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前言

     熱電廠采暖的熱媒蒸汽經(jīng)換熱冷卻后為凝結(jié)水，凝結(jié)水中含有大量的鐵離子致使凝結(jié)水不能直接回收，但蒸汽-凝結(jié)水含有很高的熱焓，從節(jié)約資源、提高凝結(jié)水資源重復(fù)再利用價值、綜合降低發(fā)電成本角度出發(fā)，需將疏水進(jìn)行全部回收作為機(jī)組補(bǔ)給水。

熱網(wǎng)疏水中鐵的腐蝕產(chǎn)物的來源及危害

1、鐵離子的來源

（1）氧腐蝕

凝結(jié)水中氧腐蝕的形式都是氧去極化腐蝕，其腐蝕產(chǎn)物是鐵的氧化物，其反應(yīng)方程式如下。

    氧腐蝕的影響因素很多，影響冷凝水氧腐蝕的因素主要有：pH值、溶解氧濃度、水流速、溫度等，當(dāng)pH低，溶解氧濃度高，水流速快和溫度高，腐蝕速度都會加快。

（2）間斷供汽方式

    由于供熱過程蒸汽是間斷性的，當(dāng)不用汽的時候，管道放空，空氣中的氧氣進(jìn)入管線發(fā)生表面的氧腐蝕；當(dāng)管道再次使用時，表面氧化腐蝕產(chǎn)物脫落，這是回水鐵離子濃度偏高的重要原因。

2、鐵離子的存在對鍋爐運行的危害

    未經(jīng)處理的凝結(jié)水作為鍋爐補(bǔ)充水，水中所含大量鐵離子會在鍋爐傳熱面發(fā)生二次結(jié)垢及垢下腐蝕，造成危害。

（1）浪費燃料，降低出力

    鍋爐結(jié)垢后將嚴(yán)重影響受熱面?zhèn)鳠�，降低熱效率，降低蒸汽出力，增加燃料消耗�?o:p>

（2）易引起事故，影響安全運行

    受熱面結(jié)垢后，金屬的熱量由于受水垢的阻礙而難于傳熱給爐水，致使金屬壁溫急劇升高，當(dāng)溫度超過了金屬所能承受的允許溫度時，金屬強(qiáng)度顯著降低，從而導(dǎo)致金屬過熱變形，嚴(yán)重時將造成鼓包、裂縫，甚至爆管等事故。

（3）堵塞管道，破壞水循環(huán)

    如果水管內(nèi)結(jié)垢，就會減小流通截面積，增大水的流動阻力，破壞正常的水循環(huán)，嚴(yán)重時還會完全堵塞管道，或造成爆管事故。

（4）引起垢下腐蝕，縮短鍋爐壽命

    鍋爐結(jié)垢后還會引起垢下腐蝕等危害。一旦受熱面結(jié)垢，就極難清除，嚴(yán)重時只好采用挖補(bǔ)、割換管子等修理措施，不但費用大，而且還會使受熱面受到嚴(yán)重?fù)p傷。大大縮短鍋爐的使用壽命。另外，鍋爐結(jié)垢后，將增加清洗和維修的時間、費用及工作量等，影響生產(chǎn)，減小鍋爐的有效利用率，降低經(jīng)濟(jì)性。

    為破解這一難題，隆基潛心研究，銳意探索，推出高梯度磁過濾器。

高梯度磁過濾器的結(jié)構(gòu)及特點

    CAD型高梯度磁過濾器可分為主機(jī)和控制柜兩部分，主體部分包括磁系、壓力容器罐體、冷卻系統(tǒng)等部分構(gòu)成。

1、高梯度磁過濾器主體

    總體結(jié)構(gòu)由外磁場、內(nèi)磁極及走水罐體組成。其外磁場是由上軛、內(nèi)筒、下軛、勵磁線圈繞組及導(dǎo)磁筒等構(gòu)成磁系。在上下軛板間與其焊成一體的內(nèi)筒的外側(cè)，按最佳散熱條件繞成勵磁線圈，導(dǎo)磁筒套在線圈的最外側(cè)。

    本設(shè)計方法將磁力線最大限度地集中在過濾器的中間罐體部分。而內(nèi)磁極采用了復(fù)合基體，磁力提高千萬倍,不僅能最大限度地除去液體中鐵磁性的微粒，還可有效地除去順磁性顆粒，甚至對于磁化率很低的水合氧化鐵亦有一定量的去除。

2、高梯度磁過濾器的特點

    高梯度磁過濾器不用更換濾芯，由于高梯度磁過濾器濾芯為專用的高聚磁不銹鋼材質(zhì)制造而成，更加耐腐蝕、耐磨損；高梯度磁過濾器反洗采用氣水結(jié)合脈沖式擦洗方式，反洗效果好，濾芯使用壽命在10 年以上。

    高梯度磁過濾器濾芯采用居里點為618°C的專用軟磁材料制備而成,可處理180°C的高溫凝結(jié)水。

    高梯度磁過濾器可去除0.03μm~150μm的金屬腐蝕產(chǎn)物，磁過濾器可產(chǎn)生20000Gs的磁場 和1000Gs/μm的磁場梯度。

    自動化程度高，實現(xiàn)了全自動集控操作。

應(yīng)用領(lǐng)域

1、高梯度磁過濾器在蒸汽鍋爐中的應(yīng)用

    蒸汽鍋爐作為熱能轉(zhuǎn)化設(shè)備，在運行過程中，需要煤或燃油、天然氣為動力，在蒸汽鍋爐的運行中, 大量的蒸汽冷凝后，含有很高的熱能,將高溫凝結(jié)水回收利用，將能夠拉動企業(yè)的節(jié)水、節(jié)能和減排水量。在很多工廠企業(yè)（食品、煙草、造紙、冶金等），回收的凝結(jié)水含鐵量偏高，超過國家鍋爐給水標(biāo)準(zhǔn)要求，需要經(jīng)過高梯度磁過濾器進(jìn)行除鐵過濾才能有效的回收。高梯度磁過濾器可去除凝結(jié)水中0.03μm~150μm的金屬腐蝕產(chǎn)物，除鐵效率高，岀水鐵含量在5μg/L以下。

2、高梯度磁過濾器在電力行業(yè)的應(yīng)用

    在火力發(fā)電行業(yè)，電廠凝結(jié)水、疏水、生產(chǎn)回水系統(tǒng)對水質(zhì)要求很高，凝結(jié)水溫度在100°C~155°C，鐵含量較高。為去除凝結(jié)水中鐵的腐蝕產(chǎn)物，電廠安裝高梯度磁過濾器對凝結(jié)水進(jìn)行除鐵過濾回收。工藝流程為:供熱返回的凝結(jié)水匯集到儲水箱，然后經(jīng)過水泵以恒壓由上至下經(jīng)過高梯度磁過濾器，處理后的凈水通過水泵打入鍋爐給水系統(tǒng)的除氧器。

    凝結(jié)水通過新型高梯度磁過濾器處理后，岀水含鐵量符合國家規(guī)定的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，減少了鍋爐的補(bǔ)給水量，同時,由于凝結(jié)水的溫度高，進(jìn)入鍋爐以后又減少了燃料損失。

應(yīng)用實例

1、華電國際十里泉電廠

    為去除熱網(wǎng)疏水中鐵的腐蝕產(chǎn)物，華電國際十里泉電廠安裝了沈陽隆基電磁科技股份有限公司生產(chǎn)的高梯度磁過濾器。

    凝結(jié)水通過新型高梯度磁過濾器處理后，含鐵量降至8μg/L～15μg/L（下表），達(dá)到鍋爐給水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)要求，減少了鍋爐的補(bǔ)給水量。同時，由于凝結(jié)水的溫度高，進(jìn)入鍋爐以后又減少了燃料損失。

設(shè)備運行期間的檢測報告

2、華電國際鄒縣發(fā)電廠 2011年 1# ；2#機(jī)組

運行壓力：2.5MPa；運行溫度：90℃~135℃；處理水量：350t/h

運行數(shù)據(jù)

3、國電大同第二發(fā)電廠2×660MW超臨界空冷機(jī)組9#、10#機(jī)組

運行壓力：2.5MPa運行溫度：80℃~120℃；處理水量：300t/h 

運行數(shù)據(jù) 

經(jīng)濟(jì)效益分析

1、節(jié)約的水費

    在換熱首站換熱器內(nèi)進(jìn)行換熱后的凝結(jié)水，通過凝結(jié)泵返送回來。在供暖初期凝結(jié)水回來后含鐵量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過鍋爐給水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，不能進(jìn)入鍋爐利用。凝結(jié)水管道上加裝了高梯度磁過濾器后，疏水含鐵量降至15μg/L下，可以直接進(jìn)入除氧器。每小時回收150℃的凝結(jié)水200噸，節(jié)約了新鮮水資源200噸/小時，一個供暖季4個月節(jié)約水4×30×24×200=576000噸。以每噸除鹽水的生產(chǎn)成本為5元/噸計算[4]，即每年節(jié)約用水費用為576000×5=288萬元。

2、節(jié)約的燃煤費

    回水溫度150℃ ，可減少常溫水由20℃升溫至150℃的熱耗。按公式計算：Q=CM△t，其中(C水=4．2×103 J/(kg·℃)；△t =130℃ ；M=576000噸)。每小時減少的熱量為Q=4．2×103J/(kg·℃)×130℃×576000000kg=3.14496×l011KJ，以5500大卡標(biāo)準(zhǔn)煤計算，折合用煤量13615噸，以秦皇島5500大卡標(biāo)準(zhǔn)煤價格680元/噸計算，每年所耗煤炭價格為13615×680元/噸=925.8萬元。

（注：上述計算未考慮加熱過程中所耗費費用及傳熱因數(shù)）

3、回收熱網(wǎng)疏水總價值

    從以上技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析可知每個冬季采暖期間回收的熱網(wǎng)凝結(jié)水的總價值之和為288+925.8=1213.8萬元。

4、疏水回收改造費用

    高梯度磁過濾器占地面積小、結(jié)構(gòu)緊湊，在原有1#機(jī)組廠房內(nèi)部零米處安裝，沒有增加廠房建設(shè)費用。此次改造只是對疏水管路進(jìn)行了調(diào)整，管道、閥門等費用為20萬元左右，此次施工費用約25萬元。

5、高梯度磁過濾器的運行費用

    高梯度磁過濾器沒有日常的維護(hù)費用，電廠只需支付磁過濾運行時所需的電費。CAD-800型高梯度磁過濾器的功率為47KW，供暖期為4個月，在供暖期間的耗電量總計135360KW.h，按照0.6元/KW.h計算，供暖期所用電費僅為8萬元。高梯度磁過濾器處理1噸水的費用僅為0.13元。

應(yīng)用前景

    高梯度磁過濾器在污水處理領(lǐng)域也存在著廣闊的應(yīng)用空間，在一般的工業(yè)廢水中含有許多金屬懸浮體及油類污染物。對于尺寸為微米級的磁性和順磁性物質(zhì)污染物，我們都可以采用高梯度磁分離的技術(shù)。鋼鐵工業(yè)排岀的廢水中含有大量的微米級別的鐵的氧化物顆粒。這種廢水最好的利用是去除污染物后循環(huán)使用，高梯度磁過濾器使這種回收方式成為了可能。城市廢水中含有大量的非磁性污染物，假如采用磁性施加粒子和適當(dāng)?shù)幕瘜W(xué)處理，就能排出出水中的苛利芳菌、顏色粒子和各種重金屬懸浮物�，F(xiàn)在城市飲用水主要凈化方式是氯化殺菌，但是，人們發(fā)現(xiàn)氯化物會帶來毒性或致癌等副作用。哈佛大學(xué)研究人員發(fā)現(xiàn)某些病毒會吸附在氧化鐵或其它磁性粒子上，如常見的大腸桿菌病毒就很喜歡吸附在磁性顆粒表面上，利用高梯度磁分離技術(shù)就能有有效地清除它們。

結(jié)論

1、高梯度磁過濾器可自動運行，具有適應(yīng)性強(qiáng)，耐高溫、結(jié)構(gòu)經(jīng)湊、系統(tǒng)簡單、操作方便和效果顯著的特點, 對環(huán)境也無污染,對保證各機(jī)凝水質(zhì)量、降低費用意義重大。

2、熱網(wǎng)疏水經(jīng)高梯度磁過濾器處理后，用作除氧器進(jìn)水，經(jīng)濟(jì)效益可觀，投資回收期短，具有較好的環(huán)境效益，符合國家的節(jié)能減排政策。