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安彩高科软水负荷转移设计与计算 王学波 张胜林 张东来 常增亮 原国庆 侯三忠（安彩高科水车间 2782） 摘 要 本文讲述了河南安彩高科股份有限公司进行软水负荷转移的方案及设计计算，主要包括机械过滤器、钠离子交换器、水泵设备选型和石英砂、树脂用量计算。 关键词 滤速 石英砂 堆密度 树脂 机械过滤器 离子交换器 1 前言 软水是指去除水中硬度（主要指钙、镁硬度）后的水，在河南安彩高科股份有限公司软水主要用于锅炉房加热制取蒸汽使用，用水量70吨/小时。由于公司转型发展TCO项目，需要占用原来软水站位置，因此必须将原来的软水站进行整体搬迁，将负荷进行转移。 2 软水负荷转移方案及工艺流程 软水负荷转移方案为利用原有设备在9#厂房建设一个处理能力为70吨/小时以上的软水站，重新敷设管道至锅炉房与原有管道进行对接，满足用水要求。工艺流程如下： 水源水 机械过滤器 一级Na＋离子交换器 二级Na＋离子交换器 软化水池 水泵 锅炉房 该方法是利用离子交换法，制水原理为: 利用Na＋离子交换器将水中组成硬度成份的Ca2＋、Mg2+和阳离子交换树脂上的可交换基因Na+进行交换，水中的Ca2＋、Mg2+离子被置换到树脂上，树脂上的Na+离子进入水中，故水中的Ca2＋、Mg2+被除去而制成软水.反应方程式如下： Mg(HCO3)2 NaHCO3 Ca(Mg)SO4 + 2RNa ? R2Ca(Mg) + NaSO4 Ca(Mg)Cl2 2NaCl 3 设备选型计算 3.1 机械过滤器 原有机械过滤器直径D = 2500 mm ，按照设计规范，单层石英砂滤料滤速取值范围为8-10 m/h，在此取 V =10 m/h,因此其制水量Q为： Q = V × 3.14 × D2 / 4 = 10×3.14×2500×2500/4/1000000 = 49 m3/h 根据设计要求，制水量为70m3/h,因此需要选用2台直径D = 2500 mm的机械过滤器。 3.2 离子交换器 原有离子交换器直径D = 2000 mm ，按照设计规范滤速取值范围为15-20m/h,在此取V=15 m/h,因此其制水量Q为： Q = V × 3.14 × D2 / 4 = 15×3.14×2000×2000/4/1000000 = 47 m3/h 根据设计要求，制水量为70m3/h,因此需要选用4台直径D = 2000 mm的离子交换器。（2台一级，2台二级） 3.3 管径计算 根据设计要求，流量Q = 70 m3/h,流速取V = 1.2 m/s， Q = V × 3.14 × DN2 / 4 DN2 = 4Q/3.14V =4×70/3600/3.14/1.2 =0.020642 所以 DN = 0.144 m = 144 mm 因此软水供水管径可选为DN = 150 mm 。 3.4 水泵 根据设计要求，水泵流量为70m3/h，水泵扬程为H，H为静扬程H静，沿程水头损失h沿和局部水头损失h局之和，H = H静 + h沿 + h局 经过现场测算，H静= 16m，管道长度为L = 600 m， 查给排水设计手册得知，水力坡度i= 0.0171，所以 h沿 = i × L = 0.0171×600 = 10.26 m h局取h沿的30%，所以h局 = 0.3×10.26 = 3.08 m 因此，水泵扬程为： H = H静 + h沿 + h局 = 16 + 10.26 + 3.08 = 29.34 m 原来水泵型号为IS100-80-160的水泵，该型号水泵流量为100 m3/h，扬程为32m，能够满足要求。 4 填料计算 4.1 石英砂计算 石英砂装填数量 = 断面面积 × 填充高度 × 堆密度 机械过滤器（直径2500）和离子交换器（直径2000）的计算结果如下表： 机械过滤器（直径2500） 离子交换器（直径2000） 4.2 树脂计算 树脂装填数量 =