晋城古矿矿井中水回用于采暖循环水系统研究

能源与节语2013年第5期(总第 92期)ENERGY AND ENERGY CONSERVATION2013年5月.节能减排。晋城古矿矿井中水回用于采暖循环水系统研究王云霞(山西省晋城煤业集团机关物业公司，山西晋城048000)商要:将矿井中水通过深度处理后回用于采暖循环水系统，对缓减谋矿企业生活用水矛盾，节约水资源具有较强的现实意义。通过在晋城古矿矿区采暖循环水系统进行应用研究试验，提出了BF-30a防腐阻垢剂的应用方法和工艺特点。关键词:矿井中水; 循环水水质;防腐阻垢中图分类号: P755.3文献标识码: I文章编号: 2095-0802- (2013)05 -0055 -03The recycling of Mine water for heating circulating water system in Jincheng Gukuang MineWANG Yun- xia(Property Management Company of Jjincheng Coal Industy Group, Jincheng 048000, Shanxi, China)Abstract: The recycling of mine water for heating circulating water system after advanced treatment has a great practical signifi-cance in migating the water contradictions and saving water resources in the coal mining enterprises. By applied research trials ofheating cireulating water system in the Jincheng Gukuang mining areas, the application methods and processes of BF- -30a scale andcorrosion inhibitor has been proposed.Key words: mine water; eirculating water quality; scale and corrosion古书院矿四吨锅炉房南区采暖循环水系统,供暖面0引言积为156971m',东区采暖循环水系统供暖面积为中国煤矿矿井水年排放量约为22x108 t,而矿井.76 556 m',这两套采暖循环水系统的容水量为1 020水的资源化利用率仅在20%左右，大量未经处理的矿m3，日补水量为102 m',一个采暖期共消耗水量为:井水被直接排放，不仅污染了环境，而且还浪费了宝1 020+ 102x 135=14 790 m3。由于采暖循环水系统目贵的矿井水资源。中国煤矿企业多分布在干旱和半干前使用的是生活饮用水，故采暖期间，由于系统的大量旱地区，水资源较贫乏，约2/3的煤矿缺水或严重缺失水，不但造成地下水资源的极大浪费,而且使生活饮水，生产和生活用水均非常紧张，在相当程度上制约用水十分紧张，给职工家属的生活带来了极大的不便。了煤炭生产和矿区经济的可持续发展。矿井中水的回1概述用既可以有效地利用和节约有限的、宝贵的淡水资源，又可以减少污、废水排放量,减少水环境的污1.1 矿井中水简介染,还可以缓解城市下水道的超负荷现象。具有明显中国矿井水净化处理技术起始于上世纪70年代的社会效益、环境效益和经济效益。末，在煤矿矿井水处理工艺中大部分被采用过，矿井晋城市位于山西省南部，古书院矿始建于1958水经适当净化处理后成为中水，可用于工业用水或生年，是隶属于晋城煤业集团年产煤量约300x 104 t的活用水。处理后直接排放的矿井水,通常采用沉淀或-个老矿井，其每年的矿井水排放量在200x10* t以混凝沉淀处理技术;处理后作为生产用水或其它用水上，该矿投资兴建的矿井水处理厂日处理能力在的，通常采用加药处理技术或混凝沉淀过滤(混凝澄5 000 m'左右,这些处理后的矿井水(以下称中水)清过滤)处理技术;处理后作为生活用水，过滤后必每天复用于矿区绿化、酒水、洗煤厂等水量约在须再经过消毒处理;处理后作为生活饮用水还必须在1 000 m3左右，其余的大量中水全部排至晋城市两河。净化后再经过淡化处理。1.2古矿矿中国煤化工收稿日期: 2013- -03-20与生活HCNMH G较,矿井中水含作者简介:王云霞，1972年生，女，山西晋城人， 1993年毕业有有机物、 微生物、化学药剂含量少等特点。但要应于长沙工业高等专科学校分析化学专业，化验工程师。.2013年第5期能源与节站2013年5月用于锅炉循环水系统，还必须满足循环水系统的水质执行标准: MYG100- -2006 <(BF- -30a防腐阻垢剂要求。采暖循环水系统的水质要求如下:溶液及器具:广口瓶，试片2片,蒸馏水，千燥给水pH≥7,符合国家标准CB1576- 2001《工业箱，吹风机，恒温水浴锅，缓蚀盐酸(HCL): 1 000锅炉水质》凹ml盐酸溶液(1+3溶液) 中,加入10 g六甲基四胺处理后的循环水pH 10.5~pH 12， 符合国家标溶解后，混匀。准CB1576- -2001《工业锅炉水质同实验步骤:在1 000 ml广口瓶中,加入1 000 ml腐蚀速度<0.1 g(m2h),符合企业标准MYG100-锅炉给水和“BF -30a锅炉防腐阻垢剂"若干，搅拌2006 (BF- -30a防腐阻垢剂》均匀。将2片20 g钢试片(钢试片尺寸、加工、处结垢速度<0.1 g/ (m2*h), 符合企业标准MYG100-理方法应符合HG/T3523的规定。)详细称重(W),2006《BF-30a 防腐阻垢剂》然后用玻璃挂钩挂入广口瓶中，试片，上端距液面要使处理后的矿井中水能够回用于锅炉采暖循环30 mm，瓶盖与瓶口留有1 mm缝隙。把广口瓶放入系统，其水质必须能够满足以上要求，为此，需要建恒温水浴，在80 C+2 C下保持3 d, 然后在室温立-套工艺系统,并使用- -些处理手段,对经矿井水18 C~25 C下保持3 do试验结束后取出试片,用处理厂处理后的矿井中水进行进一步处理后，才能应蒸馏水浸洗- -次，用吹风机吹干后放人干燥器，2 h后用于锅炉采暖循环水系统。我们采用的处理手段是通称重(W), 再用缓蚀盐酸清洗，干燥后称重(W)。 试过进行工艺改造和设备选型，在矿井中水中投加验数据见表1。BF-30a防腐阻垢药剂，对矿井中水进行深度处理。腐蚀速度和结垢速度按以下公式计算:R=(W7-w3)(A.t),2矿井中水回用于锅炉采暖循环系统的技术S=( W2-W3)/(A *t),2)路线及工艺改造式(1)和(2)中: R为腐蚀速度, g(m'h); S为结矿井中水水样送经北京化工大学进行检测后，发垢速度，g(m2h); WI 为试片处理前质量, g; W2为现含铁量0.38 mg/L, 总硬度6.74 mmol/L， 总碱度带垢试片质量, g; W3为试片处理后质量，g; A为试9.64 mmo/L, pH 值为7.5,古矿锅炉房原有的离子交片表面积，m2; l为试验时间，h。换水处理方法对原水的要求中，含铁量应当小于等于实验数据1，见表1。0.3 mg/L,否则会造成树脂严重中毒,影响使用，因表1试验用水:2007 年4月古矿-厂中水此该中水无法通过离子交换水处理设备进行处理，为[测试项目200300400500600实现中水回用，可以采用加药法进行水处理，由北京x10*化工大学教授魏刚发明、北京化新通达清洗技术有限腐蚀速度0.800.680.480.140.06公司生产的防腐阻垢剂BF -30a2,不仅可以与水中的g/(m2*h)| 结垢速度硬度成份形成-种稳定的水溶性鳌合物， 还可以使水g/(m2.h)0.300.120.0930.081中原有的固体粒子分散在管路系统中，易于被流水冲实验数据2,见表2。走，防止其沉积到管壁，起到阻垢的效果，同时，该药剂在水中的投加还可以吸附到钢管内壁,将金属表表2试验用水:2007 年4月古矿二厂中水面同时隔离，抑制钢腐蚀的阳极过程和阴极过程起到测试项目防腐的作用，可以选择防腐阻垢剂BF -30a 进入系统0.750.640.420.11加药水处理，实现中水在水暖循环系统的回用。工艺改造及设备选型:0.440.280.0900.079完善四吨锅炉房南区系统和东区锅炉房东区系统| g/(m2.h)的矿井中水管网系统，将矿井中水回引至回收水箱,结果:在古书院矿井中水投加BF - 30a防腐阻垢与锅炉房系统补水管道及补水泵连接。安装循环水水药剂浓度600 x 10*情况下可达到循环水系统水质要质监控设备的取样，给水，投药管道及电力设施。换求，此时检测水中pH值为10.6。热器高温出口处安装监视管及取样器。中水循环系统3.2设备运行及 系统水质测试安装补水流量计。系统参数设定:要充分发挥防腐阻垢药剂BF-30a的防腐中国煤化工中药剂的浓度相3应用研究试验对稳定在6CNMHG-30a在水系统中3.1 通过实验室小型楼 拟试验确定药剂的投放浓度的浓度和水系玩中的pr值有一定的对应关系，因此，实验方法: (静态试验) 腐蚀速度及结垢速度试验"检测系统水的pH值，即可间接检测到系统中BF-●56..2013年第5期王云霞:晋城古矿矿井中水回用于采暧循环水系统研究2013年5月30a的浓度。用药剂的投加量控制住系统水的pH值,试验结论: BF -30a锅炉防腐阻垢剂在中水复用即可控制BF- -30a的浓度。所以，将水质监测控制设采暖系统中阻垢缓蚀效果明显,达到系统循环水水质备中pH值参数设定为10.6。 .要求。设备运行时检测单元检测到炉水的pH值和人为4结语设定值10.6进行比较，将其比较结果经过数据处理后形成频率可变的脉冲信号,用脉冲信号控制投药计量在晋城煤业集团古书院矿和北京化新通达清洗技泵的投药频率，受频率控制的计量泵将BF- -30a 投加术有限责任公司双方积极的配合、协调下，“晋城古采暖系统中，引起系统水pH值的变化，检测探头从矿矿井中水回用于采暖循环水系统的应用研究”项目采样单元中检测到系统水pH值的变化，新的检测结圆满完成。经过处理后的矿井中水进人锅炉循环水系果再和设定值进行比较。这样，就形成了一个闭环控统后，系统循环水pH值为10.6,系统腐蚀速度为制系统。0.038 g(m'h), 系统结垢速度为0.041 g/(m2.h)。 达系统水质数据，见表3。到了采暖循环水系统的水质要求。表3系统水质数据将矿井中水通过加药处理后应用于锅炉采暖循环水系统的应用研究试验在国内是首次，该项目的成功测试项目|运行前24h48 h72 h96h.实施将改变晋城古矿矿区水资源紧张的现状，既节约给水pH7.467.657.47了地下水资源、保护了矿区地下水和地表水的自然平系统水pH 7.4410.3110.5210.54衡，又解决了矿区用水量日益增加和水资源越来越短结果:设备投人运行24 h后系统水质达标。缺的矛盾，改善了煤矿企业因过度开采地下深井水而带来的环境问题，保证了煤矿企业的正常生产和经3.3 系统腐蚀速度和结垢速度的测定实验方法:在系统换热器人口处安装监视试片,营,提高了煤矿企业的综合效益，促进了矿区的可持测量试片的腐蚀速度和结垢速度。(腐 蚀速度和结垢续发展。参考文献:速度计算与3.1“实验室小型模拟试验”相同)[1] 郝景泰,于 萍,周 英.工业锅炉水处理技术[M].北京:气实验时间:6d,共144h象出版社, 2000.执行标准: MYG100 -2006《(BF- 30a防腐阻垢剂)[2] 陈亦惠,沈 表.节能与环保:锅炉房实用技术[M]北京:航腐蚀速度和结垢速度数据，见表4。空工业出版社, 1996.表4腐蚀速度和结垢速度[3]张辉.工业锅炉 水处理技术[M].北京:学宛出版社,2004.腐蚀速度结垢速度试片编号g/(m2h)g(m2.h)21730.0421740.0340.035(责任编辑:刘倩倩)平均值0.0380.041(上接29页)程多级离心式水泵，矿井正常涌水量和最大涌水量时井自动化控制的要求。主要实现功能: a) 检测水泵均为水泵3台工作, 3台备用，1台检修。主排水管主电机三相定子及轴承温度; b)实时监测水泵各工路选用$377 mm x20(10) mm无缝钢管，沿中央回况参数，如水仓水位、水泵出水口压力、真空度、电风立井井简敷设4趟,矿井正常涌水量和最大涌水量机温度、水泵轴温、流量及设备工作状态等; c)根时均为2趟工作, 2趟备用。据水仓水位参数，自动控制开停及水泵的轮换运转;该矿井下中央水泵房与井下中央变电所,两者为d)实现井下主排水系统的无人值守。一个联合峒室，为节省投资，简化自动化系统,选用'通过矿井综合自动化平台内各个系统的运行与监一套PLC监控分站完成水泵与变电所的监控功能。测， 可完成碗共竹管今国附它望固定岗位的无人中国煤化工PIC监控分站配有以太网接口,以OPC方式接人在该值守与矿井生中央变电所内布置的工业控制环网交换机，实现水泵TYHCNMHG监控子系统与全矿井的监控系统信息共享，满足全矿●57●.