淺析循環(huán)水濃縮倍數(shù)的管理辦法

杜輝

（大慶油田化工有限公司甲醇分公司，黑龍江 大慶 163000）

依靠濃縮倍數(shù)的提升，可以降低水處理劑的使用劑量，減少循環(huán)水處理過程中的資金投入量。但是，在提升濃縮倍數(shù)的過程中，會導致循環(huán)冷卻水濁度、堿度和硬度的提貨所能，導致水結(jié)垢發(fā)生率的提升，影響循環(huán)水結(jié)構(gòu)防控的效果；且這一形式還會導致循環(huán)冷卻水中的腐蝕性例子不斷增加，包括四氧化硫例子和氯離子，也會導致腐蝕性物質(zhì)的增加，包括硫化氫和二氧化硫等物質(zhì)的含量，增加水的腐蝕性，增加防腐工作的難度。同時，過高的濃縮倍數(shù)將直接導致聚磷酸鹽等藥劑長時間在循環(huán)水系統(tǒng)中停留，發(fā)生水解，所以，循環(huán)冷卻水的濃縮倍數(shù)必須控制在合理范圍內(nèi)。

1 提高濃縮倍數(shù)的意義

我廠第二循環(huán)水場目前有4 座處理能力為1500m3/h 的橫流塔，一座處理能力為4000m3/h 的逆流塔，總處理能力為10000m3/h。主要負責為分公司動力空分裝置、合成氨裝置、制氫裝置提供循環(huán)水?，F(xiàn)以其參數(shù)為例，循環(huán)水量為10000m3/h，，冷卻塔的進出水溫差為10℃，蒸發(fā)損失按0.05%算，則可以得出濃縮倍數(shù)K 和補充水量M、排污量B的關系曲線圖，見圖1。從圖1 中可以看出：（1）循環(huán)冷卻水的補水量和排污量隨著循環(huán)水的濃縮倍數(shù)的增加而不斷減少，因此，提高循環(huán)水的濃縮倍數(shù)，可以節(jié)約水資源。（2）在低濃縮倍數(shù)時，補水量和排污量隨濃縮倍數(shù)的變化比較大，水資源節(jié)約效果顯著，若是濃縮倍數(shù)超過4 倍，排污量及補水量的變化值趨于平緩，節(jié)水效果也愈發(fā)明顯，這就是我廠將第二循環(huán)水場的濃縮倍數(shù)保持在2.0 ～4.0 為宜。

2 濃縮倍數(shù)的影響因素

2.1 V/Q 比值

在工業(yè)循環(huán)水設計中，其保有水量與循環(huán)水量之比（V/Q）一般為1/3 ～1/5。在循環(huán)水系統(tǒng)水量及蒸發(fā)量保持不變的情況下，循環(huán)水系統(tǒng)的保有水量越小，則其體系中的鹽濃度就越大，濃縮倍數(shù)也就越高。在V/Q 的數(shù)值較大情況下，可以進一步提升濃縮倍數(shù)。

圖1 濃縮倍數(shù)與補水量、排污量的關系

2.2 冷卻塔進出口溫差小

在一些循環(huán)水系統(tǒng)中會出現(xiàn)設計熱負荷高，而實際運行時溫差小的現(xiàn)象，導致濃縮倍數(shù)較低。在設計循環(huán)水系統(tǒng)時，熱負荷值估算量過高情況下，溫差應設計為10℃，實際工作過程中，其溫度值遠遠低于設計值，冷卻塔內(nèi)部的進出水溫大都在6℃左右，所以蒸發(fā)量不足，補水量也隨之下降，補入鹽類也就減少，從而導致系統(tǒng)的濃縮倍數(shù)較低。

2.3 補充水的水質(zhì)條件

補充水的水質(zhì)如硬度、堿度、濁度等指標對濃縮倍數(shù)有一定的影響。如果補充水濁度高，會造成系統(tǒng)濁度高，為了避免產(chǎn)生大量的淤泥，保證水質(zhì)，就要通過旁濾反洗排除大量的污水，就要補充一定量的新鮮水，造成濃縮倍數(shù)降低。

2.4 藥劑選擇

循環(huán)水中不管是投加緩蝕阻垢劑還是殺菌劑，都有一定的局限性，這些藥劑對循環(huán)水水質(zhì)有限制條件，只有根據(jù)工藝條件、水質(zhì)條件，選擇效果好的水處理劑，才能提高循環(huán)水的濃縮倍數(shù)。

2.5 設備泄漏造成水質(zhì)污染

由于裝備檢修質(zhì)量和長期運行的因素影響，換熱器穿孔泄漏和腐蝕現(xiàn)象時有發(fā)生，造成循環(huán)水系統(tǒng)工藝介質(zhì)和循環(huán)水污染，使?jié)岫?、pH、含油、微生物等指標嚴重超標。為了保證水質(zhì)，循環(huán)水要大排大補，在開展消毒滅菌工作的過程中，會對原油系統(tǒng)的動態(tài)平衡產(chǎn)生破壞作用，使得濃縮倍數(shù)在低水平狀態(tài)下穩(wěn)定維持。

2.6 系統(tǒng)清洗對濃縮倍數(shù)的持續(xù)性影響

在對預膜階段進行清洗過程中，循環(huán)水系統(tǒng)柜的pH 值大都處于較低水平，維持在3.5 左右，這時，大量酸洗下來一些鐵離子、鈣離子等物質(zhì)，在換水階段，離子會跟隨水系統(tǒng)的pH 值變化而形成不溶物，此時，由于系統(tǒng)的排污能力較差，不能及時將不溶物排出，導致池子和管道中沉積大量不溶物，待系統(tǒng)清洗結(jié)束以后，預膜會進入正常工作狀態(tài)下，在未來的兩到三周內(nèi)，若是關壓發(fā)生波動或者系統(tǒng)工藝進行調(diào)整，將直接導致濁度的上升和鐵含量的上升，為保障水質(zhì)的健康，系統(tǒng)會不斷對排水和換水的頻次進行加大，但是，在一定程度對濃縮倍數(shù)產(chǎn)生影響，所以，濃縮倍數(shù)會受到清洗的持續(xù)和長期影響，必須提升對清洗的重視程度。

2.7 監(jiān)測方法

在日常運行循環(huán)水系統(tǒng)過程中，進行濃縮倍數(shù)檢測方式大都是依據(jù)某一性質(zhì)或者循環(huán)水內(nèi)部濃度與水中組分濃度的比值進行計算。

但對于這一用來檢測濃縮倍數(shù)的組分，要求其不收如加熱、水處理劑、沉積及結(jié)構(gòu)情況下，受到運行條件影響而發(fā)生，進行濃縮倍數(shù)檢測過程中，以電導率、鉀離子、二氧化硅、鈣離子和氯離子等進行。

3 濃縮倍數(shù)管理辦法

循環(huán)水濃縮倍數(shù)的提高是一個系統(tǒng)的工程，涉及多個方面，只要將濃縮倍數(shù)控制在規(guī)定的管理指標內(nèi)，才能節(jié)水節(jié)約藥劑降低處理費用，才能使系統(tǒng)運行達到最優(yōu)化。以下是我廠管理濃縮倍數(shù)的一些辦法。

3.1 加強循環(huán)水的日常管理

（1）循環(huán)冷卻水系統(tǒng)日常運行中，嚴控塔池的液位，調(diào)整補水與排污量，使水量達到平衡。

（2）日常加強對水質(zhì)（如濁度、pH、含油等）的管理力度，若數(shù)據(jù)有異常必須開展排查干預，以迅速找出泄漏源后切除，合理進行工藝處理，以降低工藝介質(zhì)泄漏而對系統(tǒng)產(chǎn)生的不利影響。

（3）強化地下管線的檢查工作，以減少管線泄漏而發(fā)生腐蝕的情況出現(xiàn)，定期對管線閥門和系統(tǒng)構(gòu)筑物進行檢查，定期保養(yǎng)和維修。

3.2 開好旁濾系統(tǒng)

系統(tǒng)中，水體會不斷循環(huán)，大量水分蒸發(fā)和濃縮，水腫所包含的雜質(zhì)和懸浮物的濃度也隨著循環(huán)的次數(shù)變化而升高，循環(huán)水系統(tǒng)的排污量也隨之增加。增加旁濾系統(tǒng)，可以在反沖洗時將雜質(zhì)通過反洗水排出系統(tǒng)，去除循環(huán)水中的大部分懸浮物、黏泥和微生物等，可以有效地改善水質(zhì)，降低循環(huán)水的濃縮倍數(shù)，進而有效地降低循環(huán)水的排污量。

3.3 加藥管理

通過間斷性加藥、連續(xù)加藥、自動控制加藥等方式向循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中投加緩蝕阻垢劑、殺菌劑，控制水質(zhì)在規(guī)定的工藝指標內(nèi)，保證系統(tǒng)水質(zhì)的穩(wěn)定。

3.4 提高系統(tǒng)的熱負荷

對進出口閥門開度進行調(diào)整，以保障冷水器的正常運行，對進口閥進行全開，對出口閥開度進行優(yōu)化調(diào)整，以對熱源與循環(huán)水的接觸時間進行演唱，促進系統(tǒng)熱負荷的增加，依據(jù)水量、水溫及冷卻塔調(diào)節(jié)方式，將上塔閥開度進行調(diào)整，以幫助循環(huán)水進出冷卻塔的溫差盡可能達到設計值。

3.5 選擇合理的監(jiān)測方法

循環(huán)水系統(tǒng)中鉀離子來源少，加入的藥劑也極少帶入鉀離子，此時，鉀離子具有較大的溶解度，運行中會有水不斷析出，所以相對其他分析方法受到干擾較大，選用鉀離子（火焰光度法）作為測定濃縮倍數(shù)的標準離子是最合適的。

3.6 降低V/Q 之比

依據(jù)循環(huán)水系統(tǒng)應用的情況，為保障生產(chǎn)的順利開展，依據(jù)降低冷水池的液位的來降低系統(tǒng)保有水量，以促進濃縮倍數(shù)的提升，降低水處理過程中藥劑的應用計量，以通過減少殺生劑和清洗預膜劑方式縮減生產(chǎn)成本。

3.7 優(yōu)化清洗操作

（1）當循環(huán)水系統(tǒng)需要清洗預膜時，強化對換水階段處理的重視度，對裝置的進出閥門進行開度調(diào)整，對上塔閥門進行開度調(diào)整，促進管壓的提升，以降低管道和塔池中的沉積物，避免系統(tǒng)水質(zhì)頻繁波動，減少排污頻次，從而將濃縮倍數(shù)在短時間內(nèi)提高。

（2）若進行殺菌清洗時臨時采用非氧化性殺菌劑，可不必進行污水排出處理。若是水穩(wěn)劑無明顯功效，系統(tǒng)濁度為超過規(guī)定標準，可進行生產(chǎn)。

4 結(jié)語

為了循環(huán)水的濃縮倍數(shù)的提高，需要技術(shù)支持，更需要加強循環(huán)水的日常管理。提高循環(huán)濃縮倍數(shù)雖然能達到節(jié)水節(jié)約藥劑的效果，但也不是越高越好。要在保證循環(huán)水系統(tǒng)正常運行的情況下，使利益得到最大化。在目前運行條件下，我廠第二循環(huán)水場的濃縮倍數(shù)2 ～4 是比較理想的。