提高不锈钢厂冷轧铬钢酸洗线换热器冷凝水电导率分析仪测量准确性

提高不锈钢厂冷轧铬钢酸洗线换热器冷凝水电导率分析仪测量准确性

一、项目实施前概况

不锈钢铬钢酸洗线冷凝水电导率检测仪所参与的工艺控制介绍：酸洗段主要是靠一定温度的混酸溶液对带钢进行酸洗处理，使不锈钢带钢表面钝化。混酸溶液必须通过换热器进行加热处理方可达到符合要求的温度。在换热器对混酸溶液加热过程中换热器所用蒸汽与混酸溶液冷热交换产生大量的冷凝水，由于混酸溶液温度过高而为了降低温度注入大量的冷却水（脱盐水），此时参与温度调节的蒸汽冷凝水或者冷却水（脱盐水）都会通过换热器而一起流经冷凝水管道储备在冷凝水罐用于刷洗机进一步使用。此时电导率检测仪的作用就是检测流经换热器冷凝水管道中水质的含酸量。通过对水质电导率值的检测，一是用来判断换热器是否损坏漏酸，二是用来判断参与换热的蒸汽冷凝水和冷却水（脱盐水）是否可再循环利用于刷洗机清洗带钢。见铬钢酸洗线工艺图：

不锈钢冷轧铬钢酸洗线所用电导率水质检测仪主要用于换热器冷凝水的检测，当换热器冷凝水电导率示值大于80ms/CM时，换热器冷凝水排放阀自动开启，排放冷凝水至地坑，继而通过地坑泵输送至废水处理站。由于电导率水质检测仪经常失准，造成冷凝水大量排放，期间引起地坑泵由于输送量过大，时常损坏，也导致换热器冷却水（脱盐水）伴随冷凝水一起排放，造成脱盐水用量持续增加等一系列联锁效应。
结合岗位报修情况经过梳理统计：自2019年3月投产以来，时不时接到铬钢酸洗线岗位对四个换热器冷凝水电导率检测仪的不间断报修电话。据统计每月不下三次。这样不仅造成我方仪表人员的工作量无端加大，也造成工序机械点检人员由于电导率检测仪的失准而无端停机对换热器进行检查，同时由于电导率失准造成的无端排放引起废酸地坑灌满，排放泵持续工作而损坏，等等一系列的问题。
不锈钢冷轧铬钢酸洗线换热器冷凝水电导率检测仪失准的主要原因有以下三方面：
1.电导率检测仪探头一次取样点选择有误，取于疏水器之前，由于疏水器前段管道存在的蒸汽并未完全冷却为冷凝水，导致电导率无法测量。见下所示：

2.电导率检测仪探头安装方式有误；上进下出导致测量池不易聚积水溶液，探头无法浸泡于溶液中。

3.冷凝水疏水器损坏：无法达到冷凝水与蒸汽隔离的效果。

二、项目具体实施方案

针对以上三方面不利因素，采取以下应对措施进行实施：
1.对于冷凝水电导率检测仪测量失准问题，我们对现场测量环境进行观察，确定主要原因是取样点选择不当，以及电导率探头安装错误，导致电导率探头长期处于充满蒸汽的环境中，达不到检测仪正常工作所需的条件（水溶液），需要改变原探头的取样点。
选择正确的取样点可以有效的使待测溶液引入测量池中供电导率仪检测而不会直接将流经换热器的蒸汽引入。
2.采用正确的引流方式。

采用正确的引流方式可以使探头完全浸泡在待测液中确保即使在断水的情况下也不至于探头长期至于空气中而损坏。
１．一期废水站对于含有重金属铬颗粒的介质PH选用探头CPS11D-7BT21，其玻璃电极采用防污型PTFE环形隔膜，电极结构坚固，毒性扩散路径长，数字连接头入口防护等级高：IP68；含有HF酸的介质PH选用探头CPS11D-7FA21，其玻璃电极采用耐氢氟酸材料FA，数字连接头入口防护等级高：IP68；
２．二期废水站对于含有重金属铬颗粒的介质ORP选用探头CPS12D-7PA41，其玻璃电极采用防污型PTFE环形隔膜；含有HF酸的介质ORP选用探头CPS12D-7FA21，其玻璃电极采用耐氢氟酸材料。对于检测介质的不同进行合理选用。
采用正确的引流方式可以使探头完全浸泡在待测液中确保即使在断水的情况下也不至于探头长期至于空气中而损坏。
3.对损坏的冷凝水疏水器进行更换。更换后可以达到冷凝水与蒸汽分离的效果

三、项目实施前后对比

通过实施提高不锈钢厂冷轧一期铬钢酸洗线换热器冷凝水分析仪测量准确性项目，依据现场实际工艺情况，解决了水质分析仪检测探头测量过程中出现的波动、死数现象，甚至损坏问题；避免了由于水质分析仪的误显示造成换热器冷凝水过度排放。有效保障电导率测量在线运行的准确性、稳定性、及时性，消除了水质分析检测数据失准，故障率居高不下，备品备件消耗量逐年攀升，杜绝了冷凝水的超量排放，以及脱盐水的过度补给。确保了废水处理站与脱盐泵站的正常运行。同时也为不锈钢冷轧铬钢酸洗线，节能降耗和指标优化提供可靠保障，获得动力厂岗位操作，以及铬钢酸洗线岗位操作及技术人员的一致认可。

四、经济效益核算

1.节能减排：
不锈钢厂冷轧铬钢酸洗线换热器冷凝水电导率分析仪改造前故障频发，存在造成含酸冷凝水不达标而超标排放的可能，从而导致了废水处理站废水处理量的增加，加大了废水处理能源的消耗。
杜绝了因测量不准确造成可循环利用的换热器冷凝水误排放，会加大脱盐泵站脱盐水的加入量，造成脱盐泵站能源消耗；杜绝了因测量不准确冷凝水的误排放，造成铬钢线刷洗机所用刷洗水不足，从而提高了铬钢酸洗线的能耗指标。
通过实施提高不锈钢厂冷轧铬钢酸洗线换热器冷凝水电导率分析仪测量准确性措施，可以有效保障电导率仪测量在线运行的准确性、稳定性、及时性，消除了水质分析检测数据失准，故障率居高不下，备品备件消耗量逐年攀升，杜绝了废酸液超量排放、缓解了废水站的酸处理压力。同时也为不锈钢冷轧脱盐泵站减轻了产能压力。也为不锈钢铬钢酸洗线节能降耗和指标优化提供可靠数据。
2. 总经济效益：80.38万元
1.直接经济效益：54.4万元
1）.铬钢酸洗线电导率探头经济效益核算：2.4万元
一年可节约的电导率探头备件费用核算=（改造前电导率探头消耗数量-改造后电导率探头消耗数量） _电导率探头单价=（5-1） _0.6=2.4万元。
改造前电导率探头消耗数量：5只；
改造后电导率探头消耗数量：1只；
电导率探头价：0.6万元；
2）.铬钢酸洗线地坑泵因换热器漏酸损坏经济效益核算：52万元
由于电导率测量失准，换热器内部泄漏酸液而未检测出，将导致水泵因酸液腐蚀而损坏。一年可节约的地坑水泵备件费用核算=（改造前地坑泵消耗数量-改造后地坑泵消耗数量） _地坑泵单价=（3-1） _26=52万元。
改造前水泵年消耗数量：3台；
改造后水泵年消耗数量：1台（非腐蚀消耗）；
水泵单价：26万元；
故总的直接经济效益为：2.4+52=54.4万元
2.间接经济效益：25.98万元
1）每年节约生产脱盐水产生费用：6.48万元
电导率显示一旦失准后，岗位为保障换热器的正常运行会直接外排可再循环利用的冷凝水，加大冷凝水的排放量，相继就增加了脱盐水的注入量，造成浪费。
一年节约生产脱盐水产生费用=（项目实施前每天使用脱盐水量-项目实施后每天使用脱盐水量） 30 12_20=（18-9） 30 12_20=6.48万元。
其中：项目实施前每天脱盐水使用量约18吨；
项目实施后每天脱盐水使用量约9吨；
一个月以30天计算；一年以12个月计算脱盐水；价格20元/ 吨计算。
2）.一年节约处理废水产生费用：19.5万元
电导率显示一旦失准后，岗位为保障换热器的正常运行会直接外排可再循环利用的冷凝水，会加大冷凝水的排放量，相继增加了废水站处理的废水量。
一年节约处理废水产生费用=（项目实施前每天处理水量-项目实施后每天处理水量） 30 12_60=（18-9） 30 12_60=19.5万元。
其中：项目实施前每天处理的废水量约18吨；
项目实施后每天处理的废水量约9吨；
一个月以30天计算；一年以12个月计算处理的废水量；价格以60元/吨计算。
故间接经济效益：6.48+19.5=25.98万元
该项目实施后总的经济效益核算=直接经济效益+间接经济效益=54.4万元+25.98万元=80.38万元。

五、实施效果总体评价

以上优化措施完成后，解决了水质分析仪电导率检测探头测量过程中出现的死数、波动现象，甚至损坏问题；避免了由于水质分析仪的误显示造成可再用冷凝水过度排放。有效保障测量在线运行的准确性、稳定性、及时性，消除了水质分析检测数据失准，故障率居高不下，备品备件消耗量逐年攀升，杜绝了废酸液超标排放。确保废水处理达到环保指标的要求。同时也为不锈钢冷轧铬钢酸洗线酸洗段的废酸排放提供保障，为节能降耗和指标优化提供可靠数据，获得铬钢线，脱盐泵站及废水处理站岗位操作和技术人员的一致认可。
此次创新项目可以推广到公司本部范围内换热器冷凝水等水质分析测量系统中。对电导率仪探头一次取样点，安装方式问题存在的不利因素，进行有效克服，可因地制宜进行改造。此方案简单易行，所需改造优化的成本较低。实现了生产的本质安全和平稳顺行，节约能耗成本，促进环保指标的实现。