淺談循環(huán)水加藥系統(tǒng)

孫建軍

[摘 要] 近年來，對(duì)于提高工業(yè)循環(huán)水處理的自動(dòng)化程度，引起了人們的高度重視。新研制的循環(huán)水加藥系統(tǒng)采用自動(dòng)控制加藥裝置進(jìn)行藥劑的精確投加，從而有效的將化學(xué)藥劑經(jīng)濟(jì)、合理的加入到循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中，可以保證優(yōu)良的水質(zhì)，對(duì)延長(zhǎng)生產(chǎn)設(shè)備的運(yùn)行周期，降低能耗和生產(chǎn)成本，提高經(jīng)濟(jì)效益乃至環(huán)境的保護(hù)都具有重要意義。

[關(guān)鍵詞] 循環(huán)水加藥自動(dòng)系統(tǒng)

目前，在電廠或能源站的生產(chǎn)設(shè)備中，工業(yè)循環(huán)水是不可缺少的部分，工業(yè)循環(huán)冷卻系統(tǒng)在自然運(yùn)行時(shí)，會(huì)因循環(huán)水的硬度、堿度、PH值、濃縮倍數(shù)、氣溫、環(huán)境濕度等因素的綜合影響產(chǎn)生結(jié)垢或腐蝕傾向，兩者對(duì)循環(huán)冷卻系統(tǒng)的安全和運(yùn)行效率都會(huì)產(chǎn)生不良影響， 致使設(shè)備的使用壽命極大的縮短，給企業(yè)造成很大的經(jīng)濟(jì)損失，為了抑制結(jié)垢或者腐蝕發(fā)生，就需向水中人工投加緩蝕劑或阻垢劑，而傳統(tǒng)的循環(huán)水加藥過程主要是依靠人工進(jìn)行，人工投加藥物存在加藥量不能隨著循環(huán)冷卻水的水質(zhì)以及各類相關(guān)工藝參數(shù)的變化而相應(yīng)地變化的缺陷。近年來，對(duì)于提高工業(yè)循環(huán)水處理的自動(dòng)化程度，引起了人們的高度重視。新研制的循環(huán)水加藥系統(tǒng)采用自動(dòng)控制加藥裝置進(jìn)行藥劑的精確投加，從而有效的將化學(xué)藥劑經(jīng)濟(jì)、合理的加入到循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中，可以保證優(yōu)良的水質(zhì)，對(duì)延長(zhǎng)生產(chǎn)設(shè)備的運(yùn)行周期，降低能耗和生產(chǎn)成本，提高經(jīng)濟(jì)效益乃至環(huán)境的保護(hù)都具有重要意義。

一、循環(huán)水加藥系統(tǒng)的概述

常規(guī)循環(huán)冷卻水系統(tǒng)加藥加酸處理，常用的緩蝕劑和阻垢劑包括聚磷酸鹽、鋅鹽、聚梭酸鹽和嶙酸鹽等等。雖然能夠起到一定的作用，但是要達(dá)到理想的效果，距離系統(tǒng)常年無(wú)垢運(yùn)行還有很大的差距。傳統(tǒng)的循環(huán)水加藥過程多以加入液態(tài)藥品為主，存在以下缺點(diǎn):1、需要配加藥泵，存在結(jié)構(gòu)復(fù)雜、耗能、維修麻煩的缺點(diǎn);2、要配備儲(chǔ)存液體的容器體積大、占地空間大;3、存在安全隱患:液體藥品易濺入眼睛、沾染身體;4、碳排放高。以上提到的各種問題可能在冷卻水系統(tǒng)運(yùn)行中綜合存在，而且隨著濃縮倍數(shù)的增加而更加嚴(yán)重。針對(duì)不同的水質(zhì)及設(shè)備型式，采取切合實(shí)際的水處理方案，確保裝置及水冷設(shè)備安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行成為迫切需要。為了解決現(xiàn)有技術(shù)的循環(huán)水加藥存在結(jié)構(gòu)復(fù)雜、體積大、不安全和碳排放高等問題，現(xiàn)研制了循環(huán)水的加藥系統(tǒng)，此系統(tǒng)具有占地面積小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、加藥方便可行、安全環(huán)保的特點(diǎn)，它既能保證加藥效果，以保持和穩(wěn)定循環(huán)水質(zhì)在一個(gè)良好的水平，保證系統(tǒng)的正常運(yùn)行，又減輕運(yùn)行人員的負(fù)擔(dān)，節(jié)省人力物力。

二、循環(huán)水加藥系統(tǒng)的組成

循環(huán)冷卻水自動(dòng)加藥系統(tǒng)主要包括兩部分：一是自動(dòng)投加適量的阻垢劑、緩蝕劑和殺菌滅藻劑，二是自動(dòng)保持適宜的濃縮倍數(shù)或循環(huán)水電導(dǎo)率，兩者缺一不可。

（一）自動(dòng)投加適量的阻垢劑、緩蝕劑和殺菌滅藻劑

水處理工藝流程大都根據(jù)原水水質(zhì)壯況經(jīng)過物理、物理化學(xué)、化學(xué)和/或生物化學(xué)方法去除雜質(zhì)，使出水水質(zhì)達(dá)標(biāo)。目前，消除上述隱患的辦法有多種，如臭氧法、超低頻振動(dòng)法以及向水體中注入適量的添加劑（混凝劑/絮凝劑、氧化劑、中和劑、阻垢劑、緩蝕劑等，通稱“藥劑”）是水處理工藝經(jīng)常采用的技術(shù)路線，一次性設(shè)備投入較低，但對(duì)藥劑的投加有一定要求，如適量、均勻、連續(xù)或定時(shí)，否則可能達(dá)不到預(yù)期效果，或增加運(yùn)行費(fèi)用。實(shí)踐表明：采用自動(dòng)加藥技術(shù)及成套設(shè)備是提高設(shè)備效率、延長(zhǎng)使用壽命、減少運(yùn)行費(fèi)用、強(qiáng)化管理工作的有效手段。采用自動(dòng)加藥系統(tǒng)是提高水處理設(shè)備效率、減少運(yùn)行費(fèi)用的必要手段，也是今后發(fā)展的必然趨勢(shì)。

（二）自動(dòng)保持適宜的濃縮倍數(shù)或循環(huán)水電導(dǎo)率

濃縮倍數(shù)是循環(huán)水水質(zhì)管理的一個(gè)重要經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)。隨著循環(huán)水水處理藥劑的發(fā)展，循環(huán)水處理都向高濃縮倍數(shù)(≥3.5)方向發(fā)展。濃縮倍數(shù)高，可減少排污量，有利于節(jié)約水資源，但水質(zhì)變差，影響熱交換效率，增加能耗；降低‘濃縮倍數(shù)可使水質(zhì)狀況改善、熱交換效果好，但排污量加大、用水量增加，有悖節(jié)水方針。既降低了新鮮補(bǔ)水量，又可節(jié)約藥劑，降低運(yùn)行成本，同時(shí)減少排污水量，減輕對(duì)環(huán)境的污染。反之，濃縮倍數(shù)偏低，運(yùn)行成本上升。但在高濃縮倍數(shù)的運(yùn)行情況下，水中的結(jié)垢性和腐蝕性離子成倍增加，并且藥劑在系統(tǒng)中的停留時(shí)間延長(zhǎng)。因此，在高濃縮倍數(shù)運(yùn)行情況下如何判斷系統(tǒng)水質(zhì)是否具有惡化趨勢(shì)，及時(shí)調(diào)整運(yùn)行指標(biāo)和水穩(wěn)劑配方，顯得尤為重要。理論計(jì)算和實(shí)驗(yàn)表明，保持‘濃縮倍數(shù)在2.5～3.5之間比較適宜，但須視具體環(huán)境、工藝和水質(zhì)狀況作適當(dāng)調(diào)整。保持‘濃縮倍數(shù)的最佳手段就是采用‘濃縮倍數(shù)自動(dòng)保持系統(tǒng)。此系統(tǒng)采用在線監(jiān)測(cè)循環(huán)水體電導(dǎo)率的技術(shù)路線，設(shè)定與最適濃縮倍數(shù)對(duì)應(yīng)的電導(dǎo)率上限值，當(dāng)循環(huán)水體的電導(dǎo)率達(dá)到該設(shè)定值時(shí)自動(dòng)排污，隨著補(bǔ)充水在液位控制器的作用下不斷進(jìn)入循環(huán)水系統(tǒng)，電導(dǎo)率的實(shí)測(cè)值不斷下降，到達(dá)電導(dǎo)率下限值時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)關(guān)閉排污閥，以此來保持在最適宜的范圍。循環(huán)冷卻水中的溶解鹽類呈離子狀態(tài)，具有一定的導(dǎo)電能力，因此可用溶液中的電導(dǎo)率間接地表示溶解鹽類的含量。電導(dǎo)率測(cè)定方法較簡(jiǎn)單，但由于系統(tǒng)中投入氧化性殺菌劑后會(huì)增加一些溶解性的Cl-，Br-等離子，同時(shí)系統(tǒng)的物料泄漏等原因會(huì)引起電導(dǎo)率的波動(dòng)。所以，對(duì)于循環(huán)冷卻水系統(tǒng)而言，投入氧化性殺菌劑一般都是定期的，物料泄漏也不是經(jīng)常性的。因此用電導(dǎo)率測(cè)定循環(huán)水濃縮倍數(shù)具有一定的參考意義。

三、循環(huán)水加藥系統(tǒng)的功能

（一）AR-xy-01型

功能：① 加藥泵可工作在手動(dòng)/自動(dòng)兩種運(yùn)行模式。運(yùn)行在‘自動(dòng)模式時(shí)，由可編程時(shí)間控制器設(shè)定加藥泵每天的運(yùn)行時(shí)間段；運(yùn)行在‘手動(dòng)模式時(shí)，由操作人員按啟動(dòng)/停止按鈕；② 加藥泵為半自動(dòng)操作計(jì)量泵。設(shè)定加藥速度后即自行以恒定速率加藥；③ 藥箱內(nèi)藥劑液位低達(dá)下限時(shí)，自動(dòng)停泵和發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào)。

（二）AR-xy-02型

功能：有些用戶要求帶有攪拌機(jī)，故在Bj-xy-01型基礎(chǔ)上增加攪拌機(jī)及其控制器。

（三） AR-xy-03型

功能：藥液多為濃縮型或粉劑，必須注入適當(dāng)水量稀釋或溶解粉劑。配置同Bj-xy-02型，增加配藥用遠(yuǎn)傳水表、注水電磁閥和控制電器。加入濃縮藥液或粉劑后，按照設(shè)定的水流量值自動(dòng)注入自來水，直至達(dá)到設(shè)定值時(shí)停止注水；與此同時(shí)自動(dòng)開動(dòng)攪拌機(jī)工作。

（四）AR-xy-04型

功能：① 在線監(jiān)測(cè)循環(huán)水體的電導(dǎo)率，間接反映‘濃縮倍數(shù)（循環(huán)電導(dǎo)率/補(bǔ)充水電導(dǎo)率）。當(dāng)電導(dǎo)率達(dá)到上限值時(shí)，自動(dòng)開啟排污閥和充水閥；當(dāng)電導(dǎo)率恢復(fù)到下限設(shè)定值時(shí)，自動(dòng)關(guān)閉排污閥和補(bǔ)充水閥。② 其他功能同Bj-xy-02型。

（五） 集中操作型（PLC控制）

適用于多套空調(diào)機(jī)組集中控制，控制柜操作盤上印有模擬控制流程圖.根據(jù)用戶實(shí)際需求可增加測(cè)量補(bǔ)充水電導(dǎo)率儀1臺(tái)，冷卻塔進(jìn)、出口溫度變送器各1臺(tái)，集水池液位計(jì)1臺(tái)以及pH計(jì)、濁度計(jì)、余氯分析儀等。

四、循環(huán)水加藥系統(tǒng)的功效

循環(huán)水的加藥系統(tǒng)采用固體加藥的形式進(jìn)行循環(huán)水處理，具有占地面積小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、加藥方便可行、安全環(huán)保的特點(diǎn)，它既能保證加藥效果，又減輕運(yùn)行人員的負(fù)擔(dān)，節(jié)省人力物力。由于新型的固體藥品含有有機(jī)物鰲合劑和分散劑的混合物，可控制礦物質(zhì)和有機(jī)物污垢，同時(shí)也含有緩蝕劑，保護(hù)系統(tǒng)金屬材質(zhì)。產(chǎn)品不含任何重金屬，長(zhǎng)效持久，安全無(wú)害，綠色環(huán)保，有效控制水垢沉積，不需使用加藥泵，符合低碳排放，有效控制污垢，減少工人勞動(dòng)力和設(shè)備的維護(hù)。確保循環(huán)水水質(zhì)情況下，緩解或可能情況下解決甲方循環(huán)水系統(tǒng)及凝汽器鋼管結(jié)垢的問題。同時(shí)還可提高循環(huán)水濃縮倍率，降低循環(huán)水的排污量。

五、總結(jié)

隨著現(xiàn)代化工業(yè)的快速發(fā)展，冷卻水的使用不僅用量越來越大，同時(shí)大量循環(huán)交換設(shè)備中存在的水垢由于得不到科學(xué)的清洗，導(dǎo)致了能源的消耗和環(huán)境的破壞，在設(shè)備遭到損害的同時(shí)降低了運(yùn)行效率。①循環(huán)水加藥系統(tǒng)采用自動(dòng)控制加藥裝置進(jìn)行藥劑的精確投加，提高了經(jīng)濟(jì)效益，保護(hù)了生態(tài)環(huán)境。

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[4] 羅勝.循環(huán)水的加藥處理[J]. 廣西輕工業(yè). 2008(09) .

注釋：

①羅勝.循環(huán)水的加藥處理[J]. 廣西輕工業(yè). 2008(09) .