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          冶金企業的水務節能與水資源利用率提升

           

          中鋁集團山西興華科技水務公用工程綜合節能降耗解決方案

           

          ■ 企業概況
          興華科技股份有限公司位于山西省呂梁市交口縣溫泉工業園區,是中央企業中鋁集團旗下企業,山西企業制造業100強。

           

          ■ 項目背景
          一、脫鹽水系統
          興華科技原有脫鹽水系統采用“UF(超濾)+RO膜反滲透+混床離子交換”工藝制取脫鹽水(脫鹽水電導率控制指標為≤0.2 μs/cm),該套系統在實際使用中存在如下問題:
          (1)系統出水率較低,實際運行過程中,制水率還不到65%,造成了水資源的浪費。同時山西呂梁地區原水供應緊張,需要增打井才能滿足生產需求,一方面費用較高,另一方面水源地難尋。
          (2)RO膜系統出水水質不好,原水水質硬度較高,膜易結垢,造成使用性能明顯下降,出水水質電導率逐步升高,縮短了后端混床制水周期量。
          (3)系統運行成本偏高,噸水制水成本高達9.567元/噸;

           

          二、循環水系統
          循環水系統在技術改造前主要存在以下問題:
          (1)系統管網特性與循環水泵特性不匹配,為滿足末端設備用水所進行的調節增大了管網系統的阻抗造成額外的能量損失。
          (2)循環水動力裝置偏離設計的最高效率工況點運行,機組運行效率偏低。
          (3)系統中存在一些阻抗偏高的水力設備,造成能量損失。
          (4)系統運行控制粗放,存在使用過程中因工況變化而引起高能耗的現象。


          ■ 解決方案概況
          一、脫鹽水系統
          根據中鋁興華科技原水水質全分析報告,以及水量、出水水質指標要求,結合安耐杰科技多年來成功的工程設計經驗,設計并建設一套150m³/h EFDT高效脫鹽水系統代替原有脫鹽水系統,原有脫鹽水系統作為備用系統。
          EFDT高效脫鹽水系統工藝流程如下:
          原水箱(原有)→原水泵(原有)→EFDT普瑞器→EFDT陽床→脫碳器+中間水箱→中間水泵(陰床進水)→EFDT陰床→中間水池(原有)→中間水泵(混床進水)(原有)→混床(原有)→脫鹽水箱(原有)。

           

          二、循環水系統
          采用EFGT高效流體輸送技術對檢測資料進行系統分析和研究,結合系統管路流體力學特性,通過整改系統中存在的不利因素,降低“無效能耗”,提高輸送效率,達到綜合節能效果。
          (1)局部管網和水力優化:對循環水泵進出口閥門間管道進行調整優化,優化水泵進出口流態,提高水泵運行效果,同時對系統中阻抗偏高的水力設備進行優化。
          (2)循環水動力裝置優化:針對水泵運行效率較低的問題,根據原水泵的運行工況及系統管路特性,設計出匹配管路特性和用水變化的水力模型,按優化后的系統指標為水系統量身定制高效節能泵。
          (3)加強系統用能管理:增設控制裝置,實施合理的能耗控制,降低系統使用過程中因工況變化而引起的高能耗現象。


          ■ 方案應用效果
          一、脫鹽水系統
          相比原有脫鹽水系統,EFDT系統投運后具有如下優勢:
          (1)系統出水水質好
          EFDT陰床出水水質電導率在0.1~2 μs/cm(運行期間大部分時間,電導率≤1 μs/cm),混床出水水質電導率小于0.1μs/cm。
          (2)安全穩定
          EFDT系統原水水質耐受彈性大,抗負荷沖擊強,其出水并不會隨原水電導率產生較大波動,使得除鹽水站的運行更加穩定可靠。
          (3)運行成本低
          EFDT系統投運后噸水制水成本低至4.8元/噸,僅為原系統制水成本的50%。
          (4)環保
          EFDT系統水耗僅為0.05 m³/m³,全年排放廢水量很少,減少了水資源浪費,同時緩解了原水用水緊張問題。
          (5)系統占地面積小
          EFDT系統運行流速高,同等規模情況下占地面積僅為原系統的1/3,并且對生產環境要求低。
          (6)自動化程度高,勞動強度低
          設備僅4個主控閥門,可全自動控制,配合特有的EFDT控制程序(安耐杰軟著),系統可以實現“一鍵再生”和“一鍵運行”。

           


          二、循環水系統
          經過系統優化后,循環水系統設備運行更加穩定,有效消除水泵的汽蝕情況,提高水泵的使用壽命。改造后電機的溫升得到明顯降低,系統流量具有更大的調節空間,運行安全性得到有效保障。系統運行效率明顯提升,能耗大幅下降,綜合節電率達到26%,年節電477萬度。

           

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