錢元玲

鶴煤集團(tuán)福源煤炭購銷公司，河南鶴壁 458030

1 基本內(nèi)容及概況

鶴煤三礦地面鍋爐房水處理系統(tǒng)安裝于1984 年，現(xiàn)系統(tǒng)老化，操作繁瑣，勞動(dòng)強(qiáng)度大，工業(yè)鹽、樹脂使用量流失較為嚴(yán)重。為保證鍋爐正常安全運(yùn)行，減少不必要的人力物力投入，經(jīng)礦領(lǐng)導(dǎo)及有關(guān)技術(shù)人員研究，決定對(duì)鍋爐水處理裝置進(jìn)行更換。

經(jīng)過調(diào)查論證，并結(jié)合礦井實(shí)際情況，2011 年8 月，選用3 臺(tái)TM.F77A3 新型水處理裝置。該新型水處理裝置高效率低能耗，自動(dòng)化程度高，供水工況穩(wěn)定，能夠替代手工操作，實(shí)現(xiàn)了水處理的各個(gè)環(huán)節(jié)的自動(dòng)轉(zhuǎn)換。

2012 年4 月，對(duì)地面壓風(fēng)機(jī)房安裝TM.F77A3 新型水處理裝置2 臺(tái)，有效的阻止了空壓機(jī)冷卻器內(nèi)部水垢的形成，使冷卻器清洗周期由3 月/次延長(zhǎng)至6 月/次，提高空壓機(jī)的安全性能及使用壽命。

2 創(chuàng)新點(diǎn)

新型TM.F77A3 型多功能水處理裝置的引進(jìn)與應(yīng)用，簡(jiǎn)化了以往人工操作水泵注水，人工加鹽、加樹脂等繁瑣工作，實(shí)現(xiàn)了微電腦控制運(yùn)行、反洗、吸鹽+慢洗、正洗、鹽箱補(bǔ)水五種功能，防止了樹脂材料流失，其高效率低能耗，自動(dòng)化程度高，完全能夠?qū)崿F(xiàn)水處理的各個(gè)環(huán)節(jié)的自動(dòng)轉(zhuǎn)換。

3 具體實(shí)施方法和步驟

3.1 新型水處理裝置原理

新型TM.F77A3 型多功能水處理裝置主要由閥驅(qū)動(dòng)裝置、閥體、鹽罐、樹脂罐等部分組成，主要工作原理為：原水在一定的壓力（0.2MPa ～0.6MPa）、流量下，由進(jìn)水口A 進(jìn)入控制閥，從進(jìn)水閥芯經(jīng)閥體由樹脂罐的上部（或樹脂罐體中心管外側(cè)）進(jìn)入罐內(nèi)。然后，向下穿過樹脂層，此時(shí)水中的水中的陽離子（Ca2+，Mg2+，F(xiàn)e2+……等）被樹脂中所含的Na+交換吸附，同時(shí)等物質(zhì)量釋放出的鈉（Na2+）離子。其交換過程如下：

2RNa + Ca2+= R2Ca + 2Na+

2RNa + Mg2+= R2Mg + 2Na+

即水通過鈉離子交換器后，水中的Ca、Mg 離子被置換成Na 離子。 從軟水器內(nèi)流出的水就是去掉了硬度離子的軟化水，再由下布水器返回中心管，向上至閥體，經(jīng)出水閥芯從出水口B 流出（如圖1 所示）。

當(dāng)鈉離子交換樹脂失效之后，為恢復(fù)其交換能力，就要進(jìn)行再生處理。在進(jìn)行再生之前，先用水自下而上的進(jìn)行反洗。反洗的目的有兩個(gè)，一是通過反洗，使運(yùn)行中壓緊的樹脂層松動(dòng)，有利于樹脂顆粒與再生液充分接觸；一是使樹脂表面積累的懸浮物及碎樹脂隨反洗水排出，從而使交換器的水流阻力不會(huì)越來越大。鈉離子交換器再生吸鹽，再生用鹽液在一定濃度、流量下，流經(jīng)失效的樹脂層，使其恢復(fù)原有的交換能力。其再生過程反應(yīng)如下：

R2Ca + 2NaCl = 2RNa + CaCl2

R2Mg + 2NaCl = 2RNa + MgCl2

圖1 TM.F77A3 型多功能水處理裝置工作原理及流程圖

3.2 新型水處理裝置功能

新型TM.F77A3 型多功能水處理裝置具有反洗、吸鹽、慢洗、正洗、鹽箱補(bǔ)水五種功能。

1）反洗狀態(tài)：原水由進(jìn)水口A 進(jìn)入控制閥，從進(jìn)水閥芯經(jīng)閥體，由罐體下部（或中心管）下布水器進(jìn)入罐內(nèi)，再向上經(jīng)樹脂層，并經(jīng)閥體、出水閥芯，從閥體排水口C 排除（如圖1）；

2）吸鹽狀態(tài)：原水由進(jìn)水口A 進(jìn)入控制閥，從進(jìn)水閥芯進(jìn)入射嘴進(jìn)口，并快速流向射嘴出口，產(chǎn)生負(fù)壓，此時(shí)電動(dòng)球閥處于打開狀態(tài)，從而將鹽罐內(nèi)的鹽水從吸鹽口D 吸入閥體，進(jìn)入罐體的頂部。鹽水向下流經(jīng)樹脂層，穿過下布水器，沿中心管向上，至閥體、出水閥芯，從閥體排水口C 排出（如圖1）；

3）慢洗狀態(tài)：吸完所有的鹽水后，原水繼續(xù)由進(jìn)水口A進(jìn)入控制閥，從進(jìn)水閥芯進(jìn)入射嘴進(jìn)口，流過射流器，向下穿過樹脂層，由下布水器，沿中心管向上進(jìn)入閥體、出水閥芯，從閥體排水口C 排出（如圖1）；

4）正洗狀態(tài)：原水由進(jìn)水口A 進(jìn)入控制閥，從進(jìn)水閥芯經(jīng)閥體由樹脂罐的上部進(jìn)入罐內(nèi)。然后向下穿過樹脂層，經(jīng)下布水器返回中心管，向上至閥體，經(jīng)出水閥芯從閥體的排水口C 排出（如圖1）；

5）鹽箱補(bǔ)水狀態(tài)：大部分原水由進(jìn)水口A 進(jìn)入控制閥，從進(jìn)水閥芯經(jīng)閥體由樹脂罐的上部進(jìn)入罐內(nèi)。然后，向下穿過樹脂層，成為軟化水，由下布水器返回中心管，向上至閥體，經(jīng)出水閥芯從出水口B 流出，小部分原水經(jīng)射嘴出口由電動(dòng)球閥經(jīng)吸鹽口D 注入鹽罐（如圖1）。

4 取得的經(jīng)濟(jì)及安全效益

新型TM.F77A3 型多功能水處理裝置安裝投運(yùn)后，主要取得以下效益：

1）該裝置自動(dòng)化程度高，工況穩(wěn)定，軟化水效果好，有效的阻止了鍋爐內(nèi)部水垢的形成，降低了鍋爐燃料的消耗，為鍋爐安全運(yùn)轉(zhuǎn)提供可靠保障。每天節(jié)約燃料2t，則年節(jié)約730t 煤，按600 元/t 計(jì)算，年節(jié)約資金43.8 萬元。減少一名操作人員，年節(jié)約人工工資約5.2 萬元。

2）高效率低能耗，運(yùn)行費(fèi)用經(jīng)濟(jì)可觀。每周節(jié)約工業(yè)鹽1.5t，年節(jié)約資金6.3 萬元。

3）該裝置采用射流式吸鹽，替代鹽泵，降低了能耗。每臺(tái)40FS-20A 型鹽泵約1700 元，年消耗電能2409kw?h，節(jié)約電費(fèi)0.5 萬元。

4）壓風(fēng)機(jī)房冷卻器清洗周期由3 月/次，延長(zhǎng)至6 月/次，每次清洗費(fèi)用約0.4 萬元，年減少維護(hù)費(fèi)用0.8 萬元，系統(tǒng)投入后可減少一名操作人員，年節(jié)約資金約5.2 萬元。

該水處理裝置投入使用共計(jì)取得經(jīng)濟(jì)效益約為：61.8 萬元。

5 推廣應(yīng)用情況

新型TM.F77A3 型多功能水處理裝置共計(jì)安裝5 臺(tái)，在鍋爐房安裝3 臺(tái)，自2011 年8 月投入使用至今，運(yùn)行良好，能夠保證鍋爐供水質(zhì)量。壓風(fēng)機(jī)房有四組壓風(fēng)機(jī)，其冷卻系統(tǒng)均為水冷式，通過水循環(huán)吸收空壓機(jī)產(chǎn)生的熱量，達(dá)到空壓機(jī)散熱的效果。由于水在循環(huán)過程中會(huì)吸收大量的熱量，長(zhǎng)時(shí)間使用后，冷卻器水中的鈣、鎂等重碳酸鹽類物質(zhì)會(huì)在其中形成水垢，使空壓機(jī)進(jìn)、排氣溫度升高，降低冷卻效果，延長(zhǎng)清洗周期，甚至引起高溫停車。所以，空壓機(jī)冷卻用水必須進(jìn)行軟化處理。

目前，礦壓風(fēng)機(jī)房水處理裝置僅有兩個(gè)水處理缸，其軟化方式為：人為的添加軟化劑，向處理缸內(nèi)注入清水，再自動(dòng)溢出，進(jìn)行簡(jiǎn)易軟化處理。其軟化處理方式陳舊，容易造成軟化劑的流失，且軟化水質(zhì)量沒有保證，造成每3 個(gè)月就需要清洗一次空壓機(jī)冷卻器。鑒于新型TM.F77A3 型多功能水處理裝置的各項(xiàng)優(yōu)勢(shì)，2012 年4 月對(duì)壓風(fēng)機(jī)房水處理裝置進(jìn)行了改造，共計(jì)投入使用2 臺(tái)該裝置。

新型TM.F77A3 型多功能水處理裝置在鶴煤三礦鍋爐房、壓風(fēng)機(jī)房安裝投入使用至今，運(yùn)行良好，從未出現(xiàn)過安全事故，很好的保證了鍋爐的安全運(yùn)轉(zhuǎn)，值得在水處理領(lǐng)域推廣應(yīng)用。

[1]李長(zhǎng)有，武學(xué)東，馬齊爽.單片機(jī)在軟化水設(shè)備自動(dòng)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用.微計(jì)算機(jī)信息，2006(7).

[2]唐印偉.軟化水在煤礦機(jī)車蓄電池中的應(yīng)用.煤炭技術(shù)，2010(8).