煤矿乳化液泵站用反渗透水处理设备.docx
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煤矿乳化液泵站用反渗透水处理设备
8T/H乳化液泵站
反渗透水处理设备
采用预处理+反渗透工艺
设计方案
设计单位：
北京英诺格林科技有限公司
设计内容：
乳化液泵站用反渗透水处理设备
文件编号：
KN-04
北京英诺格林科技有限公司
2012年12月
一、项目概述
随着矿用机械装备的不断发展，采煤机械自动化程度也在不断提高。
液压支架作为最重要的采煤设备，在矿井生产中发挥着越来越重要的作用。
在大量使用乳化水作为工作介质的液压支架系统中，水质的质量、成分对于液压支架的正常运行和使用寿命都有着很大的影响。
大部分矿井的地下水达不到合格工业用水的标准，水质比较差。
在这种工况下，因水质原因造成采煤设备特别是电动机的冷却系统、液压支架的阀组、千斤顶、立柱等液压部件的损坏大量增加。
致使设备的维修周期和使用年限缩短，甚至无法正常使用。
这不仅增加了设备维修及维护工作量，随之而来的是设备维修配件投入的增大，最终导致采煤成本的增加。
我公司针对煤矿井下设备的工况要求，研制开发了矿用井下反渗透水处理设备，可对各类型的水质进行处理，经过专业处理的出水水质达到初级纯水的要求，满足了普通液压支架特别是最近出现的高端电液控制液压支架工作用水的需求。
目前水质较差的各矿采取的办法大多是直接将地面通过处理获得的纯净水桶装下井使用，有条件的矿井还建有直连管路供应井下需要，综合成本较高。
我公司生产的矿用反渗透水处理设备是针对不同工况设计的井下水处理设备，具有初期投资少，后期运行、维护成本低的明显优势。
本产品具有广范的适应性，产品性能安全可靠。
本工艺方案是根据实际要求，按照系统可靠、运行经济的原则，以《煤矿安全规程》作为相关设计标准和规范，结合我公司多年的生产经验，以矿井供水管网的水源作为原水水源设计的。
本系统采用“预处理+单级反渗透”水处理工艺，该方案设计合理、运行稳定、产水的水质，并在多项类似的工程中得到检验。
设备具有安装方便、使用方便、操作方便、维护方便、运行稳定、节能环保、自动化程度高、经济实用等特点。
我司矿用井下水处理设备可安全使用在煤矿井下，具有以下几个显著特点：
（1）设备采用积木式结构，组装、分解方便。
各管路的联接均采用快速接头，拆装方便快捷。
采用了可拆卸的平板车式的运载方式，具有可移动性。
设备在矿用平板车上进行平行布置，结构紧凑，能更好的适应煤矿井下的各种工况。
（2）本产品的相关电气设备均选用通过了MA认证的防爆电器产品，可使用于煤矿井下。
采用660/380双电压等级，适应地面及煤矿井下不同电压等级的使用环境。
（3）采用自动控制模式，各机电设备的启动、停止均可以由设备中的PLC控制器自动完成。
由本安型PLC进行现场控制。
设备工作现场的水压等相关水质参数，通过相应的采样处理程序，随时传递给PLC主机，使主机对现场的水质情况了如指掌，并根据预先设定的各种程序以及操作预案进行实时管理，控制电磁球阀、控制开关、电动机的动作情况，进而实现对于水质的过滤、加压、反渗透、排水等系列动作。
而且系统能够通过对于水质情况的实时掌握，实现定时或者视现定工况决定的反清洗等工艺过程。
（4）本产品有良好的压力适应性能，适合不同的原水水压范围。
（5）可根据用户的要求对出水水质进行调整，兼顾用户对于水质的需求和设备使用寿命的合理保证，以达到用户需求。
（6）本产品工作性能稳定，易于维护。
（7）过滤膜的反冲洗维护可以在工作现场就地进行，维护操作简单方便。
（8）本产品的车内连接管路采用304不锈钢管路或不锈钢软管，车间连接管路采用专用不锈钢接头的高压胶管，提高了设备的抗压性和耐腐蚀性。
二、
设备技术参数
2.1进水水质
进水水源要求为深井水。
不允许进矿井污水，或者其他污水进入设备。
2.2进水要求
硬度不大于﹤﹦3000mg/L
氯离子含量﹤﹦2000mg/L；
硫酸根离子含量﹤﹦2000mg/L。
2.3产水水质
水质外观无色、无异味、无悬浮物和机械杂质；
硬度﹤100mg/L
氯离子含量﹤50mg/L；
硫酸根离子含量﹤50mg/L。
2.4产水水质执行标准
产水水质符合并优于MT76-2002标准。
三、工艺流程框图
原水箱
原水泵
陶瓷过滤器
袋式过滤器
保安过滤器
精密过滤器
阻垢剂添加
高压泵
反渗透主机
纯水箱
（详见设备工艺流程图）
四、外部配合条件
1、进水管口径：
DN50；
2、进水流量：
＞12m3/h；
3、进水压力：
＜0.6MPa
4、出水管口径：
DN50；
5、排废水：
具备排废水条件；
6、供电：
根据供方的容量，由用户提供动力电源，并接至供方提供的动力配电柜上，要求为三相四线制，660V/50hz，±5%；
五、设计、制造、安装、使用和质量检验执行及引用标准
1、设备制造和材料
符合下列标准和规定最新版本的要求
《钢制压力容器》GBl50
《水处理设备制造技术条件》JB2932
《压力容器安全技术监察规程》
《机械振动刚性转子的平衡质量要求》ISO1940
《化工离心泵技术条件（II类）》GB/T5656-94
《机械密封技术条件》JB4127.1～.3－1999
《机械密封产品验收技术条件》JB/T4127.3-1999
《计量泵》GB/T7782-1996
《一般用途离心通风机技术条件》GB/T13275－91
《离心泵技术条件II类》ISO5199-2002
2、进口设备的制造工艺和材料
符合美国机械工程师协会（ASME）和美国材料试验学会（ASTM）中涉及的标准或相当标准。
3、对外接口法兰符合下列要求
《钢制管法兰、垫片、紧固件》HG20592～20635-97
《管路法兰技术条件》JB／T74-94
《管路法兰类型》JB／T74-94
《凸面板式平焊钢制法兰》JB／T81-94
《管法兰用石棉橡胶垫片》JB／T87-94
4、仪表标准规范
《过程测量和控制仪表的功能标志及图形符号》HG/T20505-2000
《自动化仪表选型规定》HG/T20507-2000
《控制室设计规定》HG/T20508-2000
《仪表供电设计规定》HG/T20509-2000
《仪表供气设计规定》HG/T20510-2000
《信号报警、安全联锁系统设计规定》HG/T20511-2000
《仪表配管配线设计规定》HG/T20512-2000
《仪表系统接地设计规定》HG/T20513-2000
《化工装置自控工程设计规定》HG/T20636～20639-1998
《自动化仪表工程施工及验收规范》GB50093-2002
《ISO5167节流装置计算》
《ISA美国仪表学会标准》
《ANSI美国国家标准化协会标准》
《IEC国际电工委员会标准》
5、电气及电信
《防爆供配电系统设计规范》GB50052-95
《防爆低压配电设计规范》GB50054-95
《防爆电力装置的继电保护和自动装置设计规范》GB50062-92
《防爆电力装置的电气测量仪表装置设计规范》GBJ63-90
《防爆电气装置安装工程高压电器施工及验收规范》GBJ147-90
《防爆电气装置安装工程低压电器施工及验收规范》GB50254-96
六、设备组成
1、设备由四个模块组成，分别为：
原水箱部分;
预处理部分；
反渗透主机部分；
产水箱部分；
七、设备配置清单
序号
设备名称
设备规格
数量
单位
备注
1.1.
原水箱
容积：
6m3
厚度：
5mm
材质：
SUS304
1
台
不锈钢
1.1.1.
排污阀
型号：
DN50,法兰式
2
台
不锈钢
1.1.2.
液位计
1
台
防爆
1.1.3.
矿用电动碟阀
型号：
DN50,法兰式,
1
台
防爆
1.1.4.
进水压力表
量程：
0-1MPa
1
台
2.1.
原水泵
流量：
16m3/h
扬程：
30m
材质：
SUS304
1
台
防爆
2.2.
陶瓷过滤器
流量：
30吨/小时
材质：
不锈钢304
2
套
一用一备
2.3.
袋式过滤器
流量：
30吨/小时
材质：
不锈钢304
2
套
一用一备
2.4.
保安过滤器
流量：
20吨/小时
材质：
不锈钢304
2
套
一用一备
2.5.
阻垢剂添加装置
1
套
2.5.1.
计量泵
型号：
JXM-A9/1.2MPA
1
台
防爆
2.5.2.
加药箱
容积：
200L
1
个
2.6.
配套管路和阀门
材质：
SUS304
1
套
2.7.
预处理单元护罩
材质：
不锈钢304
厚度：
3mm
1
套
3.1.
精密过滤器
流量：
30吨/小时
材质：
不锈钢304
1
套
不锈钢
3.2.
立式多级高压泵
流量：
12m3/h
扬程：
150M
材质：
SUS304
1
台
防爆
3.2.1.
矿用本安型压力传感器
2
只
防爆
3.2.2.
矿用电动碟阀
型号：
DN50,法兰式,
1
台
防爆
3.2.3.
调节阀
型号：
DN50
1
只
不锈钢
3.2.4.
旋启式止回阀
型号：
DN50
1
只
不锈钢
3.2.5.
浓水调节阀
型号：
DN32
1
只
不锈钢
3.2.6.
矿用电动碟阀
型号：
DN40,法兰式,
1
台
防爆
3.3.
RO膜组件
1
套
3.3.1.
RO膜壳
型号：
8040×2
材质：
不锈钢
4
只
不锈钢
3.3.2.
RO膜
型号：
CPA3-8040
8
只
3.3.3.
纯水流量计
材质：
有机玻璃
1
只
3.3.4.
浓水流量计
材质：
有机玻璃
1
只
3.3.5.
浓水调节阀
型号：
DN40
1
只
不锈钢
3.3.6.
取样阀
型号：
Φ6
4
只
不锈钢
3.4.
机架
材质：
不锈钢304
1
套
3.5.
配套管路和阀门
材质：
SUS304（工业级）
1
套
3.6.
反渗透单元护罩
材质：
不锈钢304
厚度：
3mm
1
套
3.7.
电控系统
主要部件：
进口
1
套
3.7.1.
隔爆兼本安型PLC控制箱
型号：
KXJ660
1
台
防爆
3.7.2.
PLC
型号：
S7-1200
1
台
3.7.3.
继电器
1
套
3.7.4.
接触器
1
套
3.7.5.
变压器，电源24V
1
台
3.7.6.
穿墙端子
1
套
3.7.7.
接线端子
1
套
3.7.8.
交换机
1
台
3.7.9.
触摸屏
1
台
3.7.10.
电机保护
1
台
3.7.11.
本安电源18V
1
台
4.1.
纯水箱
容积：
6m3
厚度：
5mm
1
台
不锈钢
4.1.1.
排水阀
型号：
DN50，法兰式，
1
台
不锈钢
4.1.2.
液位计
1
台
防爆
5.
平板车之间连接软管
3
套
6.
矿用平板车
L4000*W1200*H350
4
辆
八、工艺描述：
1．原水箱
（1）主要功能：
储存原水，用于缓冲供水并稳定供水量。
（2）主要技术参数：
容积：
6m3
尺寸：
L3500*W1000*H1700
厚度：
5mm
（3）液位计：
当原水箱水位处于高位时，自动停机；当原水箱液位处于地位时，自动启动设备
（4）进水电磁阀：
自动切断原水，实现自动化控制。
2．原水泵
（1）主要功能：
恒定系统供水压力，稳定供水量。
（2）主要技术参数：
流量：
16m3/h
扬程：
30m
材质：
SUS304
功率：
660V/4.0KW/50Hz
3．陶瓷过滤器
采用多次过滤层的过滤器，主要目的是去除原水中含有的泥沙、铁锈、胶体物质、悬浮物等颗粒在20um以上的物质，系统可以进行反冲洗、正冲洗等一系列操作。
主要功能：
保证设备的产水质量，延长设备的使用寿命。
4．袋式过滤器
袋式过滤器用来滤除水中的泥沙、杂质、悬浮物、降低原水的SDI（污染指数密度）值。
。
过滤器筒体采用SUS304材质；内装过滤布。
适用于含悬浮杂质较低的水进一步净化。
主要功能：
过滤直径大于30um的杂质。
5．阻垢系统
为了保证反渗透系统在高回收率下长期、稳定的运行，必须防止膜的结垢和污染。
对本系统水质而言，主要防止CaCO3、CaCO4、BaSO4、SiO2及氧化铁的结锈和污染。
当反渗透装置在回收率75%条件下运行时，由于膜对离子的截留率大于98%，在反渗透膜的浓水侧浓水浓度几乎接近进水浓度的4倍，此时必须做防垢处理，通常在预处理水中加阻垢分散剂。
采用高效能的液状阻垢剂配方，用于控制膜分离系统中碳酸盐、硫酸盐及金属氧化垢及硅垢。
使用阻垢剂后可延长系统清洗周期，使膜寿命延长而降低成本。
它可适用于不同水源，产品结合了有机磷酸盐及分散性高分子聚合物来防止结垢物质的沉积。
6．保安过滤器
精密过滤器用来截留预处理系统漏过的少量机械杂质。
过滤器筒体采用工程塑料或SUS304材质；内装PPF滤芯。
聚丙烯滤芯是一种效率高、阻力小的深层过滤元件。
适用于含悬浮杂质较低（浊度小于2-5度）的水进一步净化。
聚丙烯滤芯由聚丙烯纤维按一定规律缠绕在注塑聚丙烯多孔管上形成。
主要功能：
保证进入反渗透膜的水颗粒度小于0.1um。
6．高压泵
因为反渗透膜在工作过程中需要较高的压力，高压泵是反渗透系统的主要运转设备，为反渗透装置的运行提供动力来源。
本系统选用杭州南方多级立式离心泵，材质为SUS304，具有外观美观、占地面积小、噪音小、免维护、经久耐用的特点。
高压泵进水口设置低压保护开关保护，当进水压力低于设置值（0.05Mpa）时，停止高压泵，防止高压泵抽空损坏。
高压泵进水口设置高压保护开关保护，当进水压力高于设置值（2.0Mpa）时，停止高压泵，保护高压泵、膜组件不受到损坏。
7．反渗透系统
反渗透装置是用足够的压力使溶液中的溶剂（一般是水）通过反渗透膜（或称半透膜）而分离出来，因为这个过程和自然渗透的方向相反，因此称为反渗透。
经过反渗透处理，使水中杂质的含量降低，提高水质的纯度，其脱盐率可达到97%以上，并能将水中大部分的细菌，胶体及大分子量的有机物去除。
反渗透法能适应各类含盐量的原水，尤其是在高含盐量的水处理工程中能获得很好的技术经济效益。
反渗透法的脱盐率提高，回收率高，运行稳定，占地面积小，操作简便，过去由于反渗透设施价格较高。
阻碍了反渗透设备的推广使用，但近两年以来，反渗透设施的价格不断下降，使得反渗透设备广泛使用在各类除盐水处理工程中，由于反渗透设备在除盐的同时，也将大部分细菌、胶体及大分子量的有机物去除，因此在纯水的制取工程中，反渗透设备更是不可缺少的。
8．产水箱
（1）主要功能：
储存净化水，以满足生产需要。
（2）主要技术参数：
容积：
6m3
厚度：
5mm
材质：
SUS304
（3）液位计：
当原水箱水位处于高位时，自动停机；当原水箱液位处于地位时，自动启动设备
九、本设备的优点
1设备采用积木式结构组装、分解方便。
各管路的联接均采用快速接头拆装方便快捷。
采用了可拆卸的平板车式的运载方式具有可移动性。
设备在矿用平板车上进行平行布置结构紧凑能更好的适应煤矿井下的各种工况。
2本产品的相关电气设备均选用通过了MA认证的防爆电器产品可使用于煤矿井下。
采用660/380双电压等级适应地面及煤矿井下不同电压等级的使用环境。
3采用自动控制模式各机电设备的启动、停止均可以由设备中的PLC制器自动完成。
由本安型PLC进行现场控制。
设备工作现场的水压等相关水质参数通过相应的采样处理程序随时传递给PLC主机使主机对现场的水质情况了如指掌并根据预先设定的各种程序以及操作预案进行实时管理控制电磁球阀、控制开关、电动机的动作情况进而实现对于水质的过滤、加压、反渗透、排水等系列动作。
而且系统能够通过对于水质情况的实时掌握实现定时或者视现定工况决定的反清洗等工艺过程。
4本产品采用积木式结构组装、分解方便。
各管路的联接均采用快速接头拆装方便快捷。
5本产品有良好的压力适应性能适合不同的原水水压范围。
6可根据用户的要求对出水水质进行调整兼顾用户对于水质的需求和设备使用寿命的合理保证以达到用户需求。
7本产品工作性能稳定易于维护。
8过滤膜的反冲洗维护可以在工作现场就地进行维护操作简单方便。
9本产品的车内连接管路采用304不锈钢管路或不锈钢软管车间连接管路采用专用不锈钢接头的高压胶管提高了设备的抗压性和耐腐蚀性。
10本产品相应过滤设备均采用一备一用的方式，保证设备不间断供水。
十、设备运行维护情况
系统中包括预处理、单级反渗透两部分，系统在运行的过程中有电力、药剂、设备消耗、水费四个方面的费用，估运行成本见下表。
系统的运行成本计算分析
预处理+反渗透系统
项目名称
乳化液泵站净水设备
水处理系统工艺
预处理+反渗透系统工艺
产水量
8
m3/h
日期：
2011.12.14
192
m3/d
分析项目名称
单价
单位
每天消耗
单位
总成本（元/天）
元/吨纯水
动力
￥1.76
系统运行原水*
￥0.00
元/m3
288
m3
￥0.00
￥0.00
电力**
￥0.64
元/KW
528
KWH
￥337.9
￥1.76
化学药品
￥0.556
阻垢剂（98%）
￥80.00
元/kg
1.34
kg
￥107.20
￥0.556
消耗品
寿命（年）
￥0.208
过滤滤芯
0.25
￥100.00
元/支
0.07
支
￥1.53
￥0.03
RO膜
5
￥8,500.00
元/支
0.004
支
￥28.5
￥0.178
制水运行总成本
￥2.524
十一、服务承诺和质量保证体系
1 我公司提供全新、先进、成熟、完整和安全可靠的设备，保证产品符合本投标书中所提供的所有技术要求。
2 产品在质保期内若发生重大质量问题，我公司确保在接到贵公司通知后24小时内赶赴现场负责免费维修与更换。
3 我公司所提供的各种技术资料一定满足贵公司对设计、安装、调试和运行、维护的要求，如果贵公司认为所提供的技术资料不能满足需要时，贵公司有权提出补充要求，我公司将免费提供所需的补充资料。
我公司凭借完善的质量管理制度和GB/T19001：
2000—ISO9001:
2000质量管理体系及国家有关标准、法规等完备的质量保证体系，依靠精良、先进的检测手段，专业专职的工程技术人员，高素质的生产技术人员为社会制造出了一流的产品。
对于公司产品，特作出如下十项服务承诺：
1 售前服务
根据顾客的需要，我们为顾客提供最佳的水处理方案，推荐最佳的设备型号，并根据顾客的现场地宜，为顾客设计最佳的设备布置、安装方案；
2发货运输服务
公司严格按照供货合同书或协议书供货，并确保货物如期、安全、保质、保数的到达规定场所，并按供货合同书或协议书，经过顾客清点无误后办理收货签字手续；
3 技术资料服务
及时为客户提供完整、清晰、正确、统一、必备的水处理设备技术资料，以满足客户办理审批手续及施工安装及正确操作和安全维护的需要；
4 技术人员服务
公司为顾客免费培训设备的操作技术人员，以达到熟练、准确地操作设备，能独立解决一些设备的应急问题；
5 安装服务
根据顾客需要，及时派技术人员到设备安装现场进行指导安装，确保水处理设备安装合理及顺利进行；
6 调试服务
水处理设备安装完毕后，公司及时派技术人员对设备进行调试和试运行，确保设备进入良好的运行状态；
7 运行服务
在水处理设备正常使用过程中，公司人员将定期或不定期对设备的运行情况进行回访，虚心听取用户对设备的使用意见，及时解决运行中的问题；
8 保修服务
公司对设备因制造质量原因而引起的设备运行故障，自货物购买之日起一年内实行“三包服务”；
9 终生服务
公司对出厂设备实行终生维护，保修期过后，对设备的维修仅收取成本费，并保持最佳的服务质量；
10 24小时值班服务
公司技术人员全天24小时处理用户的来信、来电、来访，并及时解决用户提出的问题。
对用户设备出现故障的情况，需技术人员上门服务时，自接到用户通知时起，24小时内到达现场。
十二、售后保障措施及售后服务承诺
1、售后保障措施
设备验收后，质量保证期整机为一年，服务应及时有效。
在接到用户故障信息后4小时内响应，24小时内到现场，在质保期内卖方免费更换损坏的零部件和维修服务。
“以最短的距离，最快的速度，最好的效果”为用户提供全方位、周到、细致的服务，是我公司一贯坚持实施的服务宗旨，我公司早已将服务拓展到包括售前、售中、售后全过程的范围，并力争做到售前、售中服务以减少售后服务，让用户放心满意。
为使贵单位主持招标工作的所有领导、专家放心，用户放心，我公司就具体服务郑重承诺如下：
1．保修期：
整机保修一年。
2．保修范围：
整机保修包括各种控制器、电器开关、泵等设备部件。
滤料、滤芯属于设备使用耗材，不在保修范围内。
3．保修条款：
每台设备指定专门窗口设备负责人，负责供方与需方的联络，
提供“7天×24小时”全天候服务。
在不能现场及时维修的情况下，供方提供设备代用品，满足使用要求。
终身对设备进行维护。
采用环保材料，不污染环境及给用户带来不便。
2、服务承诺
1）我公司提供全新、先进、成熟、完整和安全可靠的设备，保证产品符合本投标书中所提供的所有技术要求。
2）产品在质保期内若发生重大质量问题，我公司确保在接到贵公司通知后24小时内赶赴现场负责免费维修与更换。
3）我公司所提供的各种技术资料一定满足贵公司对设计、安装、调试和运行、维护的要求，如果贵公司认为所提供的技术资料不能满足需要时，贵公司有权提出补充要求，我公司将免费提供所需的补充资料。
我公司凭借完善的质量管理制度和GB/T19001：
2000—ISO9001:
2000质量管理体系及国家有关标准、法规等完备的质量保证体系，依靠精良、先进的检测手段，专业专职的工程技术人员，高素质的生产技术人员为社会制造出了一流的产品。
对于公司产品，特作出如下十项服务承诺：
4）售前服务
根据顾客的需要，我们为顾客提供最佳的水处理方案，推荐
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