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        2. 方案中心

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          超純水制水工藝

            超純水系統在精密電子等高科技行業應用廣泛,超純水的制水工藝復雜,且投資昂貴,系統工作的穩定性及經濟性對生產起著至關重要的作用。
           

            鄭州某公司有1 套超純水系統,該套系統使用軟水作為原水,原水經該系統處理后可獲得電阻率為18 MΩ•cm 的超純水。

          1、改造前系統的純水制水工藝

            改造前的超純水系統的制水工藝流程見圖 1,該系統中EDI 裝置制水、送水工藝流程見圖 2。

            由圖 2 可知,EDI 裝置的產水分為兩路,一路由氣動閥P1 控制進入高純水箱,另一路由氣動閥P2 控制進入RO 水箱。這2 個閥門互鎖,不能同時開啟或關閉。

            P1、P2 的開關狀態由高純水箱水位決定,當高純水箱水位達到高水位時,P2 自動開啟,P1 關閉, EDI 出水進入RO 水箱; 當高純水箱水位降低到低水位時,P1 開啟,P2 自動關閉,EDI 出水進入高純水箱。

            為保證產水水質,高純水箱采用氮氣密封,當其液位下降時,補入氮氣,當其液位上升時,排出氮氣。

          2、超純水系統存在的問題及改造方案

            超純水系統投入運行后,能夠生產出合格的電阻率為18 MΩ•cm 的超純水,產水量也可以滿足生產要求。但在系統運行過程中,發現其存在以下3 個問題:(1)用戶用水量不穩定時,高純水箱液位波動大,氮氣消耗量大。(2)用戶用水量不穩定時,P1、P2閥門切換頻繁,并且在切換的過程中,伴隨有巨大的水錘沖擊,水錘產生巨大的撞擊,造成管道和設備的劇烈震動。(3)P1、P2 閥門經常切換,造成EDI 的產水量瞬間波動,容易損壞EDI 設備。在超純水系統中,EDI 裝置是非常重要的制水設備,上述問題的存在對于生產具有非常大的安全隱患。

            為解決這一問題,請教了設備生產廠的技術人員,他們的建議是穩定用水量。結合公司的實際情況,要穩定用水量,最簡單直接的方法是使用水點保持長流水,但是這樣會浪費掉大量的超純水,導致超純水用量大大增加,超出系統的制水量。為此,公司決定對EDI 產水量調節方式進行改造。經過多次的分析論證后,嘗試在EDI 產水管路并聯一個手動調節閥P3,同時在EDI 的兩路出水氣動閥門的供氣管路上增加壓縮空氣節流閥,以減緩閥門的開閉速度,平衡EDI 出水量的分配。實施改造后,消除了用水量波動產生的水錘沖擊現象,降低了高純水箱液位的波動范圍。由于高純水箱液位波動幅度降低,大大減少了氮氣消耗量,為公司節約了成本。

            改造前、后系統的EDI 裝置兩路出水示意如圖 3、圖 4 所示。

            

          3、 改造后系統的純水制水工藝

            經過改造,EDI 裝置的兩路出水分別為: 一路由氣動閥P1 控制進入高純水箱,另一路由氣動閥 P2 和手動旁通調節閥P3 控制進入RO 水箱。其中 P1 和P2 2 個閥門互鎖,不能同時開啟或關閉。根據高純水箱的水位調整P3 的開度。當用戶用水量變化時,手動調整閥門P3 的開度。如果用戶用水量減小,適當增大閥門P3 的開度; 如果用戶用水量增大,適當減小閥門P3 的開度。由此減少了P1、P2 開啟、關閉的次數。此外,在P1、P2 的進氣管路上加裝壓縮空氣節流閥,減緩了閥門開啟或關閉的速度,減小了水錘的沖擊。

            超純水系統改造完成后,徹底解決了上述3 個問題,并達到了下述效果:(1)穩定了高純水箱液位,大大減少了氮氣消耗量。(2)消除了水錘現象。(3)穩定了EDI 產水量,消除了可能造成EDI 設備損壞的不利因素。(4)減小了閥門開啟的頻率。

            通過微調EDI 產水量分配方式對超純水系統進行改造,在沒有打破P1、P2 互鎖狀態下,穩定了高純水箱的液位,達到了預期的改造目的。

          4、結束語

            通過在EDI 出水口增加1 個旁通閥,以及在 EDI 的兩路出水氣動閥門的供氣管路上分別增加1 個壓縮空氣節流閥的簡單改造,優化了制水工藝,穩定了EDI 的制水量,大大降低了氮氣消耗量,每個月可以節約近萬元的氮氣消耗費用,為公司節約了大量資金。尤其是減少了設備受到的水錘沖擊,保證了EDI 設備出水量的穩定,同時也保證了設備使用安全,延長了設備使用壽命。

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