实现水系统精准控制，降低制水过程工艺水耗

实现水系统精准控制，降低制水过程工艺水耗

杨光

（河南中烟工业有限责任公司许昌卷烟厂， 河南许昌  461000）

摘要：2016年动力部用水占全厂用水77％，作为全厂主要用水部门，如何降低制水过程中的工艺水耗，实现水系统精准控制，是深入贯彻落实公司及厂部“节能降耗”的战略要求，找到水耗过大的关键因素。近期，能管中心运行工在化验锅炉水箱硬度时，经常发现硬度小范围超出工艺标准，导致换罐，并对原钠罐强制再生，极大地浪费了水资源。这些问题不仅不利于设备稳定运行，而且造成出水不达标对设备存在着潜在影响和水资源的极大浪费。

关键词：水系；控制；制水；水耗

1盘式过滤器堵塞。

软化水系统一般都有全自动浮动床钠离子交换器去除自来水中的硬度得到软化水供生产使用，但全自动浮动床钠离子交换器运行一段时间后去除水中硬度的能力降低，需要定期用盐水再生里面的树脂，使树脂恢复活性，才能恢复去除硬度的功能。但盐水需要的盐一般为工业用盐，工业盐较脏，杂质较多，盐水较浑浊，这样在盐水管道端口处一般都安装有盘式过滤器，过滤器经常堵塞，加盐量容易不足，影响全自动浮动床钠离子交换器去除水中的硬度效果。根据工艺标准，盘式过滤器堵塞的现象为盐泵压力低，在钠罐再生过程中配比浮子不起。

2液动阀控制水源不稳定。

软水处理的氢床、钠床再生、反洗、正洗、产水环节都采用多路阀控制器控制液动阀的开、闭，原设计采用市政自来水管网的压力（0.35—0.45MPA）作为液动阀控制水压，但是由于自来水管网压力存在波动或者一旦自来水突然用量巨大被其他支路分流，都可能存在液动阀关闭或打开不到位，甚至倒流现象，导致产水水质波动甚至不合格。

3供水泵变频器出现过流报警现象。

4台锅炉供水泵公用一台变频器负责向锅炉中间水箱提供锅炉软化水和为钠离子罐提供反洗水源的作用。当锅炉中间水箱处于低水位时，电动阀开启，利用锅炉泵为锅炉中间水箱送水。由于送水量巨大，电机输出流量过大，超出电机设计流量，导致变频器过流报警、停机，引起反洗水压低、水量不足，钠罐反洗不充分，影响钠罐出水水质。随即，供水泵工频运行又会引起超压报警和电能的浪费。

4水处理系统缓冲罐相续破损。

水处理缓冲罐启到系统稳压和压力微调的作用。近期，由于缓冲罐气囊内部的进水压力与外部的气压不平衡（厂家技术标准为0.2MPA，随着时间推移，缓冲罐内部会有少量气体泄露，造成罐内气体压强低于技术标准)，水处理系统缓冲罐里的橡皮囊相继破损，导致缓冲罐失效，需修理工逐个更换。并增加了制水成本和锅炉供水泵变频启动次数（降低变频器使用寿命和浪费电能），增加了根据设备台账，我们统计出气囊的使用周期。

5盐液浓度过高且不稳定。

现阶段，每个工作日的上午九点，有加盐工向溶盐池加入10袋工业用盐。对7月份盐水池盐液浓度进行化验统计（每日化验六次，每四小时1次）。由于盐液浓度过高且不稳定，盐水池中的再生盐液浓度缺乏监测和控制，这种情况下直接供给钠浮床，进入钠浮床中的盐液浓度会普遍偏高。再生时对钠床进行正、反清洗时，高浓度的盐液被排出，其中多余的盐被浪费，并造成罐体内残留较多的盐渍，增加后期清洗钠浮床的工作量，浪费大量的水。

6钠离子再生正洗时间设定不合理。

正洗程序: 打开钠浮床进水阀和正洗排水阀，将残留在树脂层内的不合格水排净,正洗流速与运行流速（50T/H）相同。现阶段，能管中心操作工将正洗时间设定为1500秒，正洗过程耗费1500*50/3600=20.83吨自来水，耗费量巨大。下一步，我们通过做实验的方式，在出水满足工艺指标的前提下重新设置正洗时间，以此节约用水。

7项目实施过程

7.1查找原因

针对实现水系统精准控制，降低制水过程工艺水耗这个问题，车间技术组经过详细分析及论证，主要原因如下：

（1）盘式过滤器堵塞（2）液动阀控制水源不稳定。（3）供水泵变频器出现过流报警现象。（4）水处理系统缓冲罐相续破损。（5）盐液浓度过高且不稳定。（6）钠离子再生正洗时间设定不合理。

7.2采取措施

（1）对盘式过滤器进行改进。根据过滤器内部构造，在过滤器上安装一个反洗排水管，再安装一个正洗排水管，并在相关管道上安装电磁阀，当运行一段时间过滤器堵塞时，通过反洗和正洗清洗过滤器，降低人工拆开过滤器清洗的频率，提高过滤器运行效率又降低人员劳动强度。（2）改变液动阀控制水源。我们对水处理系统进行查看，循环水泵压力恒定且较高，作为液动阀的控制源。（3）设置供水泵变频器频率。小组成员进行实验，将送水阀门开到一半位置，查看变频器频率为30Hz,电流值为3.35A，当送水阀门开到3/4时，查看变频器频率为45 Hz，电流值为8A，达到供水泵额定电流。我们就设定变频器频率为45 Hz。（4）在缓冲罐管道底部加装检修阀门。在缓冲罐进水管道加装DN15的阀门，定期观察压力表看缓冲罐内部气压是否达到2公斤（步骤：关闭缓冲罐进水阀门，打开新加的阀门将橡皮囊的水排干净，观察压力表的压力）。若气压未达到2公斤，及时补充压缩空气。（5）在盐水配比后端、盐水进入钠罐前段，加一个在线水质食盐量检测控制计，信号反馈到上位机上，由能管中心运行工监控盐水浓度。在控制计界面上设定盐水浓度低于、高于8%时进行报警（即将盐水浓度控制在8%），并将报警信号通过PLC反馈到上位机上，通知运行工提醒加盐工加盐。现场也有声光报警，当加盐工向溶盐池加盐到饱和时，上位报警和现场报警同时消失，加盐结束。

（6）将正洗时间设定为1200秒。我们通过做实验的方法，以50秒为单位，逐步减少正洗时间，当正洗时间降为1200秒时，达到一个黄金分割点，且出水硬度符合工艺标准。

8项目取得效果

（1）减少人工拆开过滤器清洗的频率，提高过滤器运行效率又降低修理工劳动强度。增强了全自动浮动床钠离子交换器去除水中的硬度效果。

    （2）液动阀控制水源压力始终维持在0.4MPA，保证了液动阀正常开启、闭合，杜绝了液动阀误动作。

（3）变频器不在出现过流报警、停机，反洗水压正常、水量充足，钠罐反洗充分，钠罐出水水质正常并且不再出现超压报警现象，节约了大量电能和有效的延长了变频器的使用寿命。

（4）水处理系统缓冲罐气囊达到理论寿命。经过改造后，组织修理工及时对缓冲罐气囊定期检测，保证气囊压力始终达到工艺标准。由于气囊在工况情况下工作，其预期寿命达到理论寿命10年。

（5）基本实现了配比后盐水的实时精准控制和上位显示，能管中心操作工通过直观的数据查看，判定是否需要加盐工进行加盐。有效的避免了盐水浓度低造成的再生不彻底，影响出水水质；同时解决了盐水浓度高，再生时对钠床进行正、反清洗时，造成罐体内残留较多的盐渍，增加后期清洗钠浮床的工作量，节约大量的工业盐。

（6）有效的减少了正洗时间，且钠离子罐出水水质符合工艺标准。正洗1200秒，即可将钠床中残留的再生液清洗干净

9主要创新点

9.1投资小

在线水质食盐量检测控制计参与对配比后端的盐液控制，盐液浓度始终稳定在8%，钠罐出水硬度不合格几乎为0，且投资较小。仅需将在线水质食盐量检测控制计输出的4—20mA电流信号接入PLC模拟量输入端口，通过网络，连接到服务器，再连接到上位机上，通过IFIX软件，看到在线测量值。

9.2改造方便。

改进盘式过滤器、改变液动阀控制水源、设置变频器频率、在缓冲罐管道底部加装检修阀门、将正洗时间设定为1200秒，均是在原设备基础上经过测算或实验进行的改造，对原设备的功能、作用无任何影响，且改造过程简单、方便，功能、实用性较强。

9.3效果明显。

钠离子罐出水质符合工艺标准，特别是盐液浓度低对制水水质的影响降低为0。

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