淺談循環(huán)冷卻水的處理技術(shù)

李杰

【摘要】傳統(tǒng)的水處理的方法依靠添加一定量的各種化學(xué)藥劑較好的解決了結(jié)垢、腐蝕和微生物繁殖等問(wèn)題，但采用化學(xué)處理運(yùn)行費(fèi)用高，管理難度大，相比之下新型的電、磁處理法等物理處理方法具有除垢、防垢、緩蝕、殺菌、滅藻功能，并能減少排污引起的環(huán)境污染。新型循環(huán)水水質(zhì)穩(wěn)定的處理方法主要采用循環(huán)水的磁化、離子高壓靜電、低壓電子水處理.有條件的情況下采用新型的處理方法可達(dá)到理想的效果。本文就工業(yè)冷卻水在實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)中運(yùn)用中的一些工業(yè)設(shè)備，運(yùn)行機(jī)理，操作流程，應(yīng)注意的問(wèn)題，以及水處理的前景進(jìn)行闡述。

【關(guān)鍵詞】循環(huán)冷卻水處理 監(jiān)測(cè) 換熱 旁流緩蝕 阻垢

1引言

我國(guó)淡水資源并不豐富，且分配甚不均衡，北方缺雨少水，更顯水源緊張。在水源上得天獨(dú)厚的長(zhǎng)江流域和江南水鄉(xiāng)，由于不注意排水的處理，江河湖泊受到不同程度的污染，影響人們用水的質(zhì)量和魚(yú)類(lèi)的生存。為保護(hù)生態(tài)環(huán)境不被破壞，環(huán)保部門(mén)對(duì)排出水的溫度、PH值及其它污染物都有規(guī)定。為使有害成份達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，只有減少污水的流量才能適合處理，才能降低污水處理的費(fèi)用。循環(huán)水比起直流水，除了節(jié)約新鮮水量、減少排污水量之外，還可以防止熱污染。循環(huán)水還因控制換熱器的污垢熱阻而提高傳熱效果和生產(chǎn)效率，減少設(shè)備體積，節(jié)約鋼材。循環(huán)水有效的控制了系統(tǒng)中設(shè)備的腐蝕，從而提高設(shè)備的使用壽命。

2.循環(huán)冷卻水處理的基本要素及可能出現(xiàn)的問(wèn)題

循環(huán)冷卻水處理工藝流程的設(shè)計(jì)是根據(jù)熱交換設(shè)備對(duì)污垢熱阻和腐蝕率的要求，補(bǔ)充水的水質(zhì)指標(biāo)、循環(huán)冷卻水的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。

2.1循環(huán)冷卻水處理的基本要素

（1）基本的熱交換設(shè)備對(duì)污垢熱阻和腐蝕率的要求

污垢熱阻：1 72x10-4-3.44x10-4m2.K/W；腐蝕率：0.125mm/a。

（2）循環(huán)補(bǔ)充水的水質(zhì)指標(biāo)

（3）冷卻水的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)

2.2循環(huán)冷卻水處理可能出現(xiàn)的問(wèn)題

在循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中，由于循環(huán)冷卻水長(zhǎng)時(shí)間反復(fù)運(yùn)轉(zhuǎn)和使用，通過(guò)冷卻構(gòu)筑物的傳熱與物質(zhì)交換，循環(huán)冷卻水與大氣接觸，從而使循環(huán)冷卻水具有以下一些明顯的特點(diǎn)：（1）水中游離及溶解的CO2大量逸散，當(dāng)CO2的含量不足以保證重碳酸鹽的平衡時(shí)，給水管道和用水設(shè)備內(nèi)就會(huì)形成CaC03沉淀，引起系統(tǒng)內(nèi)CaC03結(jié)垢；（2）水中所含的溶解性氣體、腐蝕性鹽類(lèi)與酸類(lèi)等電解質(zhì)與金屬接觸時(shí)，因?yàn)殡娊赓|(zhì)的作用，從金屬表面析出Fe2*，使設(shè)備和管道金.屬遭到破壞；（3）空氣中的污染物如塵土、雜物、可溶性氣體及換熱器物料滲漏等均可進(jìn)入循環(huán)水，致使微生物大量繁殖，加速金屬的腐蝕；（4）由于補(bǔ)充水帶來(lái)或水在循環(huán)使用過(guò)程中產(chǎn)生的各種微生物、其它有機(jī)物及無(wú)機(jī)懸浮雜質(zhì)在管道和換熱器表面沉積。污垢特別容易沉淀在散熱面上，影響傳熱的正常進(jìn)行，式換熱器效率下降，消耗和浪費(fèi)能量，嚴(yán)重的甚至式換熱器堵塞。

以上特點(diǎn)就會(huì)使換熱設(shè)備的水流阻力加大，水泵的電耗增加，傳熱效率降低，并使工藝條件處于不正常的狀況，1.5mm的CaC03垢將增加10%-20%的能耗，12mm的垢將增加70%左右的能耗，25mm的垢將使設(shè)備效率下降95%給生產(chǎn)帶來(lái)巨大的損失，為了防止這些現(xiàn)象的發(fā)生，要對(duì)水進(jìn)行一定的阻垢、緩蝕、殺菌處理，從而實(shí)現(xiàn)冷卻水的重復(fù)利用。

3.循環(huán)冷卻水處理的工藝流程

循環(huán)冷卻水系統(tǒng)由6個(gè)流程組成，除主流程外，其余的加藥流程、加氯流程、加酸流程、監(jiān)測(cè)換熱流程、旁流流程均為循環(huán)冷卻水處理的5個(gè)組成內(nèi)容。

3.1主流程。循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的補(bǔ)充水為揚(yáng)子石化公司的工業(yè)用水，5臺(tái)循環(huán)水泵（3用2備）由冷卻塔塔下水池吸水加壓后進(jìn)入循環(huán)冷卻給水管，用于供應(yīng)工藝裝置的冷卻用水。循環(huán)冷卻回水則通過(guò)循環(huán)冷卻回水管返回循環(huán)水站，經(jīng)冷卻塔的配水系統(tǒng)均勻分布后，在冷卻塔內(nèi)自上而下進(jìn)行汽水換熱降溫，冷卻后進(jìn)入塔下水池，再經(jīng)循環(huán)水泵加壓供出，如此循環(huán)往復(fù)。

3.2加藥流程。為控制循環(huán)冷卻水流經(jīng)的管道和熱交換設(shè)備的腐蝕、結(jié)垢，必須向循環(huán)冷卻水投加緩蝕阻垢藥劑。另外，在系統(tǒng)正常運(yùn)行之前，必須先投加預(yù)膜劑，使金屬表面形成一層完好的緩蝕的保護(hù)膜。本系統(tǒng)中，藥劑原液通過(guò)自吸泵或人工搬運(yùn)送入貯藥罐，然后按一定比例加入稀釋水（工業(yè)水或循環(huán)冷卻水），或者直接將原液攪拌后自流進(jìn)入藥劑溶液罐，再由2臺(tái)計(jì)量泵（1用1備）將藥液送入冷卻塔塔下水池。

3.3加氯流程。為控制菌藻類(lèi)等微生物的繁殖，必須向循環(huán)冷卻水投加殺生劑。本系統(tǒng)設(shè)計(jì)選用的殺生劑為液氯。氯氣從氯瓶中蒸發(fā)，依次經(jīng)過(guò)氯氣過(guò)濾器、真空調(diào)節(jié)器、加氯控制柜，最終通過(guò)水射器送入冷卻塔塔下水池。本系統(tǒng)還包括一個(gè)在線余氯分析儀，控制余氯0.5～1.0mg/L，同時(shí)在線余氯分析儀與加氯機(jī)聯(lián)鎖，可實(shí)現(xiàn)連續(xù)自動(dòng)加氯。設(shè)計(jì)2套加氯系統(tǒng)，1用1備，可自動(dòng)或人工切換。

3.4加酸流程。循環(huán)冷卻水系統(tǒng)在每次正常運(yùn)行之前，應(yīng)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行酸洗：另外，在系統(tǒng)正常運(yùn)行的過(guò)程中，為保證緩蝕阻垢劑處理效果而需降低系統(tǒng)pH值時(shí)，也進(jìn)行加酸處理。本系統(tǒng)中，設(shè)計(jì)選用的濃硫酸通過(guò)硫酸泵進(jìn)入硫酸貯罐中，然后通過(guò)水射器送入冷卻塔塔下水池。

3.5監(jiān)測(cè)換熱流程。循環(huán)冷卻水系統(tǒng)在正常運(yùn)行的過(guò)程中，應(yīng)采用必要的監(jiān)測(cè)手段，以隨時(shí)掌握循環(huán)冷卻水處理的效果，并根據(jù)監(jiān)測(cè)所得的數(shù)據(jù)及時(shí)采取相應(yīng)的措施，以期達(dá)到良好的效果。本系統(tǒng)中，在循環(huán)冷卻給水管的旁路上設(shè)置了一個(gè)模擬工藝裝置熱交換設(shè)備的小型熱交換器（監(jiān)測(cè)換熱器），其熱源為低壓飽和蒸汽。在監(jiān)測(cè)換熱器的循環(huán)冷卻回水管上安裝掛片，通過(guò)對(duì)掛片的定期化驗(yàn)分析，可以推斷循環(huán)冷卻水流經(jīng)的管道和熱交換設(shè)備的腐蝕、結(jié)垢狀況。

3.6旁流流程。旁流的目的是保持循環(huán)冷卻水水質(zhì)，使系統(tǒng)在滿足濃縮倍數(shù)的條件下有效、經(jīng)濟(jì)地運(yùn)行。在高濃縮倍數(shù)條件運(yùn)行時(shí)，可減少補(bǔ)充水量和排污水量，減輕對(duì)環(huán)境的污染。本系統(tǒng)中，約2.5%的循環(huán)冷卻回水流經(jīng)2組全自動(dòng)無(wú)閥過(guò)濾器，濾后水進(jìn)入冷卻塔塔下水池。2組全自動(dòng)無(wú)閥過(guò)濾器利用虹吸原理可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)反沖洗。

4結(jié)論

工業(yè)用水總量中，冷卻水占很大的比重，特別是石油化工企業(yè)和大型化工企業(yè)，幾乎占總用水量的80-90%，對(duì)冷卻水實(shí)行循環(huán)利用，節(jié)約循環(huán)冷卻水的新鮮水用量，可極大地緩解我國(guó)水資源短缺的矛盾，減少污水排放，可減輕周邊環(huán)境的水體污染狀況。只有對(duì)循環(huán)水做以上，才能提高設(shè)備傳熱效果和生產(chǎn)效率，減少設(shè)備體積，節(jié)約鋼材，有效的控制了系統(tǒng)中設(shè)備的腐蝕，從而提高設(shè)備的使用壽命。最后我相信隨著循環(huán)水技術(shù)的不斷發(fā)展和完善，我們國(guó)家的節(jié)水工程會(huì)得到充分體現(xiàn)，水質(zhì)也不會(huì)因?yàn)楣I(yè)的發(fā)展而變差。endprint