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润新浮动床控制阀在热网换热站软化水处理中的应用

换热站是把锅炉供热一次热网得到的热量,连续地转换为向用户供热及采暖用水的二次热网交换站。即热水(或蒸汽)从机组的一次热网侧入口进入板式换热器进行热交换后,从机口一次网侧出口流出;二次热网侧回水经过滤器除去垢渣后,通过二次侧循环水泵进入板式换热器进行热交换,生产出与采暖、空调或生活用水等不同温度的热水,以满足用户的需求。所有热网所供热水及采暖用水,都需要软化处理,大量润新软化阀被应用在换热站。


中国北方某城市集中供热换热站,原水为市政所供自来水,平均硬度8.5mmol/L,浊度不大于5NTU,要求软化水处理系统出水流量不低于19m3/h、出水硬度小于0.03mmol/L,而且要求采用中央集中控制、出水硬度自动检测,盐水罐自动监控盐水浓度,缺盐时自动报警。


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应用在换热站的“润新阀”


该换热站由于所用原水平均硬度高达8.5 mmol/L,超过普通固定床单级软水器进水硬度的最上限要求(标准为不大于6.5mmol/L),而且换热站对软水水质要求较高,普通单级固定床软水器很难满足要求,二级钠离子交换软化处理则设备成本高。为此设计采用增高树脂层的浮动床软水处理系统。


该换热站原水浊度虽然低于5NTU,但由于浮动床罐内几乎装满树脂,没有反洗空间清洗树脂,若进水浊度偏高易污染树脂,从而显著影响浮动床的运行出力和出水质量,因此在软水器系统前设置精密过滤器,以满足浮动床进水浊度不高于2NTU的要求。


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浮动床自动控制软水处理系统


该软水系统配置了2套直径为Φ700×2300mm的浮动床树脂罐,罐内填装钠离子交换树脂至离上布水器10cm高,单罐出水流量20m3/h。选用两台润新93620(F95C3)浮动床自动控制阀,配套一个润新42020(F80)电动三通阀,实现一用一备。同时为了保证制水运行过程中,上浮的树脂不会乱层,浮动床进水采用变频加压泵供水,保持进水压力恒定,以确保出水硬度小于0.03 mmol/L。另外,为了提高再生效果及出水硬度快速合格,采用软化水进行再生时的吸盐、慢洗和向上顺洗。例如当1#罐检测出水不合格或者制水量达到设定值时,通过42020(F80)电动三通阀切换,2#罐运行制水,1#罐启动再生,93620(F95C3)软水阀控制电动球阀打开,开启再生泵,抽取软化水进行1#罐再生;1#罐再生结束后电动球阀关闭,再生泵自动停止,1#罐处于备用状态。


该软水系统总出口配置润新44310(F84)出水硬度在线监测器,自动测定出水硬度,当出水硬度超标(超过0.03mmol/L时)时,发出信号到PLC控制柜,PLC控制柜发出指令给93620(F95C3)控制阀的远程控制端口,自动启动再生。在盐水罐中安装密度在线检测器,实时监测盐水密度,当发现盐水密度低于1.2g/cm3时(说明盐水未达到饱和),发出信号至PLC控制柜并启动自动溶盐系统。


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93620 F95C3(图左)42020 F80(中)44310 F84图右


在系统总出水口加装电动阀门并与软水箱中设置的水箱液位控制器连接,当软水箱液位达到高液位时,总出水口的电动阀门自动关闭;当软水箱处于低液位时,出水口的电动阀门自动打开补水。


通过中控系统设置,自动控制无负压变频供水系统、过滤器系统、浮动床离子交换系统、出水硬度在线监测系统、盐液密度在线监测系统、水箱液位控制器以及再生泵的启动和停止等。


其中软水处理系统主要是利用93620(F95C3)控制阀内部干触点信号,控制42020(F80)电动三通阀自动转换、控制再生泵的启动和停止,并将信号传输给PLC控制柜,对外输出两个控制阀的运行、再生远程信号。利用44310(F84)在线监测器的内部干触点信号,在测得出水硬度不合格时,自动发出信号传输给PLC,并对外输出远程报警信号,同时将启动信号传输给93620(F95C3)控制阀,强制启动失效罐的再生,并引发42020(F80)电动阀的转换,启动备用罐的运行。

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换热站水处理系统配置及自动控制器连接示意图


假如采用20m3/h普通固定床软化水系统处理高硬度水,需要采用二级软化,配置4个树脂罐(2套×2个罐串联二级软化,一用一备)或3个树脂罐(轮流2个罐串联,1个罐再生)。


而相比之下,浮动床只需配置2个罐,投资少,产水周期长,节约再生水耗20%,即减少废水排放20%,并降低了盐耗、水耗;系统采用自动监测、自动运行和再生,在确保出水水质的同时,节省了人工操作和检测,降低了运行的人力成本。该水处理系统自2018年10月完成安装并投入使用以来,一直运行状况良好,出水质量合格。


※ 本案例由青岛迪美热电设备有限公司提供