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循环水冷却塔防冰新技术论文

时间：2022年12月11日

来源：Kuriko

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今天小编在这给大家整理了循环水冷却塔防冰新技术论文，本文共5篇，我们一起来阅读吧!本文原稿由网友“Kuriko”提供。

篇1：循环水冷却塔防冰新技术论文

循环水冷却塔防冰新技术论文

摘要：寒冷地区冷却塔冬季运行时结冰现象严重，给安全生产和操作维护都带来许多困难，防冰问题一直困扰着寒冷地区冷却塔用户。文中介绍了防止冷却塔进风百叶窗和外层填料处结冰的新技术及其实际应用效果。

关键词：冷却塔；防冰；新技术

冷却塔结冰是目前国内冷却塔冬季运行中存在的一大难题。地处寒冷地区，无论是引进的国外冷却塔，还是国内自行设计施工的冷却塔，均在冬季运行中存在严重结冰现象，至今还没有提出一套彻底解决的方法。

日本石川岛播磨重30000m3/h横流干湿式冷却塔是七十年代末随大庆乙烯联合化工装置引进我国的。大庆地区位于北纬45°5′～47°，年平均气温3.3℃，冰冻期5个多月，严酷的气候条件给冷却塔冬季运行带来困难。虽然石川岛播磨重冷却塔设计时考虑了防冰问题，但是运行实践证明结冰问题仍然存在。中国化学工程总公司沧州化工冷却塔填料厂根据冷却塔的现状，结合该厂多年积累的老塔改造经验和防冰技术，提出了冷却塔防冰新技术改造方案，实施后经过～冬季运行，防冰效果明显。

1、冷却塔现状

大庆石化公司水气厂循环水冷却塔为限雾型横流干湿式冷却塔，分两座，一座五间共十间。平面尺寸为：64.05m×20.13m，塔高14.662m（不包括水槽上缘风筒高度），塔体为木框架结构，作CCA防腐处理。淋水填料采用填料混装技术，配装高效薄膜填料及拱点滴填料，配装原理如下：在靠近百叶窗的边层布置垂直波框架式薄膜组合填料，单测薄膜填料径深为0.915m，其余径深配拱形填料，收水器采用多波双功能收水器，将收水效率高、风阻稍大的密型收水器布置在塔体上部，风阻较小的疏型收水器布置在塔体下部，中型收水器布置在塔体中部，并在收水器下配置玻璃钢导水盘，防止形成二次飘水。

2、改造技术方案

第一循环水场凉水塔是干湿横流式木冷却塔，进入冬季，冷却塔结冰严重，使塔体结构、百叶窗、边层填料损坏严重。每年需投入大量资金、人力维修和维护，其主要维护措施之一就是一直采用强制风机反转的方式来解决凉水塔冬季结冰的.问题，化冰效果虽好，但也付出了风机部件加速损坏的代价。

为了彻底解决冬季冷却塔结冰严重的问题，经过各有关部门的研究和公司科技处的审批，于8月24日开始在一循6＃-10＃塔1-6层百叶窗顶端分别安装∮60×3.5UPVC塑料喷淋管，喷淋管上每50mm间距加工一个∮7mm出水孔，从而形成大面积热水幕来化掉冬季形成的冰块。

3、改造施工及运行情况

设计施工任务全部由沧州化工冷却塔填料厂完成。从208月24日开始施工，于2003年11月23日结束全部化冰管安装任务。由于资金问题，没有对上面8层安装化冰管。截止到2月末累计运行2352小时，整塔工艺参数均满足设计要求，并取得如下结果。

安装化冰管后，循环水平均温差增大，今年供水平均温差为8.35℃，与去年同期相比平均升高4.63℃，这表明空气流通，冷却效率显著提高，增强了对循环水温度的宏观调控能力。从凉水塔的外观看，冬季凉水塔的结冰状况得到了根本改善，百叶窗基本未结冰，达到化冰管设计要求。

安装化冰管后，由于百叶窗基本未结冰，因此东塔风机风机冬季未反转，节约了电能，符合立项要求，与同期相比，可节约电量为：180KW×10h×100天×5台×85％＝765000 KW・h，折合人民币近26.78万元。（注：节约电量＝一台风机功率×同期反转天数×风机总数×功率因数＝3600 KW・h）

由于冬季风机未反转，减少了反转对风机部件的负面影响，使风机薄片环、齿轮等部件的损坏频率降低，延长了风机部件使用周期，根据以前风机反转所产生的故障平均数统计，化冰管投用可避免CT-001塔风机薄片环损坏2起/年，齿轮故障1起/年，与20相比，可节约检维修费用2×1600+1×40000=4.32万元。

冬季风机反转，由于蒸汽压力增大，是湿热蒸汽夹带循环水加速向外漂移，化冰管投用后，减少了漂移量，控制了漂移水量对凉水塔周围环境的影响，减少了塔外结冰程度和对室外设备的侵蚀；同时由于塔结冰量减少，使凉水塔整体外貌大为改观，为今年的现场环境整治工作奠定了基础。

化冰管的投用，使冬季凉水塔上形成的较大冰块对人员和生产造成的安全隐患基本消除，提高了凉水塔运行的安全系数，使凉水塔运行和员工巡检更加安全可靠，间接效益十分明显。

4、结论

综上所述，化冰管的效果是比较明显的。它的投用，基本解决了北方冬季独有的凉水塔严重结冰的情况，提高了凉水塔自身运行的可靠性，改善了凉水塔运行工况，降低了风机部件的损耗，延长了风机使用寿命，使凉水塔运行更加安全平稳。

篇2：冶金业循环水体系研究论文

冶金业循环水体系研究论文

1高压静电离子棒的工作原理

高压静电离子棒是当今世界上水处理领域中一种新的高科技产品,可广泛应用在以下领域的循环水中[1-4]:(1)热电行业上的冷却凝汽器、冷油器、冷风器;(2)钢铁冶金行业上各种加热炉的炉体系统;(3)炼油化工行业上各种反应器和冷却器;(4)空调制冷行业;(5)游泳池里用来杀菌灭藻,进行水质更新等。循环水在流经电子离子棒产生的高压静电场时,会受到离子棒周围产生的静电场的影响,使具有极性的H2O的偶极距增大,而溶解在水中的Ca2+、Mg2+和CO2-3等离子被这些水分子所包围,从而减少了彼此间的有效碰撞,降低了正负离子间的运行速度,阻止了污垢的形成;同时在静电场的作用下,水分子增加了与碳酸盐、硫酸盐等正负离子的水和能力,因而加快了对已在管壁和设备壁面上形成水垢的溶解速度,使已形成的水垢逐渐松散、龟裂,直至脱落,达到除垢的目的。同时高压静电场还会使水体中产生一定的电子密度,将溶解在水中的空气与水体一起产生如O2-、H2O2、羟基自由基等活性氧,这些活性氧可有效地把系统中的管道和设备表面进行氧化,使其表面形成一层微薄的氧化膜,隔绝水中的氧与金属壁面直接接触,达到防腐蚀的目的;这些活性氧还能破坏生物细胞的离子通道,改变细菌和藻类的生物场,起到杀菌灭藻的作用,其效果比氯气好得多。

2原工业循环水使用情况

山东省冶金建设开发公司为解决循环水在系统管道和设备壁面上结垢的问题,曾根据循环水的分析结果每周向水中添加阻垢缓蚀剂,并根据其浓缩倍数的高低,不定期换水,以求达到防垢缓蚀的目的。在炎热的夏季里,还要向循环水中加入适量的JS-36型杀菌剥离剂进行杀菌灭藻,有时为减少费用,还向循环水中加入少量的氯水代替杀菌剂。尽管采取了防垢除藻的措施,但仍不能根除管道和设备壁面上结垢、生藻的现象,特别是在一些温度偏高、流速过缓的设备传热壁面上还会出现较为严重的结垢现象,比如在一级氯气冷却器的列管外壁上就因结垢严重,使流经一级冷却器出来的氯气温度高达60℃,给二级冷却器增加了更大的负担,这样就使为二级冷却器供5℃水的机组必须增加运行的负荷,才能满足冷却的需要,为此在满负荷运行状态下的5℃水机组经常出现不减载或自停的现象,使氯气的冷却效果难有保障,造成氯气中的含水量有时超过3×10-4指标的要求,为此迫使电解生产在低负荷状态下运行,降低了生产经济效益。该公司于5月新上了1台用来生产氯化氢气体的石墨二合一炉,该设备在运行不到1个月的时间,其石墨外壁就出现结垢的现象,影响石墨的传热性,同时加上炉膛内的炉温比较高,使二合一炉内的石墨外壁在燃烧火焰处出现了石墨龟裂和剥落,导致加在循环水中的防垢剂不起作用,这样,造成了石墨炉的石墨外壁出现过5次龟裂和剥落,导致频繁地开停炉,严重影响了生产的正常进行。当出现轻度石墨剥落时,用酚醛进行粘接维修,当剥落严重时还要把石墨炉体送回厂家去更换一段新的筒体,而在每次修复以后,都要对炉夹套进行酸洗处理,二合一石墨炉就这样断断续续地开了1年多。因石墨外壁的剥落,导致炉夹套内的冷却水溅进炉膛内,致使炉膛内的石英灯头损坏4套,使生产受到很大影响。

3循环水系统中安装离子棒后的使用情况

31初次使用的情况

鉴于上述原因,于3月在循环水的总管和送去盐酸生产工序的支管路上各安装了1台高压静电离子棒,通电运行1周后,循环水质硬度上升十分迅速,Ca2+含量由原来的300mg/L上升到726mg/L。于是进行不定期地换水,如此持续运行了2个多月,水质一直处在浑浊状态,在此期间,特别关注盐酸工序中石墨二合一炉的运行情况,并利用停炉的机会,排净夹套内存水,打开安装在二合一炉下部金属外壳上的玻璃视镜法兰,检查其石墨外壁的结垢情况,发现石墨外观基本呈原色,没有明显结垢的现象发生。于是用自来水把夹套底部沉积的淤泥冲洗干净,再开车运行。直到206月中旬,由于气温骤然升高,1台循环水泵的流量明显不足,工序上各物料的冷却效果不理想,便开启了循环水工序的3#备用泵。但因为3#泵入口的管口距池底部距离短,所以把沉积在池底部的淤泥和水一起抽上来,导致整个循环水的水质变得浑浊,其浊度高达4×10-5。在这种情况下,整个系统运行了10天左右便发现盐酸二合一石墨炉的石墨外壁又出现爆壁剥落的现象,而且从一级钛冷却器里出来的'氯气温度也由原来的46~48℃上升到59~61℃,进出冷却器的循环水的温差变化也很小,因此判断一级钛管冷却器的列管上又结垢了。

32离子棒失灵原因与解决措施

离子棒在循环水系统应用的一段时间里,确实在管道和设备上起到了除垢防垢的作用,而且效果十分明显,可是在离子棒应用3个月后出现失灵,为此,分析查找原因。先把盐酸工序石墨二合一炉内的存水放净,在放水的过程中,炉夹套内的存水都变成泥浆状,浊度非常高。把安装在盐酸工序循环水支管路上的离子棒卸下来进行检查,发现整个离子棒的表面上都粘满了淤泥,厚约有15mm。在擦拭离子棒上的淤泥后测试其静电场的性能不变,但粘满淤泥的离子棒的电性却大大地减弱。因此认为,导致离子棒失灵的原因是循环水的浊度高于指标要求2×10-5以下。离子棒上被循环水中的淤泥粘满,导致其通电时的静电场衰弱,再加上石墨二合一炉夹套内的水流速缓慢,浊度高的水中的淤泥便逐渐沉积在夹套内,导致循环水在局部环境里的浊度很高,改变了夹套内循环水的自由静电场,所以在炉夹套内温度偏高的底部石墨外壁上又重新出现一层软垢,从而影响了石墨的传热性能,再次导致石墨外壁出现爆壁剥落的现象。基于上述原因,在电解停车换电槽时停止循环水泵的运行,检查安装在总管上的离子棒,发现棒上也吸附一层薄薄的软泥。与此同时,在处理一级钛管氯气冷却器夹套内存水时,同样也发现排放出的存水夹带着大量的淤泥。为彻底把夹套内的淤泥清理干净,开启循环水泵冲洗夹套内的列管间隙,于是大量的淤泥随水被冲洗出来,这证明了电子离子棒在除垢、防垢方面是有效果的。为使电子离子棒能更好地发挥其作用,把盐酸工序的石墨二合一炉上的冷却水进口改为两路:一路仍沿原路走底部;另一路在炉壁上重新开一直径为50mm的进水口,在炉火燃烧部位进水,使大量的冷却水从这里进去,直接去冷却炉膛内的高温处,尽量使该处的水流呈湍流状态,从而避免水中悬浮杂质被吸附在石墨外壁;而从底部的进水量被控制得很小,处于稳流状态,以便让循环水中的淤泥沉降下来,并定期排放,以彻底解决石墨二合一炉夹套内结垢的问题。为了使电子除垢的效果更好,在去氯氢处理工序冷却水的支管上增加1台同样的电子离子棒,使水中静电场的强度能与所要冷却的设备总量相匹配,确保整个氯氢处理系统内的每1台设备都能在强的水中静电场保护之中,完全实现除垢、防垢的目的。为使循环水中的浊度能降低到最低水平,从而增加换热界面的冷却效率,提高设备的工作能力,让电子离子棒处在正常的浊度要求范围内工作。最终决定把导致水质变浑浊的3#水泵停下,开启2#水泵和1#水泵一起为系统供水,因此避免了循环水池中的淤泥在循环水系统中反复地流动和沉积。同时还借鉴兄弟厂家循环水运行的成功经验,把原来闲置未用的砂滤器用来过滤循环水和向循环水池中补充的自来水(黄河水),让循环水中被离子棒除下来的淤泥和悬浮物一起被砂滤器过滤下来,保证循环水质的稳定和减少排水量,并要求定期排放被冷却设备内的底部存水,进一步解决温度高、流速慢的设备内循环水水质不稳的问题。通过采取以上有效的措施,循环水的浊度小于5×10-6,Ca2+含量小于3×10-4,完全达到了离子棒工作条件的要求,因而电子离子棒在循环水系统中更好地发挥了其除垢、防垢以及杀菌灭藻的作用。

4静电离子水处理离子棒的优越性

在循环水系统中使用静电水处理离子棒比加阻垢缓蚀剂和杀菌灭藻剂时的水质更清、更好,同时还有以下优点:(1)减少了加药时的劳动强度,只需定期地巡检电子离子棒的运行是否正常即可。(2)应用电子离子棒是一次性投资,可以使用8~,因此节省了购买阻垢缓蚀剂和杀菌灭藻剂的费用,每年可节约费用3万余元,同时还比原来少排2/3的水量。过滤循环水的砂滤器每周只需强制反冲1次,而每次用水量仅为30mL左右。(3)因为水质稳定,也减少了水质分析频率和分析费用。水质分析由原来的每天1次,可改为每周1次,1年就可以节约分析费用达3万余元。(4)电子离子棒替代化学法处理循环水,使操作和管理简单化,节约了劳动力,也避免了因人工加药不规范而引起的不良后果。

5应用高压静电离子棒时的注意事项

(1)必须有良好的接地设施,系统内的水必须全部持续地流过静电场。(2)离子棒只能安装在金属管道上,必须与金属管道形成稳流的静电场,且管径不能小于76mm,长度不得小于20m(非金属管道使用时,需要辅助电极)。(3)对于已有严重结垢的老系统,要时刻注意局部排污或对水进行过滤,以防对管路和设备堵塞,造成设备内部局部水的浊度大于2×10-5,使电子离子棒失效。(4)要注意加强对流速缓慢和温度偏高设备的底部循环水进行定期排污。(5)要根据水质的浊度情况,不定期地对离子棒表面进行淤泥清理,以确保其良好的使用效果。

6结语

静电离子水处理离子棒在循环水上的成功应用,是在管道和设备上采用新的除垢、防垢、杀菌灭藻方法上实现了新的突破,在循环水系统中真正地实现了循环水排放绿色环保、节能降耗的目的。

篇3：空调水系统中的冷却塔节能性研究论文

空调水系统中的冷却塔节能性研究论文

摘要：通过分析不同因素对冷却塔冷却能力的影响，从运行过程中节约风机、水泵等能耗的观点出发，总结了利用冷却塔节能的各种实施方法。室外空气湿球温度，入口水温，及冷却水量的变化都将引起冷却塔冷却能力的变化。为了用户的最大限度节能，冷却塔的生产厂家在设计与制造过程中应多考虑冷却塔的自控功能，并且提供冷却塔在冬夏两种工况的热工参数。

关键词：冷却塔；温度调节器；节能；冷却塔供冷

冷却塔被广泛地应用于制冷空调系统及工业设备的冷却水系统。对于空调用户而言，冷却塔的功耗在整个空调系统的能耗中也占有一定的比例，而且由于其使用频率高，累计能耗是十分可观的。从节能的角度讲，我们应当对空调系统中冷却塔的耗能给予同样的重视，系统节能应整体考虑。为了适应越来越高的节能要求，我们应该分析影响冷却塔冷却能力的因素，从运行过程中节约风机、水泵等能耗的观点出发，找出冷却塔节能的各种实施方法，在能源日趋紧张的今天，是一项十分有意义的工作。

当前，国内外冷却塔的节能研究(以机械通风湿式塔为主)主要集中在以下几个方面：

(1)改进冷却塔体的结构，优化冷却塔内部构件的布置，使气、水分布均化，减少阻力，提高效率；

(2)改进冷却塔运行方式，减少能耗；

(3)高温水在进入冷却塔之前，先进行一定的“预处理”，使水进入冷却塔后能增大与空气的接触面积和接触时间，以达到节水和节能的目的。

1.冷却塔性能

在制冷空调系统中，冷却塔起着非常重要的作用。从热力学方面考虑有3种基本形式的冷却塔：湿式(蒸发式)、干式、湿干混合式。目前应用较广泛的是湿式(蒸发式)冷却塔。冷却水通过冷却塔与外界空气同时进行着热量和质量的交换，热量分为显热和潜热两部分。冷却水通过冷却塔与外界空气同时进行着热量和质量的交换，热量分为显热和潜热两部分。假若换热量全部为水的潜热，则冷却水降低6℃，蒸发的水量不及供水量的1/100。冷却塔的性能与温度范围和接近度有关。温度范围是指冷却塔出水与进水的温度差。冷却塔的选择与以下几个因素有关：需冷却的热负荷，冷却的温度范围，接近度，湿球温度。

2.冷却塔的冷却能力

冷却塔的冷却作用是通过水与空气进行直接或间接的热、质交换来实现的。为了达到节能的目的，首先我们应该清楚影响冷却塔冷却能力的各个因素，以便在运行过程中采取适当的措施，使冷却负荷与冷却能力相匹配，尽可能地节省能耗。对结构已经确定的冷却塔而言，影响冷却塔的冷却能力的主要因素有：室外空气(湿球)温度、冷却水入口温度、冷却水量及诱导风量等。

(1)室外空气(湿球)温度

冷却塔出口水温度的理论极限值为室外空气的湿球温度。因此，当水量一定，入口水温一定时，室外空气的湿球温度越低，与入口水温之差越大，冷却塔冷却能力就越强。但是我们必须注意的是冷却水温度太低的话，制冷机组的冷凝压力会大幅度降低。因为对于制冷机冷凝器冷凝压力有一个低限，冷凝温度也有一个低温限制，所以冷凝温度过低，将导致制冷机组运行容易出现故障。

(2)入水口温差

当冷却水量一定，室外空气湿球温度一定时，随着冷却塔入口水温的增加，入口水温及出口水温与空气湿球温度之差都将增加，促进了冷却，因此冷却能力会增加。但是对于某一结构形式已确定的冷却塔而言，由于冷却能力的限制，可能使出水口水温有较大的升高，这样可能导致制冷机组的冷凝压力过高，使机组制冷量不足。

(3)冷却水量

当冷却水入口水温、空气湿球温度一定时，冷却水量增加，冷却塔的总容积传热系数也会增加，虽然冷却水温降有所减少，但总的效果还会使制冷能力增加。但也要注意的是，由于水量的增加，将使配管内的腐蚀、管内压力损失增加。因此必须在检验循环水泵，制冷机组及冷却塔等设备的使用条件后才能确定。

3.冷却塔的运行与节能途径

由上所述，室外空气湿球温度，入口水温，及冷却水量的变化都将引起冷却塔冷却能力的变化。因此，如果在运行过程中，当室外空气(湿球)温度变化或冷却负荷发生改变时，充分利用上述特性，采用适当的.措施必然能做到使冷却塔的冷却能力与冷却负荷相匹配，从而节省运行能耗。

(1)通过温度调节器控制风机的启、停

当冬季室外空气(湿球)温度降低时，冷却塔的冷却能力增加，出口水温降低，由温度调节器感知水温，停止风机运转，达到防止水温过低及节能的目的。

(2)通过调速装置改变风机用电机的转速

由于室外空气湿球温度的变化是随机性的，采用调速装置可以改变风机用电机的转速，可以使电机实现无级调速，从而获得更好的节能效果，同时也可以减少风机的启、停次数，延长风机的使用寿命。根据生产的需要预先设定供水温度，由气候气象环境对水温的影响、系统换热条件的改变对水温的影响，用温感探头的实测值反应出来，最终通过调控降温设备的能耗来稳定供水温度，实现自控节能。

(3)风机台数控制

当空调系统有几台冷却塔或每台冷却塔有几台风机时，风量的调节可以通过风机台数控制来实现，根据需要来确定风机开启的台数，因此这种调节手段更强，调节范围更大，且水温比较稳定，尤适合在制冷负荷变化不大而室外空气参数变化大的情况下使用，工业用冷却塔上最为实用。表3-1 为维持冷却塔出水温度32℃不变，室外空气湿球温度变化与风机开启台数变化对应表。风机的开与停，可以采用手动，也可通过温感来实现自动控制。根据测量供水温度的变化，自动调节风机的开、停机数量达到控温节能的目的，从而节省冷却塔风机能耗。

表 3－1

(4)封闭式冷却塔洒水泵的运行控制

当室外空气(湿球)温度降低或者冷却负荷减少时，可通过设置在冷却塔内的温控器关闭洒水泵，节约洒水泵的能耗。当洒水泵停止运行时，冷却水仅仅靠与空气的显热交换来冷却。

(5)冷却塔进水控制

以往的研究基本上局限于冷却塔本身，而对冷却塔的处理对象——待冷却高温水却涉及很少，如果让高温水在进入冷却塔之前，先进行一定的“预处理”，改变气、水之间的传热、传质性能，同样也能达到节水和节能的目的。同济大学[5]做法：以现有的冷却塔为基础，在进水管装上溶气设备(溶气罐或射流溶气器)，利用一定的压力将空气溶于进水中，然后再进行冷却。改进后的冷却塔的容积散质系数比原来提高15％—20％，冷却效率大大提高。

(6)冷却塔直接供冷系统。

在前面已经讲到，在空调的水系统中，通常情况下，被冷却塔冷却的水流经制冷机组的冷凝器，形成冷却塔——冷凝器的冷却水循环环路，系统的另一循环环路为蒸发器——用户的冷冻水环路。如果当室外空气湿球温度下降到某一值时，制冷机组可以停止运行，由冷却塔冷却的冷却水可直接送入用户空调末端，形成冷却塔——用户的循环环路，即冷却塔直接供冷的模式。这样，设计通过两个途径节省能耗：1)停止制冷机组可以节省大部分能耗，2)系统的循环水泵由冷却水泵与冷冻水泵同时运行变成只有冷却水泵运行。

对空调用户而言，所消耗电量为制冷机组、冷却塔、水泵等系统各部分耗电量的总和。因此，节约各部分的耗电量对于用户同等重要，这样才有可能保证系统总体上节能。在空调系统中利用冷却塔节能，可以从改变其自身的运行工况着手，也可以从冷却塔系统的角度，充分利用冷却塔的冷却能力。为了用户的最大限度节能，冷却塔的生产厂家在设计与制造过程中应多考虑冷却塔的自控功能，并且提供冷却塔在冬夏两种工况的热工参数。

4.结论

我国是个淡水严重短缺的国家，而经济确以惊人的速度增长，人民生活水平的提高，使得空调的普及率迅速升高，因此对空调水系统的冷却塔节水节能提出了更高的要求，虽然冷却塔的运行节能往往被忽视，但笔者相信，随着控制技术的不断提高和制造成本的不断下降，冷却塔的节能技术将会被用户更多地接受和采用。冷却塔的节能有多条途径，而且随着研究工作的不断深入，还会有各种新的方法不断出现。各种方法、途径之间不是孤立的，而是相互联系、相互制约的关系。在实际操作中，既可以从某一角度对冷却塔进行节能改造，也可以从多方面综合评价，最终目的都是为了使冷却塔效率达到最优，节能节水率达到最高，以缓解当前紧张的水资源和能源问题。

参考文献

[1] 黄仲杰. 我国城市供水现状. 问题与对策. 给水排水，，24(2)：18—20．

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[8] 陆耀庆主编.《实用供热空调设计手册》.中国建筑工业出版社.1993.6．

篇4：矿井水利用与循环经济分析论文

矿井水利用与循环经济分析论文

摘要：矿井水处理后的利用途径，分析矿井水的利用既保护淡水资源，又实现节能降耗减排，从而促进水资源循环结构的优化。提高企业水资源利用率，降低企业用水成本、提高经济效益、可实现循环经济，增强企业活力。

关键词：矿井水；利用；循环经济

1概述

煤炭行业矿井水是煤矿开采、生产掘进从岩层中涌出来的地下水系，煤炭和水同属资源。矿井水实际上是煤矿生产中排放的地下水，它是煤矿生产过程中的副产品，具有污染才环境和资源化利用的双重性。因为矿井水是生产过程中产生的因此矿井水含有大量悬浮物，未经处理排放后对所流入的河流造成了严重污染。

2矿井水资源

煤炭开采过程产生的矿井水具有行业特点的污染源，又是一种水资源。我国北方地区多数地区缺少,而矿井水未经处理直接外排，造成大量水资源的浪费，又污染环境；将矿井水处理后作为工业用水或生活饮用水，即能解决了当地缺水问题，又能充分利用了矿井水水资源，节省了地下水资源，具有明显经济、环境和社会效益。多年的实测数据表明，矿井水在开采过程中排放量相对稳定，作为水资源其水量是有保证的。矿井水水质状况随矿山开采的.品种、类型、方式以及矿山所处的区域和地质构造等的不同有较大的差异。

3资源再利用与循环经济的关系

目前地下煤炭和水资源经过大量开采，已接近枯竭。废弃物的再循环（Recycle）原则，即最大限度地减少废弃物排放，力争做到排放的无害化，实现资源再循环。循环经济简单从三方面循环，一是企业内部的小循环，二是企业集中区企业之间的中循环，企业集中区内的物质循环为载体，构筑企业之间、产业之间、生产之间的中循环，三是企业与社会之间的大循环，在产业纵向与横向上建立企业间能流、物流和资源之间形成的循环利用，如资源综合利用、废物交换，实现生产废物的污染物低排放或“零排放，形成循环型产业集约群与社会的能源流、物源流的循环经济，实现资源、能流、物流在不同企业之间和不同产业之间的充分利用，形成大的循环经济产业体系。循环经济是在可持续发展的思想指导下，按照清洁生产的方式，对资源及其废弃物实行综合利用的生产活动过程。如煤炭开采———煤———矿井水利用———水资源。矿井水开发利用不仅能在环保、节约水资源、降低用水成本上取得良好的社会效益和经济效益，同时还能节省一笔数量可观的水源建设工程投资。

4矿井水资源与利用

4.1矿井水资源

鸡西是以煤矿为主的矿产资源型城市。煤矿的矿井水是矿井开采过程中产生的地下涌水。为了保障矿井生产和安全，矿山企业投入大量人力、物力将矿井水排出地面。矿井水在开采过程中会受到粉尘和岩尘的污染，是煤矿及其它矿山具有行业特点的废水，这部分废水经处理后，可作为生产、生活和生态用水。我国矿产资源丰富，矿井开采以井工开采为主，为了确保井下安全生产，必须排出大量的矿井水。直接排放不仅浪费水资源，而且也污染环境。对矿井水进行处理并加以利用，不但可防止水资源流失，避免对水环境造成污染，而且对于缓解矿区供水不足、改善矿区生态环境、最大限度地满足生产和生活需要具有重要意义。

4.2龙煤鸡西矿业集团矿井水处理技术方法与利用

4.2.1矿井水处理技术方法

目前对矿井水的利用必须与矿区及周围生产、生活用水结合起来，因需而用，因地制宜。矿区新建项目如电厂、化工、冶金等高耗水行业首先要考虑利用矿井水，替代地下水或地表水，保护有限的水资源。矿井水主要污染物是悬浮物的主要成份是粒径极为细小的煤粉和岩尘。含有悬浮物的矿井水，占东北三省煤矿矿井涌水量的60%以上，水质呈中性，经简单处理煤粉、岩粒等悬浮物可以用于生产、生活和生态用水，采用混凝沉淀的处理方法以实现对悬浮物的去除。目前，对于矿化度不高而悬浮物含量较高的矿井水处理工艺，有较成熟可行的经验，一般采用混凝、沉淀（或浮升）以及过滤、消毒等工序处理后，其出水水质即能达到生产使用和生活饮用标准的要求。水处理主体是以工业用水为方向，部分生活用水需上软化处理设施。瀑气池将水中的沼气、CO2、H2S等有害气体去除，同时将原水中的低价铁、锰氧化成不溶性高价铁、锰等作用，原水池起到集中储存瀑气后的矿井水；净水器则选用KJII型一体化设备，即是集混合、反应、沉淀、过滤等净化工艺为一体的净水器，具有独特的自身冲洗、排污功能，不用另配冲洗水泵，操作管理简便，对原水浓度，水量变化有较好的适应性，进水悬浮物含量一般不超过1000mg/L，最大不宜超过mg/L。净化后出水浊度1mg/L，最大不超过3mg/L，经消毒后可达生活饮用水标准；旋流式煤泥池是起到回收浓缩净水器反冲洗、排污浓煤泥水；多功能池是专用季温上浮水兼原水储水池。目前我公司矿井水涌水量为2857m3/a，矿井水涌水资源十分丰富，经不同工艺的净水过滤处理就可以达到《生活饮用水卫生标准》GB5749-标准要求。

4.2.2矿井水利用

新发矿矿井水经过处理后用于大唐鸡西第二热电厂有限公司，大唐鸡西二热煤矸石热电联产新建工程是集煤矸石、供热、发电、建材综合开发利用一体化的“大型环保节能示范工程采用鸡西市矿区的煤矸石和洗中煤掺烧；工程设计年取水量809万m3/a，首先利用矿井水，不足部分由水库和河水补充。鸡西矿业集团新发煤矿矿井水产生量约330万m3/a，经处理后达到工业用水标准，用于发电用水，矿井水的价格比工业用水的价格低，每吨相差0.2元，每年利用矿井水可节约成本66万元。矿井水的有效利用不仅节约水资源并且减少矿井废水的排放，从中实现了资源、社会、经济多赢。

4.2.3矿井水利用的前景

我国淡水资源严重短缺，而矿井水是一种很好的水资源。要解决这些结构性问题，必须通过调整资源结构的办法来实现。其中，大幅度地利用矿井水，既保护淡水资源，又可腾出淡水用于生活与农业用水的更大空间，从而促进水资源结构的优化。此外，这也是企业降低用水成本、提高经济效益、增强竞争力的有效措施。由于各地区矿井水资源情况及矿井水利用的基础和条件不同，对矿井水利用采取不同区域，不同矿区因地制宜地选择矿井水利用发展方向，以最大限度地提高矿井水利用率，增加经济效益，保护矿区生态环境，保护用水安全。

5结论

矿井水在原有处理工艺的基础上，进行深度处理，使其符合一定的水质标准，然后回用于对水质要求不高、需求量又很大的行业，既可以节省大量的洁净水，缓解了用水的供需矛盾，又可以减少排污，实现污水资源化，在经济、社会、环境效益方面都具有现实和长远意义。

参考文献

[1]中华人民共和国循环经济促进法》.

[2]矿井水利用专项规划》国家发展改革委组织编制.

作者：邓华1 李朗2 单位：1.鸡西市环境监察支队 2.鸡西市环境监测中心站

篇5：浅谈循环流化床锅炉调试过程中新技术的应用及经验工学论文

浅谈循环流化床锅炉调试过程中新技术的应用及经验工学论文

1、前言

CFB锅炉是近二十年来国际上研究出的先进的清洁燃烧锅炉。这种锅炉燃烧技术具有燃料适应性广、燃烧效率高、排出的灰、渣容易综合利用、负荷调节范围大等特点，已在世界范围内得到了广泛的引用和发展。徐州龙固坑口矸石发电有限公司一期工程两台55MW发电机组，配套两台240T/H循环流化床锅炉。锅炉型号：UG―240/9.81―M2型，是无锡华光锅炉有限公司引进中科院工程热物理研究所循环流化床燃烧技术，结合自身生产循环流化床锅炉的经验设计而成的高温高压循环流化床锅炉。型式为单汽包，自然循环，高温汽冷分离器，平衡通风，炉前给煤、炉后返料，锅炉全刚架π型布置。锅炉2004年11月26日开始烘炉调试。

2、耐火、耐磨材料的分布及烘炉的目的

由于CFB锅炉的燃烧和传热机理同煤粉炉不同，炉膛内灰尘颗粒度较大，受热面受到固体颗粒的连续不断的冲刷，磨损情况较严重。其中受热面管、二次风管入口、落煤口、分离器等部位磨损较大，故障率较高。因此必须对CFB锅炉这些易磨损部位复盖耐火材料层，进行防磨处理。耐火材料主要分布在如下几个部位：

（1）点火燃烧器：锅炉启动点火区，布置有点火油枪。燃烧区中心温度高达1600℃以上，故此处布置耐火、保温材料。防止燃烧器烧损，减少热量损失。

（2）一次风室：一次风室指风帽下部、点火燃烧器、一次风道交界处风箱。它因为承接点火器产生的高温烟气，故布置耐火保温材料。

（3）炉膛下部燃烧区：此处呈倒锥体型，是床料密度最高的'地方。在这里是床料、锅炉燃料、脱硫剂石灰石混合区，物料通过布风板被一次风流化。这里是锅炉主燃烧区，床料流化，燃料加热、燃烧、破碎、再燃烧，整个区域扰动剧烈，因此耐磨耐火材料覆盖范围从布风板开始到水冷壁直段与斜段交界处，以防止密相区流化床床料的磨损。

（4）炉膛前部受热面迎风处：前部炉膛布置有水冷屏、屏式过热器，吸收辐射热，其下部为迎风区，磨损较严重。在这些受热面下部覆盖耐火、耐磨材料防止受热面磨损

（5）炉膛出口：此处是变径区，风速加快，流向改变，磨损较大，故采用耐火耐磨材料保护。

（6）汽冷分离器：此处烟气旋转流动，且携带大量灰尘颗粒，是返料分离区，磨损较大。故设有耐火、耐磨材料保护。此处设计是CFB锅炉特有设计。

（7）料腿与返料回送装置：返料温度在850――950℃，为保护设备设计有专用耐火保温料。

（8）尾部烟道轻型炉墙。内部布置有省煤器。

锅炉耐火、耐磨材料施工严格按照国家有关规定和锅炉厂设计施工，监理公司严格把关，对整个施工过程全程监控，从材料的进场验收、材料施工配比、施工尺寸全面把关，保证了施工质量。

由于在耐磨耐火浇筑料砌筑安装过程中，材料掺水后施工。工程结束后，炉墙内含有大量水分。而耐火耐磨材料的工作温度高达850-950℃。为保证这些浇筑部位在投入生产时不会因为水分的急剧蒸发造成裂缝、凸起、错位，严重时脱落等不正常现象发生，保证耐火耐磨材料的使用寿命，所以锅炉投运前必须进行烘炉。整过烘炉过程由低温到高温使浇筑料中的水分缓慢蒸发逸出，提高浇筑料的使用可靠性。

3、烘炉方法的选择

（1）传统烘炉方法――低温段用木材烘炉；中温段投点火油枪烘炉；高温段投煤点火烘炉。这种方法虽然也能起到烘炉的作用，但它存在以下几方面不足：

A、低温段、中温段温控不均匀。低温段投木材点火，火焰散热范围有限，靠近木材附近，温度急速升高无法控制；而远离木材火堆的地方又短时间无法提高温度。如炉膛下部用木材点火烘炉，则炉膛下部密相区部位温度开始点火温度就达到100℃以上，甚至150℃以上，而炉膛出口在点火几个小时后仍然达不到50℃。当炉膛出口温度达到100℃时，密相区温度已超过200℃。这就导致温控不均匀，不能达到理想的烘炉效果。

B、温升控制不均匀。木材烘炉提高温度时，经常出现提升温度很慢，而当烟气温度提高后往往控制不住，超过规定值。中温段投点火油枪烘炉，油枪投入后烟气温度迅速升高，短时间超过150℃，导致点火燃烧器部位烘炉效果差。

C、烘炉部位不能完全达到要求：返料小室至炉膛段斜料腿形成死点，烘炉不完全；分离器面积较大，且此处呈负压，热烟气未及时放热，便排走。烘炉效果差。

D、木材烘炉环境卫生差，使用劳动力多，影响现场整体安全。

（2）热烟气分段烘炉技术；通过专用烘炉机，生成高温烟气进行烘炉。采取分段烘炉技术，具有烘炉时间短、烘炉效果好等特点。

A、烘炉设备：专用烘炉机（烘炉机配备小流量油枪，最高流量不超过100公斤/小时。油枪通过压缩空气雾化，燃烧效率高）

B、烘炉方式：采用热烟气分段烘炉。根据锅炉砌筑部位的不同，通过砌隔墙的方式将不同受热面分成6个区进行烘炉（点火燃烧器区、炉膛区、斜料腿区、返料回收装置区、分离器区、尾部炉墙区）

C、烘炉特点：油枪雾化片小，容易控制烟气温度，达到理想的烟气温度，温升基本达到烘炉方案要求。因为分段烘炉，区域内基本处于微正压状态，热利用率高，节省燃料；区域划分合理，没有死角。

D、烘炉时间：控制在7――9天，整体烘炉时间短，有利于整体时间安排

（3）基于两种烘炉方法的比较，结合工程进度紧等情况，我公司确定采用高温烟气分段烘炉方法，委托宜兴市方圆烘炉工程有限公进行烘炉。

4、烘炉的主要步骤和方法。

根据耐火耐磨材料厂家烘炉方案要求，240T/H锅炉耐磨耐火浇筑料烘炉主要分为三个阶段：

第一阶段为110℃低温养护阶段

第二阶段为250-500℃中温养护阶段

第三阶段为850℃高温养护阶段

我公司烘炉采用12台烘炉机同时、分段烘炉。其中点火燃烧器区域两台烘炉机；炉膛区域两台烘炉机；斜料腿区域两台烘炉机；返料回送装置区域两台；分离区域两台；分离器出口至尾部烟道区域两台。

11月26日下午14：00锅炉烘炉开始，从点火燃烧器开始，此处设置两台烘炉机。（每只燃烧器一台）首先启动一台烘炉机，控制温升为10℃/h；两小时后停止此台烘炉机，启动另一台，同样控制温升为10℃/h。四小时后启动燃烧器处两台烘炉机烘炉。12小时后温度升至120℃，恒温48小时。在燃烧器点火烘炉后6小时后开始，其他部位陆续开始烘炉，启动烘炉顺序由下至上，每四小时启动两台烘炉机。至11月27日16：00，12台烘炉机全面启动分六个区域开始烘炉，具体烘炉方法如下：

1、11月26日14：00――11月27日16时，烘炉各区域分别以10℃/h的升温速度先后达到110――120℃。恒温48小时。

2、11月29日16：00开始升温，温升速度为：6℃/h到11月30日2：00时，温度升180度至，恒温12小时。

3、11月30日14：00开始升温，温升速度为：7℃/h到12月1日0：00时，温度升250度至，恒温12小时。

4、12月1日12：00开始升温，温升速度为：10℃/h到12月2日0：00时，温度升370度至，恒温36小时。（附注：点火燃烧器、返料回送装置温度已升至500℃，有烘炉公司专人控制）

5、12月3日12时开始逐步降温减少烘炉机台数。至12月3日22时停止烘炉机，自然降温。24小时后开启人孔门通风降温。温度低于30℃，检查浇筑料烘炉效果，有无脱落、开裂、现象。

6、检查确认后，拆除烘炉机，恢复系统装入床料，启用点火油枪再次点火。控制温升15℃/h，升至180℃，恒温4小时。按温升20℃/h，升至380℃，恒温4小时。温升20℃/h，升至550℃，恒温4小时，投入固体燃料助燃，按温升35℃/h，升至850℃，恒温4小时。按温升50℃/h床温升至900，锅炉进行蒸汽吹管。

锅炉点火烘炉后，所有操作必须以安全为第一原则，发现问题及时解决问题。整个烘炉过程受控，其间温度的控制保持在可允许的范围内，以满足烘炉曲线为原则。烘炉后龙固电厂工程部、监理公司、浇筑料厂家、宜兴市方圆烘炉工程有限公代表共同检查，表明此次烘炉效果较好，没有脱落现象，局部裂缝在1.5mm以内,在允许范围内。

5、结论

在各单位精心组织和安排下，我公司#1锅炉烘炉取得较好效果。本次烘炉采用热烟气分段烘炉法烘炉有以下特点：

（1）、温升控制合理、在允许范围内。

（2）、烘炉没有死角，燃烧器、斜料腿、返料回送装置、汽冷分离器都得到较好的烘炉效果

（3）节省时间，比木材加油枪的烘炉方法少用10天左右。

总之采用烘炉机烘炉，利用热烟气分段烘炉是一种很好的烘炉方法。

参考文献：

1、耐火材料使用说明河南东方耐火材料厂

2、热烟气烘炉技术宜兴市方圆烘炉工程有限公司

3、240h/h循环流化床锅炉烘炉方案华东电力调试所

4、徐州龙固矸石发电有限公司240t/h循环流化床锅炉资料无锡锅炉厂

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