中铝集团山西兴华科技水务公用工程综合节能降耗解决方案
■ 企业概况
兴华科技股份有限公司位于山西省吕梁市交口县温泉工业园区,是中央企业中铝集团旗下企业,山西企业制造业100强。
■ 项目背景
一、脱盐水系统
兴华科技原有脱盐水系统采用“UF(超滤)+RO膜反渗透+混床离子交换”工艺制取脱盐水(脱盐水电导率控制指标为≤0.2 μs/cm),该套系统在实际使用中存在如下问题:
(1)系统出水率较低,实际运行过程中,制水率还不到65%,造成了水资源的浪费。同时山西吕梁地区原水供应紧张,需要增打井才能满足生产需求,一方面费用较高,另一方面水源地难寻。
(2)RO膜系统出水水质不好,原水水质硬度较高,膜易结垢,造成使用性能明显下降,出水水质电导率逐步升高,缩短了后端混床制水周期量。
(3)系统运行成本偏高,吨水制水成本高达9.567元/吨;
二、循环水系统
循环水系统在技术改造前主要存在以下问题:
(1)系统管网特性与循环水泵特性不匹配,为满足末端设备用水所进行的调节增大了管网系统的阻抗造成额外的能量损失。
(2)循环水动力装置偏离设计的最高效率工况点运行,机组运行效率偏低。
(3)系统中存在一些阻抗偏高的水力设备,造成能量损失。
(4)系统运行控制粗放,存在使用过程中因工况变化而引起高能耗的现象。
■ 解决方案概况
一、脱盐水系统
根据中铝兴华科技原水水质全分析报告,以及水量、出水水质指标要求,结合安耐杰科技多年来成功的工程设计经验,设计并建设一套150m³/h EFDT高效脱盐水系统代替原有脱盐水系统,原有脱盐水系统作为备用系统。
EFDT高效脱盐水系统工艺流程如下:
原水箱(原有)→原水泵(原有)→EFDT普瑞器→EFDT阳床→脱碳器+中间水箱→中间水泵(阴床进水)→EFDT阴床→中间水池(原有)→中间水泵(混床进水)(原有)→混床(原有)→脱盐水箱(原有)。
二、循环水系统
采用EFGT高效流体输送技术对检测资料进行系统分析和研究,结合系统管路流体力学特性,通过整改系统中存在的不利因素,降低“无效能耗”,提高输送效率,达到综合节能效果。
(1)局部管网和水力优化:对循环水泵进出口阀门间管道进行调整优化,优化水泵进出口流态,提高水泵运行效果,同时对系统中阻抗偏高的水力设备进行优化。
(2)循环水动力装置优化:针对水泵运行效率较低的问题,根据原水泵的运行工况及系统管路特性,设计出匹配管路特性和用水变化的水力模型,按优化后的系统指标为水系统量身定制高效节能泵。
(3)加强系统用能管理:增设控制装置,实施合理的能耗控制,降低系统使用过程中因工况变化而引起的高能耗现象。
■ 方案应用效果
一、脱盐水系统
相比原有脱盐水系统,EFDT系统投运后具有如下优势:
(1)系统出水水质好
EFDT阴床出水水质电导率在0.1~2 μs/cm(运行期间大部分时间,电导率≤1 μs/cm),混床出水水质电导率小于0.1μs/cm。
(2)安全稳定
EFDT系统原水水质耐受弹性大,抗负荷冲击强,其出水并不会随原水电导率产生较大波动,使得除盐水站的运行更加稳定可靠。
(3)运行成本低
EFDT系统投运后吨水制水成本低至4.8元/吨,仅为原系统制水成本的50%。
(4)环保
EFDT系统水耗仅为0.05 m³/m³,全年排放废水量很少,减少了水资源浪费,同时缓解了原水用水紧张问题。
(5)系统占地面积小
EFDT系统运行流速高,同等规模情况下占地面积仅为原系统的1/3,并且对生产环境要求低。
(6)自动化程度高,劳动强度低
设备仅4个主控阀门,可全自动控制,配合特有的EFDT控制程序(安耐杰软著),系统可以实现“一键再生”和“一键运行”。
二、循环水系统
经过系统优化后,循环水系统设备运行更加稳定,有效消除水泵的汽蚀情况,提高水泵的使用寿命。改造后电机的温升得到明显降低,系统流量具有更大的调节空间,运行安全性得到有效保障。系统运行效率明显提升,能耗大幅下降,综合节电率达到26%,年节电477万度。