhì)量工程師，國家一級建造師，研究方向：石油化工建設(shè)工程施工及技術(shù)管理。