Sistem de tratare a apei de alimentare a cazanelor

Procesul de tratare a apei de alimentare a cazanelor:

Principalii contaminanți care trebuie eliminați sunt duritatea, fierul, siliciul, sodiul și clorurile. Procesul de pretratare de bază elimină materia în suspensie și particulele înainte de osmoza inversă și, în cele din urmă, deionizarea în pat mixt sau în dispozitivul EDI. Pretratarea RO constă de obicei în coagulare, floculare, clarificare, filtrare pe nisip, ultrafiltrare etc. Esential 100% din particulele în suspensie trebuie îndepărtate în pretratare. RO elimină aproximativ 98% de TDS din apa brută.

La ultimul pas se utilizează patul mixt sau EDI pentru a îndepărta ionii reziduali, producând apă ultrapură pentru alimentarea cazanului. Rezistivitatea apei produsului este de obicei peste 10M3. comparația dintre patul mixt și EDI este prezentată mai jos.

În funcție de informațiile furnizate de client, ajutăm la proiectarea sistemului de purificare a apei personalizat pentru clienți, luând în considerare investițiile, spațiul, calitatea produselor etc.

Ce este sistemul de tratare a apei de alimentare a cazanelor?

Terapia apei de alimentare a cazanelor este esențială pentru generarea sigură, eficientă și reputabilă a aburului în instalațiile industriale și energetice. Cazanele transferă căldura în apă pentru a crea abur. Calitatea superioară a apei de alimentare afectează în mod semnificativ durata de viață, eficiența și siguranța sistemului. Apa netratată prezintă contaminări care declanșează scalarea, deteriorarea, transferul și murdărirea la temperaturi/presiuni ridicate. Aceste probleme minimizează eficiența termică, cresc consumul de combustibil și pot declanșa defectarea echipamentelor, timpi morți costisitori, întreținere și pericole de securitate

Terapia protejează bunuri precum tuburile cazanelor, tamburii, supraîncălzitoarele și turbinele eoliene prin eliminarea sau neutralizarea impurităților dăunătoare, menținerea unui transfer optim de căldură, reducerea pierderilor de energie și prelungirea duratei de viață a dispozitivelor. De asemenea, asigură abur de înaltă calitate, esențial pentru procesele din aval, cum ar fi producția de energie și de fabricație, unde aburul greu poluat poate afecta echipamentele și poate compromite calitatea ridicată a elementelor.

Neglijarea terapiei are efecte financiare substanțiale: pierderi de performanță din cauza depunerilor, opriri neintenționate, defectarea prematură a echipamentelor, creșterea costurilor cu gazele, scăderea profiturilor și întreținere mai mare. Prin urmare, investiția în terapie robustă este o necesitate economică, nu doar una de guvernare.

How Is Boiler Feed Water Working Process? 

Un sistem tipic utilizează etape consecutive pentru a elimina poluanții. Configurarea depinde de calitatea înaltă a apei brute și de tipul/presiunea cazanului

Fazele obișnuite:

1. Pretratare: Elimină solidele în suspensie mai mari, turbiditatea, uneori scade duritatea/organice. Se compune din filtrare, clarificare (coagulare, floculare, sedimentare), filtrare (mediu, membrană), condiționare (schimb de ioni, var), carbon declanșat (clor, substanțe organice)
2. Demineralizare principală: Elimină majoritatea sărurilor/ionilor dizolvați. Tehnologii: Osmoza inversă (RO). (de obicei după dedurizare/pretratare, electrodializă inversă (EDR).
3. Sprucing Up (Demineralizare avansată): Realizează o puritate ridicată pentru cazanele de presiune medie/înaltă, scăpând de urme de ioni/gaze. Tehnologii: Schimb de ioni (cu mai multe paturi, cu paturi mixte pentru cea mai mare puritate posibilă), Electrodeionizare (EDI/CEDI) (de obicei după RO .
4. Dezaerare: Elimină oxigenul dizolvat/CO2 pentru a evita rugina. Abordări: Degazare termică, în vid, cu strat de membrană.
5. Condiționare chimică: Include substanțe chimice pentru apa de alimentare/fierbere pentru controlul pH-ului, eliminarea oxigenului, condiționarea continuând să fie solidă.

Apa tratată alimentează cazanul. Condensul de retur este colectat, limpezit și combinat cu apa de adaos pentru a minimiza necesarul de apă proaspătă.

Sistemele reale diferă în funcție de necesități și de apa brută.

What Technologies Are Used For Boiler Feed Water Treatment System?

Echipamentele fac uz de tehnologii fizice, chimice și termice, de obicei integrate.

• Informații și filtrare: Acțiuni preliminare pentru punerea în așteptare a solidelor/turbidității. Coagularea/Flocularea/Sedimentarea utilizează substanțe chimice pentru aglomerarea particulelor în vederea eliminării. Purificarea mediilor utilizează paturi granulare. Purificarea stratului de membrană (MF, UF) utilizează porii pentru a elimina biții, bacteriile, infecțiile; UF elimină siliciul coloidal, utilizat înainte de RO.
• Înmuiere (schimb de ioni): Înmuierea cu sare elimină duritatea (Ca, Mg) prin înlocuirea lor cu sare pe material. Restaurarea rășinii cu saramură.
• Osmoza inversă (RO): Procedură cu membrană care îndepărtează ~ 99% de săruri dizolvate, siliciu, substanțe organice, bacterii sub stres ridicat. Pretratarea previne murdărirea.
• Răsturnare electrodializă (EDR): Procedeu electrochimic care utilizează membrane și câmp electric pentru a elimina sărurile. Răsturnarea polarității minimizează depunerile de calcar. Se ocupă de solide în suspensie mai mari decât RO.
• Demineralizare (schimb de ioni): Pentru puritate ridicată, elimină aproape toți ionii. Sistemele cu două paturi/multi paturi utilizează paturi diferite de cationi/anioni. Sistemele cu pat mixt integrează materiale pentru cea mai mare puritate.
• Electrodeionizare (EDI/CEDI): Încorporează rășini, membrane, câmp electric. Scapă constant de urme de ioni fără regenerare chimică. Etapa de împrospătare după RO.
• Deaerare (termică, aspirator, strat de membrană): Încălzirea termică încălzește apa pentru a elimina gazele. Vacuumul reduce presiunea. Membrana utilizează membrane permeabile la gaze.
• Condiționare chimică: Injectează substanțe chimice pentru controlul coroziunii, evitarea calcarului, monitorizarea nămolului. Oxigen Scavengers elimină DO. Controlul pH-ului (caustic, amine) menține pH-ul. Inhibitorii de gamă/dispersanții protejează împotriva calcarului dur.

Opțiunea tehnologică depinde de apa brută, de puritatea necesară (stresul cazanului) și de economia de afaceri.

Cum proiectăm sistemul de tratare a apei de alimentare a cazanelor?

Proiectarea este complexă, luând în considerare tipul/presiunea cazanului, scala sistemului și calitatea apei brute.

• Tipul/presiunea cazanului: Cea mai mare parte a factorului considerabil pentru nevoile de puritate. Presiunea joasă ( 60 bar) necesită o puritate extrem de ridicată ( solide reduse, siliciu, gaze), necesitând un tratament în mai multe etape (RO, lustruire cu pat mixt IX sau EDI), dezaerare eficientă. Eliminarea siliciului este esențială la presiuni ridicate. Cazanele din oțel inoxidabil au nevoie de apă cu conductivitate extrem de redusă.
• Dimensiunea sistemului/aplicație: Scara (comercial mic vs. energetic mare) influențează capacitatea/redundanța. Instalațiile uriașe au nevoie de sisteme constante, de încredere. Aplicația (proces de încălzire a locuinței, energie, farmaceutică) determină puritatea; vaporii turbinei necesită o puritate ridicată.
• Calitatea apei brute: Profilul poluantului dictează seria de inovații. Solidele mari necesită clarificare/filtrare. Fermitatea ridicată necesită înmuiere. TDS/silica ridicată necesită RO/EDR. Gazele mari necesită dezaerare. Substanțele organice mari ar putea necesita utilizarea carbonului/AOP.
• Considerații economice: CAPEX și OPEX sunt vitale. Sistemele complicate vă costă mult mai mult. Analiza prețului ciclului de viață (LCCA) contrastează opțiunile [61] Energia, substanțele chimice, înlocuitorul membranei/rezinei, eliminarea gunoiului sunt factori OPEX.
• Conformitate cu reglementările: Apa de alimentare trebuie să îndeplinească cerințele (ASME, ABMA, VGB, EN) și reglementările ecologice.Restricțiile impuse de cerințele stabilite în funcție de tipul/presiunea cazanului.
• Spațiu/ amprentă la picior: Suprafața disponibilă afectează alegerea tehnologiei moderne (de exemplu, IX necesită mult mai mult spațiu decât RO/EDI).
• Generarea de deșeuri: Tehnologiile produc deșeuri diferite (saramură, substanțe chimice uzate). Costurile de eliminare/reglementările influențează selecția. Tendințele urmăresc să nu se evacueze absolut niciun lichid (ZLD).

Stabilirea echilibrelor a necesitat puritate (tipul/presiunea cazanului de încălzire centrală), caracteristicile apei brute și elemente economice/de mediu.

Monitorizare, control și evaluare a eficienței

Urmărirea și controlul garantează o calitate constantă a apei și o funcționare eficientă. Monitorizarea în timp real identifică din timp variațiile și problemele.

Criterii de trucuri ținute sub control:

• Conductivitate: Ionii totali dizolvați; indică gradele de impuritate. a urmărit la faze pentru a evalua performanța. Etapele conductivității cationilor anioni duri în sisteme de înaltă puritate.
• pH: Aciditatea/alcalinitatea; esențiale pentru controlul deteriorării. Monitorizat în apa brută, tratată, apa din cazanele de încălzire centrală.
• Oxigen dizolvat (DO): Crucial pentru controlul ruginei. Trebuie să fie extrem de redus (< 5 ppb) în apa de alimentare pentru cazanele de înaltă presiune. Analizoarele de pe internet verifică performanța dezaeratorului.
• Siliciu: Vital în sistemele de înaltă presiune pentru a preveni depunerile de calcar/turbină. Analizoarele de pe internet asigură respectarea restricțiilor.
• Duritate: Se verifică după înmuiere. Analizoarele online oferă o verificare continuă.
• Sodiu: Urmărite în sistemele de înaltă puritate după IX/EDI.
• Alcalinitate: Supravegheat pentru a controla spumarea, transferul, coroziunea caustică.
• Turbiditate: Solide în suspensie; afișează filtrarea/clarificarea și fixează membranele.

Tehnici de monitorizare/control:

• Analizoare online: Dimensiuni constante, în timp real (pH, conductivitate, DO, siliciu etc.). Utilizați unități de detecție avansate.
• Faceți rost de eșantioane/analize de laborator: Verificări periodice pentru confirmarea informațiilor on-line și evaluarea parametrilor necontinuu.
• Sisteme de control: PLC/DCS automatizează procedurile pe baza semnalelor online (pompe, supape, dozare, regenerare).
• Achiziționarea/gestionarea datelor: Colectează, stochează, examinează informațiile pentru a detecta tendințe, performanțe, probleme. Cloud/IoT utilizate pentru supraveghere în timp real, analiză, acces de la distanță.
• Dozarea automată a substanțelor chimice: Integrează monitorizarea online pentru a gestiona cantitățile de produse chimice pe baza datelor în timp real.

Performanța este analizată în raport cu specificațiile privind apa de alimentare (producătorul cazanului, standarde precum ASME). KPI-urile includ: consistența calității superioare a apei tratate, eficiența eliminării poluanților, utilizarea substanțelor chimice/energiei, frecvența regenerării, eficiența stratului de membrană, prețul evacuării. Datele ajută la anticiparea întreținerii și reparării. AI poate analiza informațiile pentru detectarea anomaliilor și prognozarea defecțiunilor.

 Dificultăți operaționale, depanare și soluții avansate/emergente

Dificultățile influențează calitatea superioară a apei, performanța, cheltuielile și fiabilitatea cazanului de încălzire centrală. Repararea și opțiunile avansate maximizează eficiența.

Probleme obișnuite:

• Murdărirea/încalzirea membranei: Membranele RO/EDI sunt murdărite de substanțe solide, organice, microorganisme și de săruri dacă pretratarea este necorespunzătoare. Scade circulația, crește stresul.
  • Rezolvarea problemelor: * Afișați stresul, circulația, respingerea. Utilizați curățarea la fața locului (CIP).
  • Soluții avansate: * Membrane rezistente la murdărire, distanțiere amplificate, pretratare avansată (UF, NF).
• Epuizarea materialului schimbător de ioni/încrustații: Rășinile au o capacitate limitată, au nevoie de regenerare. Se murdăresc cu substanțe organice, fier, clor, reducând capacitatea.
  • Rezolvarea problemelor: * Afișați conductivitatea / scurgerile de siliciu. Verificați regenerarea. Evaluați rășina.
  • Soluții avansate: * CEDI scapă de regenerarea chimică. Materiale îmbunătățite, regenerare îmbunătățită.
• Performanța dezaeratorului: Eliminarea ineficientă lasă DO/CO2 ridicat, cauzând rugină. Probleme: încălzire insuficientă, controlul stresului, organe interne deteriorate.
  • Depanarea: * Monitorizați DO, nivelul temperaturii, debitul/presiunea vaporilor. Examinați componentele interne.
  • Soluții avansate: * Degazare cu membrană pentru DO extrem de redus, stiluri îmbunătățite de dezaeratoare.
• Nămol/Sedimente: Îndepărtarea necorespunzătoare a solidelor cauzează acumularea în clarificatoare, filtre, cazane.
  • Rezolvarea problemelor: * Filtrați turbiditatea/solidele. Inspectați spălarea filtrului. Afișați suflarea cazanului.
  • Soluții avansate: * Purificare avansată (VSEP), clarificatoare îmbunătățite, purjare automată.
• Coroziune: Datorită gazelor reziduale, pH-ului scăzut, clorurilor.
  • Rezolvarea problemelor: * Monitorizați pH-ul, DO, clorurile. Verificați elementele.
  • Soluții avansate: * Urmărire în timp real a deteriorării electrochimice, produse rezistente la coroziune, aplicații chimice maximizate
• Report: Cauzat de un conținut ridicat de solide/alcalinitate în apa din cazan sau de o funcționare necorespunzătoare.
  • Rezolvarea problemelor: * Analizați puritatea vaporilor (conductivitate, sare, siliciu). Inspectați chimia apei din cazanul de încălzire centrală. Procedura de mărturie.
  • Soluții avansate: * Interiorul cazanului de încălzire centrală îmbunătățit, tratarea progresivă a apei din cazanul de încălzire centrală, control mai strict al apei de alimentare.

Soluții avansate/emergente: Stimulată de durabilitate, nevoile de puritate, optimizarea cheltuielilor.

• Echipamente integrate pentru straturile de membrană: Încorporarea UF+RO+EDI îmbunătățește eliminarea, reduce substanțele chimice/ amprenta la sol
• Fără deversare de lichid (ZLD): Recuperează/reutilizează aproape toată apa, reducând deșeurile. Utilizează MD, cristalizatoare.
• Procese avansate de oxidare (AOP): Utilizați oxidanți (ozon, UV) pentru a descompune substanțele organice/micropoluanți complicați.
• Terapia electrochimică: EDI trecut, descoperă îndepărtarea detaliilor poluante sau controlul deteriorării.
• Digitalizare/AI: Unități senzoriale, IoT, AI/ML pentru urmărire în timp real, întreținere predictivă, optimizare, automatizare. AI evaluează informațiile pentru modele, previziuni, optimizarea dozării.
• Produse adsorbante unice: Materiale noi cu grijă pentru siliciu, bor și așa mai departe
• Recuperarea energiei: Utilizarea căldurii reziduale (de exemplu, de la centralele nucleare) pentru proceduri precum FO/MD sporește eficiența energetică a sistemului.

Idei/speculații contrarii: 

• Terapie descentralizată: Dispozitive mai mici, modulare, în apropierea factorului de utilizare pentru adaptabilitate, redundanță, conducte reduse? (Speculație).
• Pretratare organică: Procese biologice inginerești pentru eliminarea durabilă a substanțelor organice/inorganice din surse dificile? (Conjectura).
• Vapori direcți din apa de calitate superioară inferioară: Materialele/proiectarea progresivă ar putea permite generarea directă de abur greu din apă puțin mai poluantă, reducând complexitatea tratamentului exterior? Trebuie depășite obstacolele legate de scalare/coroziune. (Conjectură ridicată).
• Modificarea contaminării: Crearea de tehnologii moderne pentru a transforma contaminările dăunătoare în substanțe benigne/valoroase, în loc să le elimine? (Conjectură ridicată).

Rezolvarea obstacolelor necesită supraveghere, depanare și adoptarea de remedii avansate. Modelul se îndreaptă către sisteme încorporate, automatizate, durabile, care reduc substanțele chimice, deșeurile și energia, asigurând în același timp fiabilitatea și puritatea. LCCA este esențială pentru evaluarea soluțiilor inovatoare.

Scopurile terapiei cu apă furajeră

Obiectivul principal este de a pregăti apa brută pentru a îndeplini specificațiile de calitate pentru funcționarea sigură și fiabilă a cazanelor de încălzire centrală prin eliminarea sau controlul poluanților. Obiectivele cheie constau în:

• Scară de oprire: Impuritățile precum calciul, magneziul și siliciul dezvoltă o gamă dură pe suprafețele calde, minimizând eficiența, generând supraîncălzire și o posibilă rupere a tubului. Eliminarea durității și a siliciului este vitală.
• Gestionarea ruginii: Gazele lichefiate (oxigen, DIOXID DE CARBON) declanșează potrivirea și deteriorarea de bază, deteriorând dispozitivele. Dezaerarea și controlul pH-ului sunt vitale.oxizii de fier adaugă, de asemenea.
• Reducerea reportului: Contaminarea apei din cazan (solide, alcalinitate) antrenată în aburul greu contaminează echipamentele din aval (turbine, schimbătoare de căldură), creând depuneri, coroziune și lovituri de berbec. Gestionarea chimiei apei din cazanul de încălzire centrală (TDS, alcalinitate) și optimizarea funcționării minimizează transferul.
• Asigurarea purității aburului: Aburul greu de înaltă puritate este esențial pentru instrumente sensibile precum turbinele. Este necesar un control strict al solidelor lichefiate, siliciului, sodiului și TOC în apa de alimentare și în apa cazanului de încălzire centrală.
• Reducerea nămolului: Solidele și precipitatele în suspensie formează nămol, reducând transferul de căldură și creând coroziune sub depozit. Filtrarea și evacuarea elimină nămolul.
• Menținerea unei chimii ideale: Tratamentul menține pH-ul, alcalinitatea și concentrațiile chimice ale apei din cazanele de încălzire centrală în limitele impuse pentru protecția împotriva calcarului și coroziunii.
• Evitarea eșecurilor: Rezolvarea problemelor legate de scalare, deteriorare și report reduce închiderile neașteptate, daunele și pericolele pentru siguranță, asigurând o procedură reputabilă.

Aceste obiective colective maximizează durata de viață a cazanului, sporesc eficiența, reduc întreținerea și asigură securitatea și fiabilitatea.

Caracterizarea surselor de apă brută

Evaluarea resurselor de apă brută este primul pas în dezvoltarea terapiei. Calitatea variază în funcție de sursă (metropolitană, puț, suprafață), fiecare furnizând poluanți distincți. Analiza identifică și evaluează parametrii esențiali pentru selectarea tehnologiilor moderne. Parametrii vitali:

• Duritate: Calciu și magneziu; cauza principală a intervalului
• Alcalinitate: Bicarbonați, carbonați, hidroxizi; pot crea spumare, transfer, coroziune caustică
• pH: Aciditate/alcalinitate; influențează prețurile de deteriorare
• Conductivitate: Numărul total de ioni dizolvați (TDS); sugerează că este posibil să se producă scaldare/coroziune
• Siliciu: Formează o gamă dură, supărătoare în cazanele de încălzire centrală de înaltă presiune
• Gaze lichefiate: Oxigen și dioxid de carbon; foarte distructiv
• Carbon organic global (TOC): Murdărește materialele, contribuie la rugină, spumare, transfer
• Solide în suspensie: Particule nedizolvate; dezintegrare motivată, nămol, murdărire
• Fier și mangan: Creează murdărie și depuneri
• Clorină/Cloramine: Deterioră rășinile și membranele

Înțelegerea contului și a neregulii poluantului este esențială pentru un sistem durabil. Evaluarea extensivă și studiile de tratabilitate prezic acțiunile poluanților și determină acțiunile terapeutice. Monitorizarea on-line furnizează date în timp real.

Principalii poluanți și impactul lor

Poluanții din apa brută lezează componentele cazanului de încălzire centrală, performanța și calitatea superioară a aburului. Înțelegerea efectului lor orientează terapia:

• Fermitate (calciu, magneziu): Formatori de gamă primară. Accelerează atunci când se încălzesc, formând depozite de ecranare pe tuburi, diminuând transferul de căldură, crescând consumul de combustibil, declanșând încălzirea excesivă și ruperea. Pot restricționa circulația.
• Solide lichefiate (TDS): Nivelurile ridicate de apă din cazan cresc conductivitatea, declanșând spumarea și transferul. Aportul poluează aburul greu, deteriorând uneltele din aval. Controlat de suflare; tratamentul reduce necesarul de suflare.
• Siliciu: Problematic în cazanele de înaltă presiune. Tipuri de calcar dur, protector. Se poate evapora cu abur greu și se poate depune pe palele turbinelor eoliene, creând discrepanțe.
• Gaze lichefiate (Oxigen, DIOXID DE CARBON): Oxigenul declanșează coroziunea corespunzătoare. CO2 produce acid carbonic, cauzând deteriorarea de bază a condensatului/boilerului [6] Trebuie eliminat.
• Alcalinitate: Gradele ridicate creează spumare/încărcare. Hidroxidul ridicat poate crea coroziune caustică sub avansuri.
• Pune în așteptare Solide (Turbiditate): Provoacă eroziune, nămol, plăți în avans, minimizează transferul de căldură și provoacă deteriorarea sub-depozit. Murdăresc membranele/rezinele.
• Fier și mangan: Cauzează decolorare și depuneri; murdăresc instrumentele de tratare.
• Cloruri: Contribuie la coroziune, în special la ruperea anxietății în oțelul inoxidabil.

Vizibilitatea și concentrarea poluanților determină complexitatea și costul sistemului de terapie. Eliminarea/controlul fiabil este fundamental pentru o procedură fiabilă și eficientă a cazanului.

Get The Solution Today!

Produse conexe