Kesselwasseraufbereitung

1. Hintergrund.

Um CO2-Peaking und CO2-Neutralität im In- und Ausland zu erreichen, ist die Frage, wie durch Energieeinsparung und Emissionsreduzierung eine grüne Entwicklung erreicht werden kann, ein wichtiges Thema für die Unternehmensentwicklung. Der Kessel ist eines der wichtigsten Energieumwandlungsgeräte im Produktionsprozess von Unternehmen. Beim Abblasen des Kessels entsteht jedoch in der Regel ein Energieverlust von etwa 51 TP3T. Ein entscheidender Faktor für den Wärmeverlust beim Abblasen des Kessels ist die Wasserqualität des Wasserversorgungssystems während des Kesselbetriebs.

Daher muss eine geeignete Kesselwasseraufbereitungstechnologie gefunden werden, um die Wasserqualität des Kessels zu verbessern und so die Kesselbetriebseffizienz zu steigern, den Abwasserausstoß des Gas-Dampf-Kessels zu reduzieren und Energie zu sparen und den Verbrauch zu senken. Die NEWater Company nutzt die Umkehrosmosetechnologie zur Aufbereitung des Kesselwassers in ihrem Kesselwasserversorgungssystem. Dadurch wird nicht nur das Problem der Chloridionenverschmutzung gelöst, das bei herkömmlichen Natriumionenaustauscherharz-Verfahren besteht, sondern auch der Kesselabwasserausstoß deutlich reduziert, die Ressourcenauslastung effektiv verbessert und Energie gespart, der Verbrauch gesenkt und die Umwelt geschont.

2. Zweck der Kesselwasseraufbereitung.

Die Aufbereitung des Speisewassers ist ein wichtiger Faktor für den stabilen Kesselbetrieb. Ungeeignete Speisewasseraufbereitung führt zu Kesselsteinbildung und Korrosion. Aufgrund der durch schlechte Wasserqualität verursachten Kesselsteinbildung kann es leicht zu Verbrennungsverlusten, Ausbeulungen, Rissen und anderen Erscheinungen auf der Heizfläche des Kessels kommen. Diese Faktoren beeinträchtigen die Dampfqualität des Kessels, führen zu einer großen Menge an Kesselabwasser und damit zu einem hohen Energieverbrauch des Kesselbetriebs.

Dies weicht vom aktuellen Entwicklungstrend in puncto Energieeinsparung und Umweltschutz ab. Daher müssen zuverlässige Maßnahmen ergriffen werden, um die Wasserqualität des Kessels während des Kesselbetriebs effektiv zu verbessern. Es werden wirksame Methoden angewendet, um für Kessel schädliche ionische Verunreinigungen im Wasser zu entfernen, die Kontrolle der Wasserqualität zu gewährleisten, Schäden durch unzureichende Wasserqualität an den Betriebskomponenten des Kessels zu vermeiden, die Dampfqualität zu gewährleisten, die Betriebseffizienz des Kessels sicherzustellen und die Entstehung und Ableitung von Abwasser während des Betriebs zu reduzieren.

Im Folgenden wird erläutert, wie das von NEWater entwickelte Umkehrosmose-Wasseraufbereitungssystem zur Umkehrosmosebehandlung von Speisewasser von Offshore-Wärmerückgewinnungskesseln und zur Umkehrosmosebehandlung von Brauchwasser von Kesseln eingesetzt wird.

3. Anwendung der Umkehrosmose-Wasseraufbereitung im Kessel.

3.1 Umkehrosmosebehandlung von Speisewasser für Offshore-Wärmerückgewinnungskessel.

Die förderbaren Reserven und die Produktion konventioneller Offshore-Ölfelder nehmen von Jahr zu Jahr ab, doch die dortigen Schwerölreserven sind enorm und werden bisher nicht genutzt. Um den Rückgang der Rohölproduktion auszugleichen, ist die thermische Gewinnung von Schweröl zur wichtigsten Maßnahme und Entwicklungsrichtung der Offshore-Öl- und Gasfeldentwicklung geworden.

Das Dampfeinspritzsystem ist das Herzstück der Wärmerückgewinnung und umfasst hauptsächlich eine Kesselwasseraufbereitungsanlage und einen Dampfeinspritzkessel. Der Zulaufwasserqualitätsstandard von Dampfeinspritzkesseln ist extrem hoch. Das Zulaufwasser muss ölfrei, härtefrei und salzarm sein. Eine unzureichende Zulaufwasserqualität führt zu Kesselsteinbildung und Spulenkorrosion, erhöhtem Wartungsaufwand und sogar zu Sicherheitsunfällen.

Daher spielt ein zuverlässiges Kesselwasseraufbereitungssystem eine entscheidende Rolle bei der Wärmerückgewinnung und ist der Schlüssel zum sicheren, kontinuierlichen und stabilen Betrieb des Dampfeinspritzsystems.

Das von der NEWater Company entwickelte Kesselspeisewasseraufbereitungssystem entfernt Verunreinigungen wie Schwebstoffe, Salz und gelösten Sauerstoff aus dem Wasser und erfüllt den Wasserqualitätsindex der Kesselbelegung. Dies reduziert Wärmeverluste, spart Energie und reduziert Emissionen. Das System umfasst eine Vorbehandlungs- und eine Entsalzungsanlage.

• Vorbehandlungseinheit

Die Vorbehandlungseinheit entfernt hauptsächlich Schwebstoffe wie Feststoffpartikel und Kolloide und reguliert die Temperatur des Rohwassers. Die Porengröße der Umkehrosmosemembran ist extrem klein, und im Zulauf befinden sich viele Schwebstoffe, die die Umkehrosmosemembran verstopfen. Dies führt zu einem verringerten Membranfluss, häufigeren Reinigungsintervallen und erschwertem Betrieb und Wartung. Daher ist eine stabile und effiziente Vorbehandlungseinheit die Grundlage für den normalen Betrieb der Kesselspeisewasseraufbereitungsanlage. Sie ist generell erforderlich, um die Trübung des Rohwassers auf unter 1 NTU zu senken.

Ultrafiltrationsmembranen sind selektive Permeationsmembranen, die Lösungsmittel und gelöste Stoffe nach Partikelgröße trennen. Sie können durch Druckantrieb Partikel von zehn Nanometern trennen, Bakterienkolloide und Makromoleküle aus dem Wasser entfernen und die Trübung des Rohwassers auf 1 reduzieren. Der Hauptunterschied zwischen organischer und anorganischer Ultrafiltration liegt in den unterschiedlichen Membranmaterialien und Betriebsarten. Anorganische Keramikmembranen sind verschleißfester, verwenden üblicherweise eine Querstromfiltration mit großem Durchfluss und können höhere Schwebstoffanteile tolerieren. Bei der organischen Ultrafiltration ist es in der Regel erforderlich, die Trübung des Zulaufs auf unter 5 zu senken, um einen langfristig stabilen Betrieb zu gewährleisten.

Multimediafilter sind herkömmliche Geräte zur Wasseraufbereitung auf Offshore-Ölfeldern. Sie verwenden Filtermaterialien unterschiedlicher Partikelgröße und Materialien, um Schwebstoffe im Wasser schrittweise zu adsorbieren, zu koagulieren und zu filtern. Die Trübung des Zulaufwassers liegt unter 20, die des Ablaufwassers kann bis zu 5 betragen.

• Entsalzungsanlage

Die Entsalzungsanlage entfernt Salze wie NaCl, CaCl, MgCl usw. aus Rohwasser, um Kesselsteinbildung, Durchbrennen und Korrosion zu vermeiden. Der Entsalzungsprozess unterscheidet sich je nach Kesselwasseraufbereitungsindex. Diese Studie untersucht Entsalzungsverfahren mit unterschiedlichen Tiefen basierend auf der Umkehrosmose-Membranmethode.

Beim Umkehrosmoseverfahren wird Salzlake durch eine externe Antriebskraft getrennt, um den osmotischen Druck zu überwinden und Wassermoleküle durch die Umkehrosmosemembran zu leiten. Die Umkehrosmosemembran ist eine selektive Permeationsmembran, die Partikel mit einer Größe unter einem Nanometer (niedermolekulare Salze) nach ihrer Größe trennen kann. Der Entsalzungsgradient basiert auf der Konzentration löslicher Feststoffe im Meerwasser. Die erste Umkehrosmosestufe kann mehr als 971 TP3T entsalzen, und die Wasserrückgewinnungsrate kann innerhalb von drei Jahren 401 TP3T erreichen. Die zweite Umkehrosmosestufe kann mehr als 981 TP3T entsalzen, und die Wasserrückgewinnungsrate kann 851 TP3T erreichen. Je nach Kesselwasserqualität werden unterschiedliche Entsalzungsanlagen eingesetzt.

Der Wasserqualitätsindex erfordert keinen hohen Salzgehalt, daher können primäre Umkehrosmose und Ionenaustauscher verwendet werden, um die Anforderungen zu erfüllen. Das aktive Na²⁺ im Harz für den Ionenaustauscher kann das Plasma von Ca kontaktieren²⁺und Mg²⁺im Austauschwasser. Der Zweck der Rohwasserenthärtung kann erreicht werden, und die Gesamtwasserproduktionsrate kann 35% erreichen. Gleichzeitig wird der Abwasserausstoß des Kessels reduziert, Energie gespart und der Verbrauch gesenkt.

3.2 Umkehrosmosebehandlung von Kesselwasser im Versorgungsbereich.

In den letzten Jahren hat die rasante Entwicklung der Industrie im In- und Ausland den Strombedarf erhöht. Neben der Nutzung und Entwicklung erneuerbarer Energien wie Wind- und Solarenergie sind Kohle und andere Ressourcen die wichtigsten Energieträger für die Entwicklung der elektrischen Energie, und es wurden immer mehr Kraftwerke gebaut. Kohleressourcen verfügen über einen hohen Energiegehalt und können den Strombedarf in den meisten Regionen decken. Daher sind Kohleressourcen die wichtigsten Ressourcen für die Entwicklung der elektrischen Energie.

Dieses Entwicklungsmodell erfordert jedoch eine Kesselverbrennung, die wiederum eine hohe Kesselwasserqualität erfordert. Die Aufbereitung von Kesselwasser ist zu einem zentralen Forschungsproblem geworden, und die NEWater Company hat diese Schwierigkeit gut gelöst.

Die Umkehrosmose-Technologie ist eine umfassende Technologie zur effizienten Aufbereitung von Rohwasser mit Filtern, Wassertanks, Pumpen und weiteren Geräten, die hauptsächlich zur Verbesserung der Wasserqualität eingesetzt wird. NEWater hat diese Technologie als Kerntechnologie für die Kesselwasseraufbereitung ausgewählt. Mithilfe der Umkehrosmose-Technologie werden durch die Konzentration mehrerer Geräte Kesselwasseraufbereitungssysteme zur Beseitigung von Verunreinigungen im Kesselwasser aufgebaut. Nach einer Reihe von Aufbereitungen wird das Wasser für die Verbraucher gewonnen und die Nutzung der Wasserressourcen verbessert.

Funktionsprinzip der Umkehrosmoseanlage: Koagulationsmittel und ein Multifilter entfernen Verunreinigungen aus dem Kesselwasser. Ein Kalkinhibitor kontrolliert den Kesselwasserzustand und verhindert Kalkablagerungen. Kohlenstoff im Kesselwasser wird durch einen Sicherheitsfilter und einen chemischen Umkehrosmose-Reinigungsmechanismus gereinigt und gefiltert. Mithilfe eines Mischbettgeräts und einer Regenerationsvorrichtung wird das Salz im Wasser gefiltert, um sauberes Verbraucherwasser zu erhalten.

Das System besteht aus einem Multimediafilter, einer Vorrichtung zur Zugabe von Koagulanzien, einem Kontrollmechanismus zur Zugabe von Kalkhemmern, einem Sicherheitsfilter, einer Umkehrosmosevorrichtung, einem chemischen Umkehrosmose-Reinigungsmechanismus, einem Gerät zur Kohlendioxidentfernung, einer Mischbettvorrichtung und einer Regenerationsvorrichtung.

Spezifischer Prozess: Rohwassertank → Rohwasser → Rohwasserpumpe → Flockungsmittel → Mehrmedienfilter → Kalkhemmer → Sicherheitsfilter → Hochdruckpumpe → Reinigung → Kohlenstoffentfernung → Zwischenwassertank → Zwischenwasserpumpe → Mischbett → Regenerationsgerät und Entsalzungswassertank → Entsalzungswasserpumpe → Benutzerwasser. In diesem Prozess wird ein Roots-Gebläse verwendet, um die Verunreinigungen im Lufttank zu entfernen, und ein Regenerationsgerät wird konstruiert, das als Zusatzgerät für Mischbett- und Mehrmedienfilter verwendet wird, um die Kesselwasserqualitätsaufbereitung abzuschließen.

Das Kesselwasseraufbereitungsprojekt im Wärmekraftwerk ist ein Wasseraufbereitungsprojekt, das Verunreinigungen und Ablagerungen im Kesselwasser des Kraftwerks behandelt, um Wasser in Standardqualität zu erhalten. Die in diesem Projekt gestellten Anforderungen an die Wasserqualität sind hoch und können mit herkömmlichen Wasseraufbereitungsmethoden nicht erfüllt werden. NEWater verwendet eine Umkehrosmoseanlage, um die Wasserquelle durch eine Reihe von Behandlungen, wie z. B. Schmutzfiltration, zu reinigen, sodass alle Wasserqualitätsindizes den Standards entsprechen.

NEWater: Praktisches Anwendungsexperiment. Test des Systemvorbehandlungsgeräts. Nach Prüfung und Beobachtung erfüllt die Filterleistung des Geräts die Behandlungsanforderungen. Für die Rückspülung von Gas verfügt es über eine hohe Filterleistung. Durch die Umkehrosmoseanlage liegt die Entsalzungsrate des Kesselwassers bei über 97,51 TP3T und erfüllt damit die Anforderungen der Kesselwasseraufbereitung.

Das von NEWater entwickelte Kesselwasseraufbereitungssystem ist kostengünstiger. Die Wasseraufbereitung des gesamten Projekts reduziert die Kosten für den Stromverbrauch und die Abschreibung der Anlage, was den Einsatz von Chemikalien reduziert. Herkömmliche Kesselwasseraufbereitungsanlagen haben jedoch einen hohen täglichen Verbrauch, und die Abwasserbehandlung überschreitet häufig den Standard, was dem Umweltschutz nicht förderlich ist. Daher bietet das von NEWater entwickelte Umkehrosmosesystem sowohl hinsichtlich der Kosten als auch des Umweltschutzes größere Vorteile und erfüllt die Anforderungen der Wasseraufbereitung für Großkessel.

Bei Fragen zur Kesselwasseraufbereitung wenden Sie sich bitte an NEWater. Wir bieten Ihnen detaillierte Lösungen für Umkehrosmose-Wasseraufbereitungssysteme und setzen uns für die Bereitstellung von hochwertigem Kesselspeisewasser, Energieeinsparungen und Emissionsreduzierung ein, um eine umweltfreundliche Entwicklung zu erreichen.