超純水系統在精密電子等高科技行業(yè)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(jīng)濟性對生產(chǎn)起著(zhù)至關(guān)重要的作用。
鄭州旭飛光電科技有限公司有1 套超純水系統，該套系統使用軟水作為原水，原水經(jīng)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(jiàn)圖 1，該系統中EDI 裝置制水、送水工藝流程見(jiàn)圖 2。
圖 1 改造前的超純水系統的制水工藝流程
圖 2 EDI 裝置制水、送水工藝流程
由圖 2 可知，EDI 裝置的產(chǎn)水分為兩路，一路由氣動(dòng)閥P1 控制進(jìn)入高純水箱，另一路由氣動(dòng)閥P2 控制進(jìn)入RO 水箱。這2 個(gè)閥門(mén)互鎖，不能同時(shí)開(kāi)啟或關(guān)閉。
P1、P2 的開(kāi)關(guān)狀態(tài)由高純水箱水位決定，當高純水箱水位達到高水位時(shí)，P2 自動(dòng)開(kāi)啟，P1 關(guān)閉， EDI 出水進(jìn)入RO 水箱; 當高純水箱水位降低到低水位時(shí)，P1 開(kāi)啟，P2 自動(dòng)關(guān)閉，EDI 出水進(jìn)入高純水箱。
為保證產(chǎn)水水質(zhì)，高純水箱采用氮氣密封，當其液位下降時(shí)，補入氮氣，當其液位上升時(shí)，排出氮氣。
2 超純水系統存在的問(wèn)題及改造方案
超純水系統投入運行后，能夠生產(chǎn)出合格的電阻率為18 MΩ·cm 的超純水，產(chǎn)水量也可以滿(mǎn)足生產(chǎn)要求。但在系統運行過(guò)程中，發(fā)現其存在以下3 個(gè)問(wèn)題：(1)用戶(hù)用水量不穩定時(shí)，高純水箱液位波動(dòng)大，氮氣消耗量大。(2)用戶(hù)用水量不穩定時(shí)，P1、P2閥門(mén)切換頻繁，并且在切換的過(guò)程中，伴隨有巨大的水錘沖擊，水錘產(chǎn)生巨大的撞擊，造成管道和設備的劇烈震動(dòng)。(3)P1、P2 閥門(mén)經(jīng)常切換，造成EDI 的產(chǎn)水量瞬間波動(dòng)，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(wèn)題的存在對于生產(chǎn)具有非常大的安全隱患。
為解決這一問(wèn)題，請教了設備生產(chǎn)廠(chǎng)的技術(shù)人員，他們的建議是穩定用水量。結合公司的實(shí)際情況，要穩定用水量，最簡(jiǎn)單直接的方法是使用水點(diǎn)保持長(cháng)流水，但是這樣會(huì )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(chǎn)水量調節方式進(jìn)行改造。經(jīng)過(guò)多次的分析論證后，嘗試在EDI 產(chǎn)水管路并聯(lián)一個(gè)手動(dòng)調節閥P3，同時(shí)在EDI 的兩路出水氣動(dòng)閥門(mén)的供氣管路上增加壓縮空氣節流閥，以減緩閥門(mén)的開(kāi)閉速度，平衡EDI 出水量的分配。實(shí)施改造后，消除了用水量波動(dòng)產(chǎn)生的水錘沖擊現象，降低了高純水箱液位的波動(dòng)范圍。由于高純水箱液位波動(dòng)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。
圖 3 改造前的改造部位示意
圖 4 改造后的改造部位示意
3 改造后系統的純水制水工藝
經(jīng)過(guò)改造，EDI 裝置的兩路出水分別為： 一路由氣動(dòng)閥P1 控制進(jìn)入高純水箱，另一路由氣動(dòng)閥 P2 和手動(dòng)旁通調節閥P3 控制進(jìn)入RO 水箱。其中 P1 和P2 2 個(gè)閥門(mén)互鎖，不能同時(shí)開(kāi)啟或關(guān)閉。根據高純水箱的水位調整P3 的開(kāi)度。當用戶(hù)用水量變化時(shí)，手動(dòng)調整閥門(mén)P3 的開(kāi)度。如果用戶(hù)用水量減小，適當增大閥門(mén)P3 的開(kāi)度; 如果用戶(hù)用水量增大，適當減小閥門(mén)P3 的開(kāi)度。由此減少了P1、P2 開(kāi)啟、關(guān)閉的次數。此外，在P1、P2 的進(jìn)氣管路上加裝壓縮空氣節流閥，減緩了閥門(mén)開(kāi)啟或關(guān)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(gè)問(wèn)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(chǎn)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(mén)開(kāi)啟的頻率。
通過(guò)微調EDI 產(chǎn)水量分配方式對超純水系統進(jìn)行改造，在沒(méi)有打破P1、P2 互鎖狀態(tài)下，穩定了高純水箱的液位，達到了預期的改造目的。具體參見(jiàn)http://www.sharpedgetext.com更多相關(guān)技術(shù)文檔。
4 結束語(yǔ)
通過(guò)在EDI 出水口增加1 個(gè)旁通閥，以及在 EDI 的兩路出水氣動(dòng)閥門(mén)的供氣管路上分別增加1 個(gè)壓縮空氣節流閥的簡(jiǎn)單改造，優(yōu)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(gè)月可以節約近萬(wàn)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(shí)也保證了設備使用安全，延長(cháng)了設備使用壽命。
