時(shí)間：2022-10-14 10:38:45
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創(chuàng)造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇循環(huán)冷卻水系統(tǒng)，希望這些內(nèi)容能成為您創(chuàng)作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進(jìn)步。
關(guān)鍵詞：水質(zhì)穩(wěn)定、物理處理、在線監(jiān)測
中圖分類號(hào)：TU991.41 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：
一、前言
以水作為冷卻介質(zhì)，并循環(huán)使用的一種水系統(tǒng)稱為循環(huán)冷卻水系統(tǒng)。目前，節(jié)約用水是全世界都在關(guān)注的話題，工業(yè)企業(yè)一直是用水領(lǐng)域的大戶，大部分工業(yè)企業(yè)目前采用敞開式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)作為節(jié)約用水的手段，其特點(diǎn)是冷卻水流過生產(chǎn)設(shè)備升溫后，經(jīng)管路重新流回冷卻設(shè)備使水溫回降，可用泵送回生產(chǎn)設(shè)備再次使用，大大節(jié)約了水資源。但是敞開式冷卻水在循環(huán)過程中會(huì)接觸空氣并蒸發(fā)濃縮，因此結(jié)垢、腐蝕及微生物滋生成為敞開式循環(huán)水系統(tǒng)的三大問題。為保證生產(chǎn)設(shè)備長周期安全穩(wěn)定運(yùn)行，必須選擇一種經(jīng)濟(jì)實(shí)用的循環(huán)水處理方案。這也成為許多水工作者重點(diǎn)研究的課題。
二、循環(huán)冷卻水現(xiàn)狀及存在問題
循環(huán)冷卻水由泵送往冷卻系統(tǒng)中各用戶，經(jīng)換熱后溫度升高，被送往冷卻塔進(jìn)行冷卻。在冷卻塔中熱水從塔頂向下噴淋成水滴或水膜狀，空氣則逆向或水平交流流動(dòng)，在氣水接觸過程中，進(jìn)行熱交換。水溫降至符合冷卻水要求時(shí)，繼續(xù)循環(huán)使用?？諝庥伤斠绯鰰r(shí)帶走水蒸氣，使循環(huán)水中離子含量增加，因此必須補(bǔ)充新鮮水，排出濃縮水，以維持含鹽量在一定濃度，從而保證整個(gè)系統(tǒng)正常運(yùn)行。補(bǔ)充水的量應(yīng)彌補(bǔ)系統(tǒng)蒸發(fā)、風(fēng)吹（包括飛濺和霧沫夾帶）及排污損失的水量。循環(huán)水與補(bǔ)充水中含鹽量之比，即為該循環(huán)水系統(tǒng)的濃縮倍數(shù)。在一定的循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中，只要改變補(bǔ)充水的含鹽量，就可以改變循環(huán)水系統(tǒng)的濃縮倍數(shù)，而提高濃縮倍數(shù)是保證整個(gè)循環(huán)冷卻水系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的關(guān)鍵。
1、水垢附著
循環(huán)冷卻系統(tǒng)中，大量設(shè)備是由金屬制造，長期使用循環(huán)冷卻水，會(huì)發(fā)生腐蝕穿孔。這是由多種因素造微生物（厭氧菌、鐵細(xì)菌）引起的腐蝕等。設(shè)備管壁腐蝕穿孔，會(huì)形成滲漏，或工藝介在循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中，碳酸氫鹽的濃度隨蒸發(fā)濃縮而增加。當(dāng)其濃度達(dá)到過飽和狀態(tài)，或經(jīng)過傳熱表面水溫升高時(shí)，會(huì)分解生成碳酸鹽沉積在傳熱表面，形成致密的微溶性鹽類水垢，其導(dǎo)熱性能很差（≤1.16W/（m·K），鋼材一般為45W/（m·K））。因此，水垢附著，輕則降低換熱器傳熱效率，嚴(yán)重時(shí)，使換熱器堵塞，系統(tǒng)阻力增大，水泵和冷卻塔效率下降，生產(chǎn)能耗增加，產(chǎn)量下降，加快局部腐蝕，甚至造成非正常停產(chǎn)。
2、設(shè)備腐蝕
冷卻水中溶解氧引起的電化學(xué)腐蝕；冷卻水滲入工藝介質(zhì)，影響產(chǎn)品質(zhì)量，造成經(jīng)濟(jì)損失，影響安全生產(chǎn)。
3、微生物的滋生與粘泥
在循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中，由于養(yǎng)分的濃縮，水溫升高和日光照射，給細(xì)菌和藻類的迅速繁殖創(chuàng)造了條件。細(xì)菌分泌的黏液使水中漂浮的灰塵雜質(zhì)和化學(xué)沉淀物等黏附在一起，形成沉積物會(huì)堵死管道，迫使停產(chǎn)清洗。
三、循環(huán)水處理的新技術(shù)
循環(huán)水處理的新技術(shù)包括兩個(gè)方面：一是新的水質(zhì)穩(wěn)定技術(shù)，二是新的現(xiàn)場監(jiān)測技術(shù)。
水質(zhì)穩(wěn)定技術(shù)
目前廣泛使用且較成熟的技術(shù)為化學(xué)藥劑處理，大部分循環(huán)水系統(tǒng)均采用“緩蝕阻垢劑+氧化性殺菌劑+非氧化性殺菌劑”的處理方案，由于目前國家對環(huán)境要求越來越高，水體富營養(yǎng)化嚴(yán)重等原因，藥劑處理也得到發(fā)展，由以前的無機(jī)磷處理發(fā)展到有機(jī)磷處理及全有機(jī)處理方案。
化學(xué)處理方法
開發(fā)應(yīng)用低磷、低鋅、無鉻環(huán)保性水處理藥劑，在監(jiān)測技術(shù)允許的情況下甚至盡量使用無磷藥劑。
物理處理方法
物理處理方法不僅具有除垢、防垢、緩蝕和殺菌滅藻等多種功能，更主要的是能有效的降低環(huán)境污染。雖然目前實(shí)際應(yīng)用走在了理論研究的前面，技術(shù)相對不夠完善，應(yīng)用上受到了一定的限制，但隨著各項(xiàng)技術(shù)的發(fā)展必然會(huì)作為水處理技術(shù)的一個(gè)新的發(fā)展方向，將會(huì)越來越受到人們的重視和運(yùn)用。
①循環(huán)水的磁化處理
利用磁場效應(yīng)對水進(jìn)行處理，稱為水的磁化處理。作用原理是磁場對水及其中的離子進(jìn)行磁化，形成定向移動(dòng)改變了結(jié)垢離子的結(jié)合能力，降低結(jié)垢幾率，同時(shí)鈣鎂碳酸鹽和其它無機(jī)鹽的溶解度在磁處理后的活性水中得到提高，同時(shí)水中的結(jié)垢物晶體在通過磁場時(shí)其表面的電荷分布在磁場的影響下發(fā)生了變化，形成一種松散的晶體團(tuán)，不會(huì)粘附在管壁或其它物體表面，可通過定期排污來除去；水流經(jīng)過磁化后，水中的溶解氧被磁化水分子包圍，成為“惰性氧”切斷循環(huán)水中金屬腐蝕的主要根源；對微生物而言，水經(jīng)過磁化后破壞了生物細(xì)胞的離子通道，改變了水中微生物的生長環(huán)境，使其喪失了生存條件，從而起到殺菌滅藻的作用。
②高壓靜電水處理
阻垢機(jī)理：強(qiáng)制水中離子在靜電場的影響下形成定向移動(dòng)，無法結(jié)合且不可能靠近器壁，阻止了鈣鎂等陽離子不致趨向器壁，從而達(dá)到防垢、除垢的目的；而且能起到剝落水垢的作用，在結(jié)垢系統(tǒng)中能破壞垢分子之間的電子結(jié)合力，改變晶體結(jié)構(gòu)，促使硬垢疏松，使已經(jīng)產(chǎn)生的水垢逐漸剝蝕、脫落；控制腐蝕原理：經(jīng)靜電處理后，水中將產(chǎn)生活性氧，跟電解類似，這種活性氧氧化性較強(qiáng)，故它能在清潔的金屬表面產(chǎn)生一層微薄氧化薄膜防止腐蝕；殺菌滅藻機(jī)理：干擾微生物的生物電流，破壞其生存環(huán)境達(dá)到殺滅作用。缺點(diǎn)仍是處理效果不夠穩(wěn)定，理論基礎(chǔ)薄弱。
③低壓電子水處理
作用原理：電子發(fā)生器產(chǎn)生電子場，流經(jīng)電子水處理器的冷卻水在微弱電流的作用下，水分子受到激發(fā)而處于高能狀態(tài)，水分子電位下降，使水中溶解鹽類的離子或帶電粒子因靜電引力減弱，使之不能相互集聚并失去化合力，從而抑制了水垢的形成。受到激發(fā)的水分子還可吸收水中現(xiàn)有的沉積物和積垢的帶負(fù)電荷的粒子，使積垢疏松，逐漸溶解并最終脫落。水分子的電位下降使水分子與器壁間電位差減小，抑制了金屬器壁的離解，起到緩蝕作用。微電流及電子易被水中的溶解氧O2吸收生成O2-和H2O2等物質(zhì)，這些物質(zhì)都是氧化性殺菌劑，殺生能力比氯氣還強(qiáng)，使微生物細(xì)胞破裂原生質(zhì)流出，影響細(xì)菌的新陳代謝，從而起到殺菌、滅藻的作用。
④超聲波處理
作用原理：延長晶體形成的誘導(dǎo)期，從而阻止水垢形成；超聲波在水體中形成大量的微小氣泡，這些氣泡有很高的爆發(fā)力、沖擊力，不斷沖擊還未穩(wěn)定的晶核，阻礙晶核達(dá)到穩(wěn)定態(tài)從而得到生長點(diǎn)，或者使穩(wěn)定生長源的數(shù)量大大減少，導(dǎo)致誘導(dǎo)期的延長，無法形成大量致密的垢。
循環(huán)水現(xiàn)場監(jiān)測技術(shù)的新發(fā)展
循環(huán)水水質(zhì)監(jiān)測可以及時(shí)反映系統(tǒng)內(nèi)部的運(yùn)行情況，方便有效的監(jiān)測技術(shù)可以快速準(zhǔn)確的體現(xiàn)出換熱器內(nèi)部的真實(shí)情況，因此，冷卻水系統(tǒng)日常的腐蝕、沉積物和微生物的現(xiàn)場監(jiān)測對于保證冷卻水系統(tǒng)的優(yōu)質(zhì)運(yùn)行，對于了解冷卻水處理方案的效果及指導(dǎo)冷卻水系統(tǒng)的日常運(yùn)行是必不可少的。
腐蝕的現(xiàn)場監(jiān)測技術(shù)
①試片法
目前最簡便、最經(jīng)濟(jì)、使用最廣泛的腐蝕監(jiān)測方法，可以同事監(jiān)測腐蝕速度、蝕孔深度及觀察腐蝕形態(tài)，有助于現(xiàn)場方便的找出產(chǎn)生腐蝕的原因；缺點(diǎn)是所測出的腐蝕速率為一段時(shí)間的均勻腐蝕、監(jiān)測周期長，不易發(fā)現(xiàn)冷卻水系統(tǒng)中瞬時(shí)出現(xiàn)的急劇變化。
②試驗(yàn)管法
以金屬試驗(yàn)管替代腐蝕試片的方法。更接近于換熱器管子的真實(shí)情況，比試片法準(zhǔn)確度稍高一些，缺點(diǎn)仍是監(jiān)測周期長。
③極化電阻法
通過金屬電極直接測定換熱器管子的極化電阻。該方法的優(yōu)點(diǎn)是安裝簡單、能測量出金屬的瞬間腐蝕速度、可輸出數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)在線監(jiān)測；缺點(diǎn)是其所提供的腐蝕信息也是金屬均勻腐蝕的信息，因此最好與試片法或試管法結(jié)合使用。
④監(jiān)測換熱器法
模擬換熱器真實(shí)運(yùn)行情況的小型換熱設(shè)備。優(yōu)點(diǎn)是有一個(gè)換熱面，可以真實(shí)模擬系統(tǒng)換熱器情況，能監(jiān)測傳熱面上腐蝕和沉積的情況。這種監(jiān)測方法為目前新建廠礦普遍采用的方法。其最大的特點(diǎn)是能同時(shí)完成腐蝕及沉積的監(jiān)測。 （2）沉積物的現(xiàn)場監(jiān)測技術(shù)
①監(jiān)測換熱器法
與腐蝕的現(xiàn)場監(jiān)測為同一設(shè)備，通過剖管觀察其中沉積物的沉積情況，在線監(jiān)測冷卻水系統(tǒng)中運(yùn)行時(shí)的污垢熱阻值。
②電熱式污垢監(jiān)測儀法
換熱器在線監(jiān)測儀的升級產(chǎn)品，它既保持了原產(chǎn)品測試準(zhǔn)確、性能可靠等優(yōu)點(diǎn)，又增加了許多新的功能。是實(shí)現(xiàn)工業(yè)循環(huán)水現(xiàn)場監(jiān)測現(xiàn)代科學(xué)管理的有效手段。這類污垢監(jiān)測儀具有小巧、簡便、直讀的優(yōu)點(diǎn)。
③微生物的現(xiàn)場監(jiān)測技術(shù)
包括微生物測定及粘泥量的測定，其中微生物測定仍是以實(shí)驗(yàn)室測定為主，而粘泥量測定主要是依靠生物過濾網(wǎng)現(xiàn)場采集，均為目前的常用方法，在此不再贅述。
結(jié)語
綜上所述，循環(huán)冷卻水水質(zhì)處理技術(shù)的整體發(fā)展方向是明確的，即高效、易于管理、經(jīng)濟(jì)及環(huán)保。但是工廠設(shè)計(jì)應(yīng)按照工廠本身的具體情況而綜合考慮。任何水質(zhì)穩(wěn)定技術(shù)，只要被合理的采用，都可以達(dá)到較為理想的效果。
參考文獻(xiàn)：
[1] 劉鈺疇:《淺議循環(huán)冷卻水水質(zhì)處理》，《有色金屬設(shè)計(jì)與研究》，2002年01期
關(guān)鍵詞：濁度粘泥沉積 腐蝕 循環(huán)水系統(tǒng)
中圖分類號(hào)：TG375+22 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A
1、引言
鋼鐵廠是用水大戶，煉鐵、煉鋼、連鑄、熱軋、制氧、冷軋等單元均有循環(huán)冷卻水系統(tǒng)。循環(huán)冷卻水系統(tǒng)具有系統(tǒng)復(fù)雜、用戶多、水量大、循環(huán)水介質(zhì)種類多等特點(diǎn)。各循環(huán)冷卻水系統(tǒng)就像主工藝生產(chǎn)的生命線，對于正常的生產(chǎn)和設(shè)備的維護(hù)起著至關(guān)重要的作用。由于鋼鐵廠灰塵多，殺菌難度大和系統(tǒng)沒有旁濾器等原因?qū)е鲁练e物增多，影響換熱效果甚至造成系統(tǒng)堵塞，沉積物也會(huì)引起垢下腐蝕。因此控制冷卻水系統(tǒng)中沉積物的工作對保證循環(huán)水系統(tǒng)的正常運(yùn)行具有十分重要的意義。
2、循環(huán)水系統(tǒng)沉積物的分類
循環(huán)冷卻水系統(tǒng)在運(yùn)行的過程中，會(huì)有各種物質(zhì)沉積在換熱設(shè)備的表面。這些物質(zhì)統(tǒng)稱為沉積物。他們主要由水垢、淤泥、腐蝕產(chǎn)物和生物沉積物構(gòu)成。通常把后三種統(tǒng)稱為污垢。
2.1水垢
水垢一般由無機(jī)鹽組成，通常換熱器表面上形成的水垢以碳酸鈣為主。
2.2污垢
污垢一般由顆粒較小的泥沙、塵土、不溶性鹽類的泥狀物、膠狀氫氧化物、雜物碎片、腐蝕產(chǎn)物、油污、特別是菌藻的尸體及其黏性分泌物等組成。
3、懸浮物對粘泥沉積的影響
懸浮物是指103-105 ℃烘干的不可過濾殘?jiān)?，通俗的說就是懸浮在水中但不溶于水的固體顆粒，粒徑一般大于0.1μm，主要是泥土和砂石的微粒以及有機(jī)物和水藻類等。下面根據(jù)鋼廠2個(gè)系統(tǒng)的情況說明其影響。
系統(tǒng)一、高爐系統(tǒng)
某鋼鐵廠高爐系統(tǒng)投產(chǎn)初期，環(huán)境灰塵大，系統(tǒng)沒有設(shè)計(jì)旁濾器，投產(chǎn)期間未按要求進(jìn)行水沖洗，導(dǎo)致半個(gè)月內(nèi)冷卻水濁度在100NTU以上運(yùn)行，這類物質(zhì)沉積在水流慢的部位，如熱風(fēng)閥下部。檢修期間，發(fā)現(xiàn)熱風(fēng)閥有大量沉積物，經(jīng)過我公司實(shí)驗(yàn)室分析：沉積因子（550℃ 灼燒減重+酸不溶物+氧化鋁）占了垢樣組份的55％,說明主要成分為酸不溶物,同時(shí)含有氧化鐵顆粒、腐蝕產(chǎn)物。
污泥垢樣分析結(jié)果：
原因分析：
設(shè)計(jì)方面：該系統(tǒng)未設(shè)計(jì)安裝旁濾器。高爐凈環(huán)水處理是關(guān)鍵部位，負(fù)責(zé)水冷壁，熱風(fēng)閥等高溫部位的冷卻，正常應(yīng)采用閉路軟水，或開路設(shè)計(jì)，配備旁濾器。旁濾器是日常清除懸浮物必備的設(shè)備，高爐的處理環(huán)境存在的粉塵量很大，污泥是一個(gè)日積月累的過程，所以要做好設(shè)備配套，旁濾器就起到日常分離懸浮物的作用。
操作運(yùn)行方面：循環(huán)水運(yùn)行初期先運(yùn)行，沒有采用水處理藥劑進(jìn)行防護(hù)，由于開始時(shí)的濁度很高，有時(shí)達(dá)到150NTU，很多天在50NTU以上，并且沒有及時(shí)排水置換，系統(tǒng)中已經(jīng)形成的污垢在日常情況下很難再清除，并且影響傳熱效果，嚴(yán)重時(shí)導(dǎo)致腐蝕和結(jié)垢的發(fā)生。
粘泥因存留在流速較低的部位，沉積就很難靠藥劑除去，建議如下：
加強(qiáng)日常循環(huán)水濁度的監(jiān)測，發(fā)現(xiàn)濁度高時(shí)要及時(shí)排水；
水處理配方中增加分散劑成分；
在負(fù)荷較低或檢修期間,通過在線局部定期通壓縮空氣吹除的方法,清洗關(guān)鍵部位。
圖1：檢修打開的熱風(fēng)閥
系統(tǒng)二：軋鋼系統(tǒng)
某鋼廠軋鋼凈環(huán)系統(tǒng)運(yùn)行3年左右，檢修時(shí)打開某些管道底部有黃褐色粘泥，厚度在3－4cm左右，水沖洗不能清除，取樣分析如下：
1）沉積物分析數(shù)據(jù)表
2）結(jié)果分析
以上垢樣分析結(jié)果表明：
（1)三氧化二鐵（Fe2O3）占了整個(gè)垢樣的28.91％,因其和粘泥混合在一起,不是沉淀在管道表面,說明不是腐蝕產(chǎn)物,而是來源與水中,應(yīng)是空氣中的氧化鐵顆粒被冷卻塔吸入水中,在流速緩慢處沉淀下來。
（2)結(jié)垢因子（CaO+ MgO+ P2O5+950℃ 灼燒減重）占了整個(gè)垢樣組份的4.31％,占的比例很低,自然狀態(tài)的粘泥含有微量的鈣鎂屬于正常范圍,說明基本沒有結(jié)垢情況存在。
（3)沉積因子（550℃ 灼燒減重+酸不溶物+氧化鋁）占了垢樣組份的71％,說明主要成分為酸不溶物,同時(shí)含有少量的微生物粘泥。酸不溶物一般認(rèn)為是硅酸鹽等物質(zhì), 自然界中的泥沙和粘土均屬于此類物質(zhì), 應(yīng)該是水中的泥沙沉積在管道流速較低的部位,。
軋鋼廠循環(huán)水的水質(zhì)一直控制良好, 應(yīng)排除人為控制不當(dāng)導(dǎo)致的沉積. 從以往的數(shù)據(jù)看, 主要是因?yàn)?次補(bǔ)充水的水質(zhì)惡劣導(dǎo)致了粘泥的沉積：
在2008年8月22至9月5日由于夏季暴雨導(dǎo)致河水倒灌，長達(dá)2周的時(shí)間存在補(bǔ)充水含有大量泥沙帶入系統(tǒng)的情況, 這應(yīng)是管道沉積的主要原因。
在2007年6－9月份，因?yàn)橛盟o張，各個(gè)分廠都打井并使用井水，但井水的水質(zhì)惡劣，含有的泥沙量較多，如2007年6月27日數(shù)據(jù)：
泥沙沉積是一個(gè)緩慢的過程，從我們對現(xiàn)場的了解和沉積物分析的結(jié)果看，粘泥粘性很大，幾乎沒有流動(dòng)性，沉積的部位也很穩(wěn)定，沖洗的水流也不足以清除，針對這種情況,建議如下:
1,水處理配方中增加分散劑的含量，盡量在日常運(yùn)行中逐漸減少粘泥的沉積量。
2，加強(qiáng)日常的濁度控制，如發(fā)現(xiàn)濁度偏高的情況應(yīng)馬上采取置換，不能等待否則會(huì)有更多的粘泥沉積。
3，關(guān)注相關(guān)設(shè)備的熱交換效率，如發(fā)現(xiàn)換熱不良應(yīng)及時(shí)進(jìn)行人工清洗。
4，因?yàn)檎衬嗟某煞执蟛糠譃樗岵蝗芪铮艺扯群艽?，化學(xué)藥劑均不能清除，如關(guān)鍵部位存在問題，只能通過物理方法進(jìn)行清除。
補(bǔ)充水濁度變化曲線
圖2：2007年2次補(bǔ)充水濁度嚴(yán)重超標(biāo)
循環(huán)水濁度變化曲線
圖3：2008年9月暴雨導(dǎo)致河水倒灌導(dǎo)致循環(huán)水濁度升高
4、粘泥沉積對循環(huán)水系統(tǒng)的影響
4.1粘泥沉積的形成
循環(huán)水處理不當(dāng)，補(bǔ)充水濁度過高，細(xì)微泥沙、膠狀物質(zhì)等帶入冷卻水系統(tǒng)，或者菌藻殺滅不及時(shí)，以及操作不慎腐蝕嚴(yán)重、腐蝕產(chǎn)物的形成，另外油污、工藝產(chǎn)物等泄露到冷卻水系統(tǒng)中，這些因素都會(huì)加劇污垢的形成。當(dāng)這樣的水質(zhì)流經(jīng)換熱器表面時(shí)，容易形成污垢沉積物，特別是水走殼程，流速較慢的部位污垢沉積更多。
4.2粘泥沉積的危害
由于這種污垢體積大、質(zhì)地稀松，容易引起垢下腐蝕，也是某些細(xì)菌如厭氧菌生存和繁殖的溫床。它們粘附在傳熱表面上，與水垢一樣都會(huì)影響換熱效率。
當(dāng)防腐不當(dāng)時(shí)，換熱管表面常有銹鎦附著，其外殼堅(jiān)硬，但內(nèi)部多孔且分布不均。它們常與水垢、微生物粘泥等一起沉積在換熱器的傳熱表面，除了影響傳熱外，更嚴(yán)重的將助長某些細(xì)菌如鐵細(xì)菌的繁殖，最終導(dǎo)致管壁腐蝕穿孔而泄露。
5、清除粘泥沉積的方法
5.1物理方法
采用高壓水射流噴洗，這對于產(chǎn)生生物粘泥堵塞的情況效果良好。
5.2化學(xué)方法
采用次氯酸鈉及季胺鹽類等殺菌劑清洗剝離微生物粘泥。配合使用滲透劑等表面活性劑以促進(jìn)改善清洗剝離效果.
5.3加強(qiáng)循環(huán)水管理工作
循環(huán)冷卻水的運(yùn)行管理是一項(xiàng)綜合性很強(qiáng)的技術(shù)工作,三分藥劑，七分管理，遇到水質(zhì)異常情況應(yīng)及時(shí)采取措施。加強(qiáng)循環(huán)水管理工作，預(yù)防各種危害。
6、結(jié)論
冷卻水中懸浮物多，沉積在系統(tǒng)內(nèi)，影響換熱效果（一般懸浮物導(dǎo)熱系數(shù)不超過1.16W/（m.K），而鋼材的導(dǎo)熱系數(shù)46.4-52.2 W/（m.K））甚至造成換熱設(shè)備和系統(tǒng)管道堵塞等，粘泥沉積也會(huì)引起垢下腐蝕。因此做好循環(huán)冷卻水的濁度監(jiān)測和控制對做好水處理工作大有益處。
參考文獻(xiàn)
[1]項(xiàng)成林，淺淡水工業(yè)的現(xiàn)狀與展望，工業(yè)水處理， (1997)。
【關(guān)鍵詞】深度污水處理 循環(huán)冷卻水 系統(tǒng)回用
該石化公司凈化水廠是在2009年建立了污水深度處理系統(tǒng)，此系統(tǒng)的實(shí)際處理能力約為每小時(shí)一千噸，次年，與本公司的化肥廠第二套化肥裝置相匹配的循環(huán)冷卻水系統(tǒng)開始回用到凈化廠的污水深度處理中，以構(gòu)成一個(gè)循環(huán)水系統(tǒng)的補(bǔ)充水。不過，不容忽視的是深度處理污水的水質(zhì)存在著一定的腐蝕性，最初回用期中，對循環(huán)冷卻水腐蝕性的碳鋼掛片進(jìn)行了一番詳細(xì)認(rèn)真的監(jiān)測，發(fā)現(xiàn)其的腐蝕率較高，更有甚者高于相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的上限值，即0.075mm/a。所以，筆者認(rèn)為非常有必要對深度處理污水在循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的回用進(jìn)行詳細(xì)的探討。
1 深度處理污水試驗(yàn)流程
冷卻用水必須對以下水質(zhì)加以考慮：冷卻水系統(tǒng)不存在腐蝕現(xiàn)象；不具備生黏液的微生物所需的營養(yǎng)物。此外，對循環(huán)冷卻水補(bǔ)水的水質(zhì)有著極為嚴(yán)格的要求，由于鈣、鎂等一些硬度離子的存在，不同程度上會(huì)出現(xiàn)部分特殊的問題。
按照原污水的水質(zhì)特征以及對深度處理出水的具體要求，在深度處理污水過程中，應(yīng)根據(jù)以下條件選擇合適的工藝，即可以將原污水中遺留下來的COD、BOD進(jìn)一步降低；能夠除磷、除氮?dú)獾?；能夠清理懸浮物、減少濁度的；能殺毒、滅菌的。由于原污水中含有一定的鹽量和鈣鎂離子，以及對出水提出的要求，工藝選擇時(shí)，必須涵蓋軟化及除鹽方法。
在通過一番詳細(xì)的論證后得出下列深度工藝流程。不過，因原水中存在諸多的細(xì)菌，所以，先進(jìn)行臭氧殺菌，然后加入適當(dāng)量的加氯予以消毒。所選擇的工藝流程是：原水―生物接觸氧化―絮凝沉降―過濾―O3氧化―CI2消毒―納濾膜過濾―出水。以下對這些工藝流程進(jìn)行概述：
生物接觸氧化；主要是在有氧的情況下，憑借好氧微生物的作用，確保有機(jī)物能夠順利的產(chǎn)生生化反應(yīng)。在這一過程中，廢水中存在的溶解性有機(jī)質(zhì)會(huì)通過微生物的細(xì)胞壁及細(xì)胞膜被良好的吸收，有的有機(jī)物會(huì)通過微生物氧化成為簡單的有機(jī)物，還有的有機(jī)物會(huì)通過微生物轉(zhuǎn)化成生物體不可缺少的營養(yǎng)物質(zhì)，進(jìn)而構(gòu)成新的細(xì)胞促進(jìn)微生物持續(xù)良好的生長與繁殖，產(chǎn)生出大量的菌體。
混凝沉淀；混凝主要指的是將化學(xué)藥品投入到污水中，對使懸浮固體相互分離的力量予以去除的過程。該過程主要在快速攪拌池中產(chǎn)生物理作用。絮凝指的是懸浮物的聚焦作用，發(fā)生因重力影響而沉降的顆粒；沉淀指的是懸浮固體因重力和污水的影響而發(fā)生分離。通過實(shí)驗(yàn)明確了絮凝劑、助凝劑的類型規(guī)格以及具體加量，對他們的實(shí)際反應(yīng)時(shí)間和凝聚后的懸浮物沉降時(shí)間予以了掌握，為絮凝池的設(shè)計(jì)提供了重要的依據(jù)。在同時(shí)加入絮凝劑和助凝劑后，膠體顆粒會(huì)逐漸的凝聚，溶液電位不同程度發(fā)生變化。絮凝劑與助凝劑在相應(yīng)的范圍領(lǐng)域內(nèi)如果電位較低，那么，效果就會(huì)特別明顯，直觀礬花就會(huì)越大。
過濾；目的在于消毒之前提供潔凈的水，這樣，就能夠減少諸多的有機(jī)物、膠狀物、懸浮物。顆粒物去除之后，消毒會(huì)不同程度上有了改善。要想制定詳細(xì)的出水濁度標(biāo)準(zhǔn)，就必須做好過濾這一環(huán)節(jié)。實(shí)驗(yàn)過程中，對精密過濾器的操作條件進(jìn)行了認(rèn)真的考核，最理想的運(yùn)行壓力是>0.45MPa，對反洗周期、反洗水量等設(shè)計(jì)所需參數(shù)加以了明確。
臭氧消毒；臭氧能夠使廢水中的細(xì)菌、細(xì)菌孢子以及營養(yǎng)型微生物失活，同時(shí)將有害的病毒去除掉。另外，臭氧和廢水中產(chǎn)生的化學(xué)氧化物質(zhì)反應(yīng)，會(huì)使BOD5與COD進(jìn)一步降低，進(jìn)而出現(xiàn)氧化有機(jī)中間體與最終產(chǎn)物。通過臭氧處理還能夠使廢水中存在的氣味和顏色不斷減輕。
加氯消毒；主要在廢水中加入氯氣或者次氯鹽酸。如果采用的是氯，其在和水結(jié)合后會(huì)產(chǎn)生次氯酸和鹽酸。次氯酸屬于重要的消毒劑。所以，應(yīng)確保pH在7.5以下，從而避免次氯酸離解成次氯酸離子。
反滲透；具有三個(gè)組成部分，即前處理、反滲透脫礦質(zhì)、后處理。實(shí)驗(yàn)過程中，針對反滲透膜與新型膜材料―納濾膜的比較，發(fā)現(xiàn)只要采用操作條件簡單的納濾膜就能夠達(dá)到出水的水質(zhì)要求。
2 緩蝕阻垢劑配方篩選及監(jiān)測掛片的腐蝕率2.1 緩蝕阻垢劑配方篩選
通過市場中常見的緩蝕劑，制定出新的緩蝕阻垢劑配方，做相關(guān)的旋轉(zhuǎn)掛片腐蝕實(shí)驗(yàn)，不僅要對鋅鹽和其他組分的配伍性、藥劑的穩(wěn)定性加以考察，還必須詳細(xì)認(rèn)真的考察水中Zn2+濃度和試片腐蝕率間的關(guān)聯(lián)性。
在化肥廠循環(huán)冷卻水現(xiàn)場取出一定量的已回用了的深度處理污水后的循環(huán)冷卻水，其的水質(zhì)分析數(shù)據(jù)是：磷整體濃度是6.2mg/ L，pH值是8.0，鈣實(shí)際硬度是805mg/L，Zn2+濃度是1.10mg/L。將去離子水和實(shí)驗(yàn)用水進(jìn)行調(diào)配，再分別添加濃度在200mg/L的含磷預(yù)備液，確保各燒杯溶液的整體磷濃度不會(huì)存在太大差距，最后，分別加入濃度在60mg/L的含鋅預(yù)備液，以逐漸增加各燒杯溶液的Zn2+濃度。將去離子水當(dāng)做補(bǔ)充水，每天的早上與晚上進(jìn)行一次補(bǔ)水，確保液位的穩(wěn)定性。通過實(shí)驗(yàn)得出，當(dāng)實(shí)驗(yàn)水中的Zn2+濃度進(jìn)一步升高時(shí)，掛片腐蝕率就會(huì)逐漸降低，這足以證明Zn2+濃度是減少掛片腐蝕率的最佳方法。隨水溶液中的Zn2+濃度低于1.2mg/L，隨Zn2+濃度的不斷升高時(shí)，大大降低了緩蝕率；而當(dāng)水溶液中的Zn2+濃度高出2mg/L時(shí)，緩蝕率沒有特別明顯的提高。2.2 監(jiān)測掛片的腐蝕率
使用新配方緩蝕阻垢劑之后，循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的鋅離子濃度保持在二到四mg/L的范圍。在回用深度處理污水之前，循環(huán)冷卻水的掛片腐蝕率實(shí)際控制的較好；回用深度處理污水后的初期階段，對掛片腐蝕率進(jìn)行監(jiān)測后，發(fā)現(xiàn)其遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于0.075mm/a的石化行業(yè)上限控制指標(biāo)，于是，開始使用新研發(fā)的緩蝕阻垢劑，掛片腐蝕率有了顯著的下降；不過后來由于深度處理污水水質(zhì)進(jìn)一步惡化，并且，回用量不同程度上加大，導(dǎo)致循環(huán)冷卻水的水質(zhì)發(fā)生了極為嚴(yán)重的惡化；此時(shí)，應(yīng)及時(shí)的對循環(huán)冷卻水中緩蝕阻垢劑的有效含量加以適當(dāng)?shù)目刂?，以防止循環(huán)冷卻水發(fā)生腐蝕情況。
3 結(jié)論
綜上所述可知，首先，因深度處理污水的水質(zhì)呈現(xiàn)出不穩(wěn)定現(xiàn)象，所以，當(dāng)其回用進(jìn)入到循環(huán)水系統(tǒng)后，會(huì)導(dǎo)致循環(huán)水的水質(zhì)出現(xiàn)了極為嚴(yán)重的惡化，對緩蝕阻垢劑的緩蝕作用發(fā)揮造成了阻礙，主要監(jiān)測到腐蝕率有升高的現(xiàn)象。其次，新的緩蝕阻垢劑有著較好的緩釋性能，在實(shí)際中應(yīng)用效果顯著，循環(huán)冷卻水的腐蝕率有了進(jìn)一步的降低，并且，要比石化行業(yè)規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)上限值低很多，社會(huì)效益、經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)境效益客觀。
關(guān)鍵詞：開式 冷卻水 循環(huán)水系統(tǒng) 啟動(dòng)方式 虹吸井 水室真空泵
中圖分類號(hào)：TB47 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2012）10（c）-0046-01
某島國新建濱海電站，該電站一期工程1×300 MW機(jī)組已于2010年投產(chǎn)發(fā)電。其鍋爐為哈爾濱鍋爐廠提供的亞臨界、一次中間再熱、直吹式煤粉爐，汽輪機(jī)為哈爾濱汽輪機(jī)有限公司提供的亞臨界、一次中間再熱、單軸、雙缸雙排汽凝汽式汽輪機(jī)，凝汽器為汽輪機(jī)廠配套的鈦管凝汽器、該機(jī)組凝汽器循環(huán)冷卻水設(shè)計(jì)為虹吸式海水開式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)，配套的循環(huán)冷卻水管道為大直徑玻璃鋼管。循環(huán)冷卻水管線長度超過500 m，排水口設(shè)虹吸井用以回收能量降低循環(huán)水泵水頭以降低循環(huán)水泵功耗，配備兩臺(tái)長沙水泵常生產(chǎn)的88LKXD-17 X型立式式斜流泵，揚(yáng)程為17 m、流量為8.15 m3/s、效率為87.4%，循環(huán)水泵出口設(shè)置有液動(dòng)蝶閥，循環(huán)水泵入口前池設(shè)置有移動(dòng)式清污機(jī)和旋轉(zhuǎn)濾網(wǎng)、循環(huán)水管道采用玻璃鋼管道。
由于循環(huán)水系統(tǒng)啟動(dòng)失敗或因水錘造成管道、膨脹節(jié)損傷事故在國內(nèi)屢屢發(fā)生，而該機(jī)組循環(huán)冷卻水管線長且管道為分段連接的玻璃鋼管道，雖然該玻璃鋼管道耐海水腐蝕但是其材質(zhì)決定了其耐受變形的能力較差，由于現(xiàn)場管道填埋在沙地下，管道周圍全是沙粒，一旦發(fā)生泄漏循環(huán)水管道周圍將發(fā)生沙粒流失產(chǎn)生空洞，循環(huán)水管道周圍產(chǎn)生空洞后由于其管徑大在充滿水的情況下質(zhì)量更大，將使循環(huán)水管道加快破裂或斷裂，同時(shí)由于管道泄漏導(dǎo)致的水土流失可能會(huì)危急周圍的部分固定建筑基礎(chǔ)，而且海水的涌入也會(huì)導(dǎo)致附近區(qū)域地下水成分變化，影響相關(guān)區(qū)域的植被生長。盡管循環(huán)水管道的施工過程受到了嚴(yán)格的質(zhì)量監(jiān)督與監(jiān)控，管道填埋后也進(jìn)行了全面的內(nèi)部檢查和地表的沉降監(jiān)測，盡管循環(huán)水管道與凝汽器接口設(shè)置了膨脹節(jié)、管道沿程設(shè)置了排空氣閥，但是出于安全性與環(huán)保性考慮同時(shí)為保證調(diào)試和商業(yè)運(yùn)行期間循環(huán)水系統(tǒng)能安全啟動(dòng)和穩(wěn)定運(yùn)行，特設(shè)計(jì)兩種投運(yùn)方案并對其進(jìn)行優(yōu)缺點(diǎn)分析論證而后投入實(shí)際應(yīng)用，兩種方案分別如下。
方案一：適當(dāng)注水或不注水直接啟動(dòng)循環(huán)水泵，通過適當(dāng)開啟循環(huán)水泵出口蝶閥的方式向系統(tǒng)注水（此方式為常規(guī)采用的啟動(dòng)方式），操作步序詳見圖1。
優(yōu)點(diǎn)是啟動(dòng)過程簡單、節(jié)省啟動(dòng)時(shí)間。
缺點(diǎn)是初次啟動(dòng)時(shí)出口蝶閥開度暫無法確定，啟動(dòng)過程中如果蝶閥中停開度過大將對系統(tǒng)造成較大沖擊可能造成膨脹節(jié)或循環(huán)水管道的損傷，如果蝶閥開度過小可能導(dǎo)致該立式斜流循環(huán)水泵啟動(dòng)過電流跳閘導(dǎo)致啟動(dòng)失敗。
方案二：先注水形成虹吸后啟動(dòng)循環(huán)水泵，操作步序詳見圖2。
優(yōu)點(diǎn)是注水并預(yù)先形成虹吸的情況下啟動(dòng)循環(huán)水泵對循環(huán)水管道及系統(tǒng)沖擊小，循環(huán)水泵的損傷小、啟動(dòng)過程安全；采用預(yù)先建立虹吸的目的在于該循環(huán)水泵為斜流泵揚(yáng)程17 m，且循環(huán)水泵的安裝高度在海平面以下同時(shí)凝汽器位置又較高且凝汽器循環(huán)水排水側(cè)設(shè)置有虹吸井，如果不預(yù)先建立虹吸可能會(huì)導(dǎo)致凝汽器水側(cè)的空氣無法及時(shí)排出，導(dǎo)致發(fā)生氣塞現(xiàn)象，可能導(dǎo)致啟動(dòng)時(shí)循環(huán)水系統(tǒng)不過水或過水量很小導(dǎo)致啟動(dòng)失敗。
關(guān)鍵詞：懸浮物 濁度 結(jié)垢 沉泥 生物粘泥 垢下腐蝕
一、循環(huán)冷卻水系統(tǒng)結(jié)垢、沉泥概述
在敞開式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中，冷卻水是循環(huán)利用的，冷卻水通過熱交換器后水溫提高，熱水經(jīng)冷卻塔與空氣接觸冷卻，冷卻后的水再循環(huán)使用。敞開式循環(huán)冷卻水經(jīng)使用后會(huì)被濃縮，導(dǎo)致水質(zhì)惡化，使循環(huán)冷卻水系統(tǒng)熱交換器產(chǎn)生結(jié)垢、生物粘泥及附著物，不但影響熱交換器的換熱效率更重要的易于產(chǎn)生設(shè)備管道的垢下腐蝕，影響系統(tǒng)的正常運(yùn)行。
循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中附著物的組成通常很復(fù)雜，可把附著物分為水垢和污泥。水垢是以鹽類化合物組成的沉積物，它通常是致密和堅(jiān)硬的，牢固的附著在設(shè)備及管路的過水流道上，特別是受熱面上。其組成主要是難溶性的化合物，如碳酸鈣、硫酸鈣、磷酸鎂和硅酸鎂等。污泥是指多空的、疏松的、呈凝膠狀的沉積物，它們常常含有泥沙，各種腐蝕產(chǎn)物，微生物和其產(chǎn)生的粘泥，生物的代謝物及腐爛物質(zhì)等。
二、污泥的形成原因、分類
污泥可以遍布冷卻水系統(tǒng)的各個(gè)部位，特別是水流滯緩的部位，例如冷卻塔水池底。污泥的組成主要為冷卻水中的懸浮物及微生物繁殖過程中生成的生物粘泥。
1.冷卻水中懸浮物的形成
循環(huán)冷卻水中的懸浮物來源主要為補(bǔ)水源水不佳，以致泥沙、氫氧化鋁、鐵的氧化物等懸浮物進(jìn)入循環(huán)冷卻水系統(tǒng)；冷卻水系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)維護(hù)不當(dāng)而生成沉淀物；循環(huán)冷卻水通過冷卻塔時(shí)，將空氣中的雜質(zhì)帶入冷卻水系統(tǒng)，不溶性的物質(zhì)懸浮于循環(huán)冷卻水中，這是常見的污染源。
2.冷卻水系統(tǒng)中微生物的滋生
循環(huán)冷卻水系統(tǒng)日常補(bǔ)充的天然源水中微生物種類很多，主要是藻類、真菌和細(xì)菌。循環(huán)水的溫度一般在20°C至40°C，循環(huán)水中有藻類生長所需營養(yǎng)元素N、P、Fe、Ca、Mg、Zn、Si等，適宜藻類、真菌和細(xì)菌的生長。循環(huán)水在日常的維護(hù)中，要加藥進(jìn)行殺菌滅藻處理，殺死的藻類及細(xì)菌形成生物粘泥懸浮于循環(huán)冷卻水中。
循環(huán)冷卻水系統(tǒng)在運(yùn)行過程中，懸浮于冷卻水中的污泥會(huì)牢固地附著在設(shè)備表面上，形成氧的濃差電池，使鐵被溶解，引起嚴(yán)重的垢下腐蝕。
三、循環(huán)冷卻水分析數(shù)據(jù)
我公司原循環(huán)冷卻水旁濾器由于過濾精度不夠，冷卻水濁度較高，懸浮物無法正常過濾掉。在正常的運(yùn)行中，循環(huán)冷卻水系統(tǒng)只能靠用周期性的大量源水補(bǔ)充置換以確保濁度在20mg/L以下，源水用量大，而且冷卻水系統(tǒng)需要大量的加藥、補(bǔ)水等維護(hù)費(fèi)用。表一是原旁濾器運(yùn)行時(shí)的循環(huán)冷卻水系統(tǒng)分析數(shù)據(jù)；為了改善循環(huán)冷卻水水質(zhì)及熱交換器換熱效率，我公司對循環(huán)冷卻水系統(tǒng)旁濾器進(jìn)行了技改。采用自適應(yīng)流體纖維層過濾器，該技術(shù)核心在纖維素結(jié)易在濾液作用下形成濾餅層，又易反沖洗分散開來，把吸納的污垢釋放出。設(shè)計(jì)原理：既靠流體自身壓力，又靠纖維素層自身重力。設(shè)計(jì)科學(xué)巧妙。表二是技改后旁濾器運(yùn)行時(shí)的循環(huán)冷卻水系統(tǒng)分析數(shù)據(jù)。
四、數(shù)據(jù)分析
從表一、表二的分析數(shù)據(jù)可以看出我公司在循環(huán)冷卻水旁濾器技改以前，冷卻水濁度較高，在10mg/L至51mg/L之間，總鐵在1mg/L左右，CODcr較高；循環(huán)冷卻水旁濾器技改以后，冷卻水濁度明顯降低了，在1mg/L至2mg/L，總鐵大部分時(shí)間因太低未檢測出來，即使檢測出來的也是在0.1mg/L一下，CODcr較低了；循環(huán)冷卻水旁濾器技改以前后，其他數(shù)據(jù)基本相同。
我公司在循環(huán)冷卻水旁濾器技改以后，循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的水質(zhì)得到了明顯的改善，不但冷卻水的日常加藥、補(bǔ)水等維護(hù)費(fèi)用降低了，而且冷卻水的濁度很低，冷卻水系統(tǒng)熱交換器管路上不容物的結(jié)垢減少了，更重要的是熱交換器管路上懸浮物的附著大大的減少了，同時(shí)也減少了設(shè)備管路的垢下腐蝕。
五、結(jié)論
工業(yè)循環(huán)冷卻水系統(tǒng)在運(yùn)行維護(hù)中，有效的控制冷卻水的濁度，降低冷卻水中的懸浮物的含量，可以減少熱交換器設(shè)備管路上的附著物，提高熱交換器的換熱效率，同時(shí)可以降低設(shè)備管路的垢下腐蝕。
參考文獻(xiàn)
[1]周本省.工業(yè)冷卻水系統(tǒng)中金屬的腐蝕與防護(hù)[M].化學(xué)工業(yè)出版社，1995.
[2]周本省.工業(yè)水處理技術(shù)[M].化學(xué)工業(yè)出版社.1997.
關(guān)鍵詞：循環(huán)冷卻水；冷卻塔；過濾器；循環(huán)冷水泵
1 引言
水是地球萬物的生命之源，是人類賴以生存和發(fā)展的基本條件，是自然環(huán)境和社會(huì)環(huán)境中極為重要而活躍的因素，是維系地球生態(tài)系統(tǒng)功能和支撐社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)發(fā)展不可替代的基礎(chǔ)性的自然資源和戰(zhàn)略資源。中國是一個(gè)干旱缺水嚴(yán)重的國家，淡水資源總量為28000億立方米，但人均只有2200立方米，僅為世界平均水平的1/4、美國的1/5，是全球13個(gè)人均水資源最貧乏的國家之一。扣除難以利用的洪水徑流和散布在偏遠(yuǎn)地區(qū)的地下水資源后，我國實(shí)際可利用的淡水資源量則更少，僅為11000億立方米左右，人均可利用水資源量約為900立方米，并且其分布極不均衡，南方水多，北方水少，西部水少，沿海水多。隨著城市化和經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展，工業(yè)用水需求急劇增加，工業(yè)用水效率低加劇了水資源供需矛盾。到20世紀(jì)末，我國水資源短缺、水污染嚴(yán)重 、水資源浪費(fèi)嚴(yán)重。為緩解嚴(yán)峻的水形勢，合理和節(jié)約用水已經(jīng)成為發(fā)展中的一個(gè)重要問題。
2 循環(huán)冷卻水系統(tǒng)
2.1循環(huán)冷卻水概念
循環(huán)冷卻水是指通過換熱器交換熱量或直接接觸換熱方式來交換介質(zhì)熱量并經(jīng)冷卻塔涼水后，循環(huán)使用，以節(jié)約水資源。循環(huán)冷卻水系統(tǒng)是以水作為冷卻介質(zhì)，并循環(huán)運(yùn)行的一種給水系統(tǒng)，由換熱設(shè)備、冷卻設(shè)備、處理設(shè)施、水泵、管道及其他有關(guān)設(shè)施組成[1]。
2.2循環(huán)冷卻水系統(tǒng)設(shè)計(jì)主要原則及步驟
循環(huán)冷卻水系統(tǒng)設(shè)計(jì)主要原則：冷卻塔應(yīng)布置在廠區(qū)主要建筑及露天配電裝置的冬季主導(dǎo)風(fēng)向的下側(cè)，貯煤場等粉塵污染源的全年主導(dǎo)風(fēng)向的上風(fēng)側(cè)；除工藝有特殊要求外，冷卻塔一般不設(shè)備用。冷卻塔的集水池深度一般不大于2.0m；集水池應(yīng)有溢流、排空及排泥措施；池壁的超高不小于0.3m[2]。 循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的設(shè)備配置數(shù)量宜與成組換熱設(shè)備相對應(yīng)。循環(huán)冷水泵一般設(shè)計(jì)成自灌式，水泵進(jìn)出水管應(yīng)設(shè)閥門，水泵房應(yīng)遠(yuǎn)離有安靜要求的房間，考慮采光、采暖、通風(fēng)要求，地面考慮排水措施[3]。
循環(huán)冷卻水系統(tǒng)設(shè)計(jì)主要步驟：收集設(shè)計(jì)基礎(chǔ)資料，包括水質(zhì)分析、垢層和腐蝕產(chǎn)物的分析（舊廠改造）、氣象參數(shù)、換熱器資料等[4]；根據(jù)工藝用水要求計(jì)算系統(tǒng)流量，所需壓力等相關(guān)參數(shù)，進(jìn)行冷卻塔和循環(huán)水冷水泵選型；根據(jù)水質(zhì)分析、垢層和腐蝕產(chǎn)物的分析（舊廠改造）等確定水處理方案，主要包括補(bǔ)充水來源、水量、水質(zhì)及其處理方案，設(shè)計(jì)濃縮倍數(shù)、阻垢緩蝕、清洗預(yù)膜處理方案及控制條件，系統(tǒng)排水處理方案，旁流水處理方案，微生物控制方案[1]，根據(jù)方案進(jìn)行水處理設(shè)備選型；根據(jù)設(shè)計(jì)方案及設(shè)備資料進(jìn)行系統(tǒng)詳細(xì)設(shè)計(jì)。
3 設(shè)計(jì)實(shí)例
本文以某農(nóng)藥項(xiàng)目循環(huán)冷卻水系統(tǒng)（包括冷卻設(shè)備、處理設(shè)施、水泵、管道）設(shè)計(jì)為例，設(shè)計(jì)依據(jù)為《工業(yè)循環(huán)水冷卻設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB/T 50102-2003）及《工業(yè)循環(huán)冷卻水處理設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50050-2007）。
本項(xiàng)目所在地區(qū)地處淮河下游，江淮和黃淮兩大平原交界處，地勢平坦，由西北向東南坡降，大小溝渠縱橫成網(wǎng)，季風(fēng)氣候顯著，氣候溫和，四季分明，光照充足，雨水充沛，主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)闁|南、東北風(fēng)。
本項(xiàng)目循環(huán)冷卻水系統(tǒng)由冷卻塔、集水池、循環(huán)冷水泵、管道、過濾器等組成。系統(tǒng)補(bǔ)水由廠區(qū)生產(chǎn)給水系統(tǒng)供給，系統(tǒng)排污和溢流由管道收集送至污水池后由送至廠區(qū)污水處理廠。本項(xiàng)目分為兩期，土建工程一次到位。為避免循環(huán)水交叉污染，本項(xiàng)目循環(huán)冷卻水系統(tǒng)分為車間循環(huán)冷卻水系統(tǒng)和綜合機(jī)房循環(huán)冷卻水兩套系統(tǒng)。兩套系統(tǒng)均采用方型逆流機(jī)械抽風(fēng)冷卻塔，兩組塔及集水池平行布置，布置間距≮4倍進(jìn)風(fēng)口高度，集水池均設(shè)有液位計(jì)。循環(huán)水冷水泵設(shè)于循環(huán)水泵房內(nèi)，泵房布置在兩套系統(tǒng)中間，平面布置見圖1。
4結(jié)語
工業(yè)循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用有著舉足輕重的作用，緩解了我國水資源短缺、水污染嚴(yán)重、水資源浪費(fèi)嚴(yán)重的現(xiàn)狀，其系統(tǒng)的進(jìn)一步推廣和優(yōu)化任重而道遠(yuǎn)。
參考文獻(xiàn)
[1] GB50050-2007 工業(yè)循環(huán)冷卻水處理設(shè)計(jì)規(guī)范 [s]
[2] GB50102-2003 工業(yè)循環(huán)水冷卻設(shè)計(jì)規(guī)范 [s]
1.1熱水供暖系統(tǒng)、空調(diào)（制冷）冷水或熱水（以下簡稱冷熱水系統(tǒng)）的水處理，以前曾采用鈉離子交換器對自來水（或深井水）進(jìn)行軟化處理的方法，現(xiàn)今也有沿用此方法的。制冷（或空壓、空分）冷卻水（以下簡稱冷卻水系統(tǒng)），以前沒有采取任何水處理方法，而現(xiàn)今仍有不做任何水處理的。
1.2冷熱水系統(tǒng)采用鈉離子交換器對自來水（或深井水）進(jìn)行軟化處理，而冷卻水系統(tǒng)則采用電子水處理儀、磁水器等物理方法進(jìn)行水處理。
1.3冷熱水系統(tǒng)雖然裝有加藥罐，但運(yùn)行中并未堅(jiān)持使用，而冷卻水系統(tǒng)則采用電子水處理儀、磁水器等物理方法進(jìn)行水處理。
1.4冷熱水系統(tǒng)及冷卻水系統(tǒng)均采用電子水處理儀、磁水器等物理方法進(jìn)行水處理。
1.5冷熱水系統(tǒng)采用人工或自動(dòng)加藥設(shè)備對系統(tǒng)實(shí)行加藥的化學(xué)水處理，而冷卻水系統(tǒng)則采用電子水處理儀、磁水器等物理方法進(jìn)行水處理。
1.6冷熱水系統(tǒng)及冷卻水系統(tǒng)二套系統(tǒng)，均采用人工或自動(dòng)加藥設(shè)備對系統(tǒng)實(shí)行化學(xué)水處理。
2、暖通與空調(diào)制冷循環(huán)水系統(tǒng)特點(diǎn)
2.1冷熱水系統(tǒng)一般為閉式循環(huán)水系統(tǒng)，但也有開式循環(huán)水系統(tǒng)（比如棉紡織廠的噴淋式空氣處理室等組成的系統(tǒng)等）。其運(yùn)行、調(diào)試前的首次充水及運(yùn)行期間的補(bǔ)充水一般為城市自來水（但也有用深井水的）。運(yùn)行期間的補(bǔ)充水量，開式循環(huán)水系統(tǒng)比閉式循環(huán)水系統(tǒng)要大得多，并且對循環(huán)水水質(zhì)要求也比較高。如水的細(xì)菌含量，水是否有毒性，水是否符合國家衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)等。
2.2冷熱水系統(tǒng)，其循環(huán)水的溫度夏季多在7—12℃；冬季65—50℃之間，而中央空調(diào)末端設(shè)備冬季供水溫度一般多在60℃及其以下。
2.3除蒸汽鍋爐以外的系統(tǒng)，熱水供暖系統(tǒng)循環(huán)水的溫度多在100℃以下，但也有高溫水供暖系統(tǒng)，比如110—70℃、130—70℃、150—90℃等。
2.4閉式循環(huán)水系統(tǒng)的水不受周圍環(huán)境影響，并且沒有濃縮水中原有各種離子的問題，其質(zhì)量濃度不變；而開式循環(huán)水系統(tǒng)的水則會(huì)受周圍環(huán)境影響，如車間生產(chǎn)設(shè)備散發(fā)的粉塵、新風(fēng)采集及處理過程中的污物等都會(huì)對循環(huán)水造成污染。
2.5表冷器加噴淋的空調(diào)機(jī)或噴淋式空調(diào)機(jī)（室）的水箱內(nèi)很容易滋生大量細(xì)菌，水箱底部存有大量粘泥，衛(wèi)生條件很差?，F(xiàn)已引起同行們的高度重視。
2.6冷卻水系統(tǒng)一般為開式循環(huán)水系統(tǒng)，但也有閉式循環(huán)水系統(tǒng)。其首次充水及運(yùn)行期間的補(bǔ)充水亦為城市自來水或深井水。冷卻水溫度一般為32～37℃，或低于該溫度。冷卻水受環(huán)境影響比較大，如塵埃（空氣中的懸浮物）、細(xì)菌、空氣中的氧氣、二氧化硫、氮氧化合物、酸雨等。這些物質(zhì)一旦進(jìn)入冷卻水系統(tǒng)，則將嚴(yán)重污染冷卻水，加上由于冷卻水不斷蒸發(fā)，水中的Ca2＋、Mg2＋、Cl－、SO42－及溶解固形物、懸浮物的濃度不斷增加，造成對冷卻水系統(tǒng)設(shè)備和管路的腐蝕、結(jié)垢以及出現(xiàn)細(xì)菌藻類的繁殖，嚴(yán)重時(shí)會(huì)產(chǎn)生粘泥并堵塞管道或設(shè)備。
3、暖通與空調(diào)制冷循環(huán)水系統(tǒng)的基本問題
閉式循環(huán)冷熱水系統(tǒng)的主要問題是腐蝕，而敞開式冷卻水系統(tǒng)的主要問題則是結(jié)垢和腐蝕。
3.1閉式循環(huán)水系統(tǒng)的主要問題是普遍存在著腐蝕現(xiàn)象，而不是人們所想像的結(jié)垢。如天津市河西區(qū)某道路改造中將跨道路的架空供熱管道拆除時(shí)，發(fā)現(xiàn)管內(nèi)壁并沒有結(jié)垢而是出現(xiàn)全表面腐蝕并伴有點(diǎn)蝕現(xiàn)象；最近天津某大學(xué)在拆除供熱管道時(shí)也同樣出現(xiàn)上述腐蝕問題，通過調(diào)查，得知他們的系統(tǒng)沒有采用化學(xué)藥劑方法進(jìn)行水處理。所以閉式循環(huán)水系統(tǒng)，在工程設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)首先考慮如何防止系統(tǒng)腐蝕，與此同時(shí)，當(dāng)然還要考慮如何防止系統(tǒng)結(jié)垢等問題。針對上述問題應(yīng)該轉(zhuǎn)變思想觀念，將如何防止系統(tǒng)腐蝕放在首位，其次是防止結(jié)垢等問題。其理由是：暖通與制冷空調(diào)的閉式循環(huán)水系統(tǒng)循環(huán)水量大、水溫低，且設(shè)備換熱表面溫度亦低；因而不會(huì)像蒸汽鍋爐的爐水那樣，會(huì)使?fàn)t水中各種離子發(fā)生濃縮現(xiàn)象。加之暖通與制冷空調(diào)循環(huán)水系統(tǒng)的補(bǔ)充水量雖然比較少，但是含有一定量的溶解氧及含鹽量，故腐蝕問題已成為首要問題。
3.2冷卻水系統(tǒng)是一個(gè)最不利的系統(tǒng)，更應(yīng)搞好水處理工作。我們曾對某單位的冷卻塔進(jìn)行清洗工作時(shí)發(fā)現(xiàn)，這個(gè)冷卻水系統(tǒng)設(shè)有一臺(tái)500T/h的橫流式冷卻塔，并設(shè)有多臺(tái)電子水處理儀。經(jīng)過一個(gè)夏季的運(yùn)行后，冷卻塔的填料上出現(xiàn)了大量碳酸鹽水垢，其厚度約為20—50μm；進(jìn)出水管道的內(nèi)壁產(chǎn)生了很明顯的氧化鐵皮。將清理出的水垢和氧化鐵皮收裝起來足有6小麻袋。如果不及時(shí)清洗的話，將這些水垢、氧化鐵皮帶進(jìn)設(shè)備，很容易堵塞冷凝器，造成事故停車。后來該單位接受建議，采用自動(dòng)加藥水處理設(shè)備，對系統(tǒng)實(shí)行化學(xué)水處理，結(jié)垢問題隨之得到了解決。
4、暖通與空調(diào)制冷水處理的有關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范
4.1應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行水處理的三個(gè)技術(shù)法規(guī)
國家技術(shù)監(jiān)督局的2001年版中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)“工業(yè)鍋爐水質(zhì)”（GB1576-2001）、1995年版中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)“工業(yè)循環(huán)冷卻水處理設(shè)計(jì)規(guī)范”（GB50050-95）及“工業(yè)循環(huán)水冷卻設(shè)計(jì)規(guī)范”（GB/T50102-2003），是本行業(yè)水處理的技術(shù)法規(guī)，應(yīng)當(dāng)認(rèn)真貫徹執(zhí)行。
4.2新標(biāo)準(zhǔn)放寬了給水硬度指標(biāo)
新標(biāo)準(zhǔn)“工業(yè)鍋爐水質(zhì)”（GB1576-2001）中，對熱水鍋爐給水采用化學(xué)藥劑處理水的工藝放寬了給水的硬度。原標(biāo)準(zhǔn)GB1576-1991中規(guī)定給水硬度≤4mmol/L，新標(biāo)準(zhǔn)GB1576-2001中規(guī)定給水硬度≤6mmol/L.而我國大部分地區(qū)的自來水的硬度均為6mmol/L左右（天津?yàn)春铀挠捕燃s3.4mmol/L，pH=7，溶解氧10mg/L）。這對以水為載體的供暖、空調(diào)制冷循環(huán)水系統(tǒng)，為采用化學(xué)藥劑水處理方法創(chuàng)造了十分有利的條件。也就是說，中國大部分地區(qū)的熱水供暖系統(tǒng)、空調(diào)冷熱水系統(tǒng)完全可以采用化學(xué)藥劑處理水。因?yàn)檫@樣就可減少以去除水的硬度為主要目的而采取鈉離子交換方法，致使每年產(chǎn)生大量的、數(shù)以萬噸的廢鹽液污染地下水的問題。
5、暖通與空調(diào)制冷水處理設(shè)計(jì)要點(diǎn)
5.1收集有關(guān)水質(zhì)資料
在進(jìn)行水處理設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)首先收集系統(tǒng)用水的水質(zhì)資料，如：硬度、pH值、溶解氧、氯離子濃度、溶解固形物（或含鹽量）、懸浮物等。以便為工程設(shè)計(jì)中設(shè)法解決循環(huán)水系統(tǒng)普遍存在的腐蝕或結(jié)垢現(xiàn)象提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。
5.2了解系統(tǒng)中設(shè)備與材料的材質(zhì)
應(yīng)確定或了解系統(tǒng)中設(shè)備、管道、閥門、水泵等所用材質(zhì)，以適應(yīng)設(shè)計(jì)工作對水質(zhì)的要求及確定水處理方案，并防止系統(tǒng)腐蝕及結(jié)垢。
5.3冷熱水系統(tǒng)的水處理工藝
熱水供暖系統(tǒng)、空調(diào)冷熱水系統(tǒng)的水處理方案，首先應(yīng)采用先進(jìn)技術(shù)及行之有效的方法——水處理自動(dòng)加藥設(shè)備對系統(tǒng)實(shí)行自動(dòng)加藥的化學(xué)水處理方法。單一采用鈉離子交換器制取的軟化水只防止系統(tǒng)結(jié)垢，不防止系統(tǒng)腐蝕，但空調(diào)冷、熱水的腐蝕性大于自來水。這是由于，自來水中含有天然的碳酸氫鈣，它是一種陰極性緩蝕劑。當(dāng)自來水軟化后，雖然提高了水的PH值，但是隨著硬度成分的去除，水中原有的天然緩蝕劑——碳酸氫鈣也被除去了；加之鈉離子交換器的軟化水比原水含鹽量有所增加，其計(jì)算式為：
ΔG=2.95HCa+10.84HMg
式中ΔG—軟化水含鹽量的增加量，mg/L；HCa—原水中Ca硬度，mmol/L；HMg—原水中Mg硬度，mmol/L.
因此，單一采用鈉離子交換器制取的軟化水，還應(yīng)投加化學(xué)藥劑以阻止系統(tǒng)的腐蝕。這種方法既會(huì)使鈉離子交換器產(chǎn)生大量再生廢鹽液而污染地下水，又會(huì)使設(shè)備一次總投資比采用化學(xué)復(fù)合藥劑方法的水處理設(shè)備大得多。不僅如此，采用與循環(huán)冷、熱水系統(tǒng)特點(diǎn)相對應(yīng)的化學(xué)藥劑進(jìn)行水處理，其運(yùn)行費(fèi)用也較低。它還是一種無污染的綠色環(huán)保產(chǎn)品，應(yīng)大力推廣。
以物理方法進(jìn)行水處理，如采用磁水器、電子水處理儀等裝置，在某種水質(zhì)的情況下有阻垢效果，但沒有防止腐蝕的作用，因而會(huì)使系統(tǒng)發(fā)生嚴(yán)重的腐蝕。某商廈安裝2臺(tái)日立牌螺桿冷水機(jī)組，運(yùn)行幾年后發(fā)現(xiàn)設(shè)備、管道嚴(yán)重腐蝕，原物理水處理設(shè)備未能起作用。2002年初將原有的“電子水處理儀”及所有腐蝕管道全部拆除，拆除過程中發(fā)現(xiàn)管道內(nèi)壁有大量銹瘤及氧化鐵。因此對螺桿冷水機(jī)組也作了化學(xué)清洗。后改用“化學(xué)藥劑方法”的水處理方案，采用自動(dòng)加藥設(shè)備，對空調(diào)冷熱水系統(tǒng)及冷卻水系統(tǒng)，均實(shí)施化學(xué)水處理，運(yùn)行二年來收到了良好的效果。
5.4冷卻水系統(tǒng)的水處理工藝
為防止制冷（或空壓、空分）水系統(tǒng)，受環(huán)境影響，使冷卻水中混入大量的塵埃、細(xì)菌、空氣中的氧氣、二氧化硫、氮氧化合物、酸雨等的污染，并由于冷卻水不斷蒸發(fā)，水中原有的Ca2＋、Mg2＋、Cl－、SO42－及溶解固形物、懸浮物濃度不斷增加，從而造成對冷卻水系統(tǒng)的腐蝕、結(jié)垢和細(xì)菌藻類的繁殖，以致產(chǎn)生粘泥并堵塞管道或設(shè)備。所以在設(shè)計(jì)上應(yīng)首選“化學(xué)藥劑方法”的水處理方案。從目前現(xiàn)有技術(shù)來看，采用與冷卻水系統(tǒng)特點(diǎn)相對應(yīng)的化學(xué)藥劑進(jìn)行水處理，比其它任何一種方法更行之有效，符合現(xiàn)行國家技術(shù)監(jiān)督局與建設(shè)部的國家標(biāo)準(zhǔn)。該方法從國標(biāo)（GB50050-95）——“工業(yè)循環(huán)冷卻水處理設(shè)計(jì)規(guī)范”及“工業(yè)循環(huán)水冷卻設(shè)計(jì)規(guī)范”（GB/T50102-2003）考慮，優(yōu)于其它任何一種方法。
5.5應(yīng)嚴(yán)格控制系統(tǒng)首次充水及運(yùn)行期間的補(bǔ)水水質(zhì)
如果首次充水或補(bǔ)水的水質(zhì)不符合要求，則會(huì)對系統(tǒng)設(shè)備、管道造成腐蝕。即使是不銹鋼設(shè)備（如SUS304、SUS316等材料），如Cl－離子濃度過大，也會(huì)產(chǎn)生設(shè)備腐蝕甚至造成穿孔。
6、暖通與制冷空調(diào)水處理技術(shù)展望
6.1破除傳統(tǒng)觀念，采用水處理新技術(shù)，人人都從綠色環(huán)保的角度出發(fā)設(shè)計(jì)、建設(shè)、管理美好家園。
關(guān)鍵詞： 化學(xué)工業(yè)冷卻水處理節(jié)水措施分析探究
化工企業(yè)涉及到人們生產(chǎn)和生活的諸多方面，對于促進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展有著良好的推動(dòng)和保障作用。相對來說，化工企業(yè)的綜合耗水量較大，工業(yè)生產(chǎn)中冷卻水用量比例較大，實(shí)行冷卻水循環(huán)利用綜合效益顯著。隨著現(xiàn)代工業(yè)環(huán)保意識(shí)的不斷提升，加強(qiáng)和優(yōu)化工業(yè)循環(huán)冷卻水技術(shù)處理，實(shí)現(xiàn)節(jié)約用水成為化工企業(yè)改善環(huán)境影響，提高經(jīng)濟(jì)效益的重要手段，促進(jìn)化工企業(yè)可持續(xù)發(fā)展的必要途經(jīng)。
1.工業(yè)循環(huán)冷卻水處理技術(shù)概述
工業(yè)循環(huán)冷卻水處理就是采用相關(guān)水質(zhì)穩(wěn)定劑基于工業(yè)冷卻水在系統(tǒng)設(shè)備內(nèi)的污垢淤結(jié)、腐蝕和微生物繁殖等現(xiàn)象進(jìn)行控制和處理。所謂冷卻水處理技術(shù)，是指針對循環(huán)水系統(tǒng)的水質(zhì)、設(shè)備材質(zhì)、工況條件選擇合適的緩蝕劑、阻垢劑、分散劑、殺生劑等水質(zhì)穩(wěn)定劑進(jìn)行正確匹配組成水處理配方，在一定工藝控制條件下提供相應(yīng)的清洗、預(yù)膜方案進(jìn)行全過程控制的水處理技術(shù)。冷卻水處理中所用的化學(xué)水質(zhì)穩(wěn)定劑是現(xiàn)代工業(yè)循環(huán)水處理的必要前提條件和基礎(chǔ)。
2.工業(yè)循環(huán)冷卻水處理的技術(shù)原理
天然水是進(jìn)行工業(yè)生產(chǎn)的主要水資源。天然水都不同程度的含有一些比重較小的泥土微粒、動(dòng)植物腐物，鐵、鋁、硅等化合物以及各種礦物質(zhì)離子等懸浮、膠體和溶解性雜質(zhì)。循環(huán)水在工業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)中運(yùn)行經(jīng)常會(huì)遇到結(jié)垢腐蝕、微生物繁殖等相關(guān)問題，為了控制工業(yè)循環(huán)冷卻水系統(tǒng)結(jié)垢和腐蝕，保證設(shè)備的換熱效率和使用年限，應(yīng)針對工業(yè)循環(huán)冷卻水進(jìn)行技術(shù)處理。
工業(yè)循環(huán)冷卻水處理技術(shù)的實(shí)質(zhì)就是針對循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中的污垢、腐蝕及微生物進(jìn)行控制和處理。工業(yè)循環(huán)冷卻水處理方法主要有磁處理、靜電處理、光化學(xué)處理、超聲波處理等適用于硬度較小水質(zhì)的物理處理技術(shù)。相對于硬度較高的復(fù)雜水質(zhì)來說，通常是向補(bǔ)充水中加入定量水質(zhì)穩(wěn)定劑，利用阻垢分散劑與結(jié)垢離子的螯合作用達(dá)到防垢目的，利用緩蝕劑抑制腐蝕反應(yīng)的陽極過程、在金屬表面形成沉淀膜并覆蓋陰極表面、在金屬表面定向吸附并形成保護(hù)性的吸附膜阻止腐蝕過程，從而起到緩蝕作用。磷系配方技術(shù)在工業(yè)循環(huán)冷卻水處理中使用效果較好，但隨著含磷廢水排放的環(huán)保要求，磷系配方逐漸被環(huán)保型水處理劑代替。
3.化工企業(yè)循環(huán)冷卻水處理技術(shù)
3.1 循環(huán)冷卻水防垢處理技術(shù)
化工企業(yè)循環(huán)冷卻水防垢處理方法較多，采用緩蝕阻垢劑、聚丙烯酸類聚合物、含磺酸、膦酸和其它官能團(tuán)的共聚物阻垢分散劑，都能有效降低結(jié)垢物質(zhì)含量；離子交換法是目前使用較廣的循環(huán)冷卻水處理法，正確處理和控制能有效降低水中陽離子含量。使用時(shí)要做好節(jié)能減排處理，避免造成地下水鹽堿化環(huán)境污染。采用多種配方組成的無機(jī)和有機(jī)類復(fù)合藥劑處理技術(shù)屬于綠色處理方法。選用循環(huán)水防垢處理方法時(shí)應(yīng)根據(jù)給水水質(zhì)、水資源環(huán)境等因素合理選擇。
3.2 循環(huán)冷卻水中微生物控制
由于天然水體中含有多種藻類、細(xì)菌和真菌等微生物，冷卻水中的藻類在冷卻塔填料上生長會(huì)影響水分散和通風(fēng)量，死亡后會(huì)形成懸浮物和沉淀物等污垢，；循環(huán)水中的細(xì)菌在代謝過程中能分泌黏液粘合固體懸浮物和無機(jī)沉淀物附著于換熱表層引起結(jié)生污垢和腐蝕，影響冷卻效果，因此必須交替采用氧化性殺生劑和非氧化性殺生劑進(jìn)行定期殺滅相關(guān)微生物。常用的藥劑有次氯酸鹽、二氧化氯、季胺鹽、異噻唑啉酮、戊二醛等氯劑、溴劑和有機(jī)氮硫類藥劑。
3.3 循環(huán)冷卻水的補(bǔ)充處理及旁流處理
對于濁度較高的補(bǔ)充水質(zhì)，可在復(fù)合水處理劑處理的同時(shí)加入適量聚氯化鋁等濁度處理劑以增強(qiáng)防垢效果。很多化工企業(yè)循環(huán)冷卻水的補(bǔ)充水中往往存在相關(guān)影響水處理效果的灰塵、粉類等懸浮物，會(huì)加重粘泥的附著性，因此需進(jìn)行旁流過濾處理，通過旁流裝置從循環(huán)水中抽取部分循環(huán)水過濾去除相關(guān)懸浮物及沉淀物后再返回到循環(huán)水系統(tǒng)中，以提高循環(huán)水濃縮倍率，減少排污量。
4.化工企業(yè)循環(huán)冷卻節(jié)水措施
4.1 優(yōu)化循環(huán)冷卻水處理配方
利用高效阻垢分散劑、緩蝕劑調(diào)整循環(huán)水處理配方，提高工業(yè)循環(huán)水系統(tǒng)濃縮倍率，在循環(huán)水水質(zhì)監(jiān)測和自動(dòng)加藥系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的基礎(chǔ)上減少操作波動(dòng)，選用相應(yīng)加酸設(shè)備，加強(qiáng)旁流處理和殺菌，降低循環(huán)水懸浮物、膠體和部分微生物，能有效提高工業(yè)用水重復(fù)利用率和減少排污量。
改善循環(huán)水補(bǔ)充水水質(zhì)
特別在北方高堿、高硬水系地域的化工企業(yè)，采取對補(bǔ)充水進(jìn)行預(yù)處理的辦法改善和提高循環(huán)水補(bǔ)充水水質(zhì)，利于循環(huán)水系統(tǒng)濃縮倍數(shù)的提高。根據(jù)化工企業(yè)給水排水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，若采用順流再生固定床技術(shù)對循環(huán)水補(bǔ)充水進(jìn)行離子交換處理，可有效提高循環(huán)水濃縮倍數(shù)，降低補(bǔ)充水量，實(shí)現(xiàn)工業(yè)節(jié)約用水。
循環(huán)水分級濃縮串聯(lián)補(bǔ)水技術(shù)
將循環(huán)水分成兩級進(jìn)行處理，原水進(jìn)入第一級循環(huán)水系統(tǒng)低濃縮倍率運(yùn)行并過濾循環(huán)污水并對弱酸離子交換樹脂脫堿軟化處理后作為第二級機(jī)組循環(huán)補(bǔ)給水進(jìn)行高濃縮倍率運(yùn)行，其廢水經(jīng)澄清過濾和反滲透處理后作為循環(huán)水系統(tǒng)補(bǔ)給水，具有濃縮倍率高、廢水排放量較小、節(jié)水效果明顯的技術(shù)特點(diǎn)。
海水冷卻技術(shù)和空氣冷卻技術(shù)
工業(yè)生產(chǎn)利用海水替代天然淡水作為工業(yè)循環(huán)冷卻水具有水源充沛穩(wěn)定、水溫適宜、動(dòng)力消耗低的技術(shù)優(yōu)勢，特別是沿海地區(qū)淡水資源不足的化工企業(yè)直接利用海水作為工業(yè)冷卻水綜合效益明顯。采用空氣冷卻方式進(jìn)行循環(huán)水處理，能夠有效降低用水量和排污量，適用于水中氯離子含量高，缺水嚴(yán)重的地區(qū)。
結(jié)束語：
總之，作為國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要基礎(chǔ)，化工企業(yè)是當(dāng)前促進(jìn)市場經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的重要基礎(chǔ)行業(yè)，加強(qiáng)化工企業(yè)的循環(huán)冷卻水處理技術(shù)及節(jié)水措施研究，有利于推動(dòng)和提高社會(huì)經(jīng)濟(jì)的綜合效益發(fā)展。
參考文獻(xiàn)：
關(guān)鍵詞：軋鋼 棒材 凈循環(huán) 濁循環(huán) 循環(huán)水處理
中圖分類號(hào)：TN2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2013）06（c）-0045-01
云南永昌鋼鐵有限公司80萬噸棒材工程循環(huán)水系統(tǒng)包括生產(chǎn)給水系統(tǒng)、凈循環(huán)水系統(tǒng)、加熱爐凈循環(huán)水系統(tǒng)及軟水系統(tǒng)、穿水冷卻水系統(tǒng)、濁循環(huán)水系統(tǒng)、鐵皮溝沖渣水系統(tǒng)等。主要構(gòu)筑物包括循環(huán)水池及泵房、旋流沉淀池、水處理間等。
1 生產(chǎn)給水系統(tǒng)
生產(chǎn)給水系統(tǒng)是為滿足生產(chǎn)用水所設(shè)置，包括洗手拖把池等。管徑為DN50。
2 凈循環(huán)水系統(tǒng)及加熱爐凈循環(huán)水系統(tǒng)
凈循環(huán)水系統(tǒng)為軋線主輔電機(jī)、液壓站、站、輥道軸承、齒輪箱、監(jiān)測儀器等的冷卻所設(shè)置，水量合計(jì)883 m3/h，主管徑DN400，在水泵房設(shè)置凈循環(huán)水泵兩臺(tái)，一用一備，Q=920 m3/h，H=55 m。管道出口設(shè)Q=1000 m3/h自清洗過濾器一臺(tái)。加熱爐凈循環(huán)水系統(tǒng)為加熱爐系統(tǒng)各設(shè)備的冷卻所設(shè)置，水量合計(jì)120 m3/h，主管徑DN150，在水泵房設(shè)置加熱爐凈循環(huán)水泵兩臺(tái)，一用一備，Q=120 m3/h，H=55 m。另為滿足事故狀態(tài)的供水，在水泵房設(shè)置事故柴油機(jī)泵一臺(tái)，Q=60 m3/h，H=55 m。管道出口設(shè)Q=150 m3/h自清洗過濾器一臺(tái)。以上兩路凈循環(huán)回水在冷卻塔之前匯合，有壓上冷卻塔，循環(huán)水經(jīng)風(fēng)冷熱量交換后流至凈循環(huán)水池，供用戶循環(huán)使用。
3 加熱爐軟水系統(tǒng)
加熱爐軟水系統(tǒng)為加熱爐系統(tǒng)汽化冷卻汽包用水所設(shè)置。軟水在軟水間制備，設(shè)置一套Q=30 m3/h軟水處理裝置，其包括預(yù)處理過濾器及軟水器等設(shè)備，水量25 m3/h，主管徑DN100，設(shè)置軟水供水泵兩臺(tái)，一用一備，Q=25 m3/h，H=30 m。
4 穿水冷卻水系統(tǒng)、濁循環(huán)水系統(tǒng)及沖渣水系統(tǒng)
穿水冷卻水系統(tǒng)為穿水直接冷卻用水所設(shè)置。水量合計(jì)800 m3/h，主管徑DN400，在水泵房設(shè)置穿水冷卻水泵兩臺(tái)，一用一備，Q=800 m3/h，H=55 m。管道出口設(shè)Q=1000 m3/h自清洗過濾器一臺(tái)。在穿水冷卻系統(tǒng)中有加壓泵使得穿水冷卻的壓力得到進(jìn)一步提升，滿足穿水冷卻系統(tǒng)的需要。穿水冷卻水還有另一種做法，即從水泵房供出的就是高壓水，這需要根據(jù)穿水冷卻設(shè)備的需求而定。
濁循環(huán)水系統(tǒng)為溫控冷卻、高壓水除磷、軋輥、軋機(jī)機(jī)列、導(dǎo)位、活套等的直接冷卻所設(shè)置。水量合計(jì)902 m3/h，主管徑DN400，在水泵房設(shè)置濁循環(huán)水泵兩臺(tái)，一用一備，Q=950 m3/h，H=55 m。管道出口設(shè)Q=1000 m3/h自清洗過濾器一臺(tái)。
沖渣水系統(tǒng)為沖鐵皮溝內(nèi)氧化鐵皮所設(shè)置。水量合計(jì)250 m3/h，主管徑DN250，在旋流沉淀池泵房設(shè)置沖渣水泵兩臺(tái)，一用一備，Q=250 m3/h，H=55 m。沖渣點(diǎn)為鐵皮溝左右側(cè)支溝端頭及交匯處。
以上三種濁循環(huán)水在鐵皮溝混合后流入旋流沉淀池沉淀，用抓斗將鋼渣從旋流池中間圓筒抓出，一部分水用泵提升沖氧化鐵皮；另一部分用泵提升送稀土磁盤凈化設(shè)備，經(jīng)處理后經(jīng)濁環(huán)調(diào)節(jié)池至濁循環(huán)水熱水池，用濁循環(huán)水上塔泵送至冷卻塔冷卻后再回到濁循環(huán)冷水池，供用戶循環(huán)使用。
5 鐵皮溝及旋流沉淀池
鐵皮溝由左右側(cè)支溝和主溝組成。左側(cè)支溝主要供粗軋區(qū)中軋區(qū)濁循環(huán)水排放。右側(cè)支溝主要供精軋區(qū)及穿水冷卻濁循環(huán)水排放。主溝匯集左右側(cè)支溝的濁循環(huán)水。左右側(cè)支溝匯合處為三岔口圓弧異形溝便于導(dǎo)流。支溝及主溝前部分為開口結(jié)構(gòu)，后部分為全封閉隧道與地下旋流沉淀池聯(lián)通，濁循環(huán)水通過主溝流入旋流沉淀池。旋流沉淀池根據(jù)水質(zhì)，水量，表面負(fù)荷等參數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)。
鐵皮溝底以鑄石板進(jìn)行砌筑，主要用輝綠巖或頁巖鑄石。設(shè)計(jì)鐵皮溝時(shí)先確定鐵皮溝的坡度，不應(yīng)小于3.5%，沖渣斷面流槽采用圓底梯形斷面，根據(jù)濁循環(huán)水量初步確定流槽設(shè)計(jì)總高，設(shè)計(jì)水深，底面圓弧半徑，查詢相關(guān)給排水手冊確定該斷面在沖渣溝內(nèi)的流速流量是否能滿足實(shí)際水量的需要。鑄石板廠家也應(yīng)提供詳細(xì)的參數(shù)。
6 管網(wǎng)敷設(shè)
循環(huán)水管網(wǎng)分為室內(nèi)管網(wǎng)和室外管網(wǎng)。在室外，循環(huán)水泵房離棒材車間距離不應(yīng)太遠(yuǎn)，考慮到檢修方便采用管道架空而不選擇管道埋地，各類管道可采用管道共架形式，布置上滿足標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。
循環(huán)水室內(nèi)管網(wǎng)主管道在平臺(tái)下方梁柱間穿行，也盡量采取共架形式，注意不要與梁柱或其他專業(yè)管道電纜橋架相碰。
濁循環(huán)水主管道應(yīng)分出粗軋、中軋、精軋三部分支管，因主軋線會(huì)出現(xiàn)堆鋼的情況需要人為及時(shí)處理，所以此時(shí)需要在三支管上設(shè)置電動(dòng)蝶閥迅速切斷水源，管網(wǎng)壓力會(huì)瞬間升高，主管系統(tǒng)需要設(shè)置超壓釋放閥來調(diào)整系統(tǒng)的壓力，或通過水泵的變頻來減少濁循環(huán)水流量。在平臺(tái)下地面應(yīng)圍繞軋機(jī)基礎(chǔ)做相應(yīng)排水溝道，因系統(tǒng)正常運(yùn)行中會(huì)有少量的濁環(huán)水漏到地面。
7 循環(huán)水補(bǔ)充水處理
循環(huán)水補(bǔ)充水系統(tǒng)應(yīng)參照《工業(yè)循環(huán)冷卻水處理設(shè)計(jì)規(guī)范》設(shè)計(jì)。凈循環(huán)水為間冷開式系統(tǒng)循環(huán)冷卻水系統(tǒng)，補(bǔ)充水量按2%進(jìn)行考慮，其水質(zhì)滿足規(guī)范表3.1.8的要求，其濃縮倍率不小于3。濁循環(huán)水為直冷系統(tǒng)循環(huán)冷卻水系統(tǒng)，補(bǔ)充水量按5%進(jìn)行考慮，其水質(zhì)滿足規(guī)范表3.1.10的要求，其濃縮倍率不小于3。根據(jù)原水水質(zhì)和目標(biāo)水質(zhì)要求確定補(bǔ)充水處理技術(shù)方案，可綜合采用生化、石灰、混凝、沉淀、過濾、消毒、超濾、離子交換、反滲透等處理工藝。如原水的BOD及COD含量較高，可采用生物濾池及膜生物反應(yīng)器（MBR）進(jìn)行預(yù)處理。如原水為高硬度，高堿度水質(zhì)，宜采用石灰或弱酸樹脂軟化等處理辦法。如原水所含陰離子（如CL-或SO42-）比較多，可進(jìn)一步采取離子交換或反滲透的處理辦法。具體流程可進(jìn)行組合，以提高循環(huán)冷卻水的濃縮倍率。
8 循環(huán)水管道沖洗試壓及清洗預(yù)膜處理
循環(huán)水管道沖洗試壓按《建筑給水排水及采暖工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》相關(guān)規(guī)范進(jìn)行。清洗和預(yù)膜程序按照人工清掃、水清洗、化學(xué)清洗、預(yù)膜處理順序進(jìn)行。為了工藝的順利完成，可能需要增加臨時(shí)管道，完成后需要拆除。
人工清洗和水清洗為物理清洗，主要除去管道中的泥石焊渣等?；瘜W(xué)清洗是在系統(tǒng)中添加化學(xué)藥劑，除去系統(tǒng)中殘留的油污、浮銹、泥沙等物質(zhì)，為預(yù)膜創(chuàng)造良好的金屬表面。預(yù)膜處理是在溶液中添加緩蝕劑，使金屬表面迅速形成一層均勻的保護(hù)膜，使腐蝕反應(yīng)停止或減緩。
9 循環(huán)水運(yùn)行加藥處理
系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，根據(jù)循環(huán)水水質(zhì)情況，投加適量的緩釋阻垢劑及殺菌滅藻劑，確保減少系統(tǒng)的結(jié)垢和腐蝕，保證系統(tǒng)的換熱效果，增加系統(tǒng)的使用壽命。
參考文獻(xiàn)
【關(guān)鍵詞】循環(huán)水泵；技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較；火力發(fā)電廠
引言
西北地區(qū)部分火力發(fā)電廠因冬季供熱，凝氣量減少，造成冬、夏季需冷卻水量差別較大。本文就以新疆阿勒泰地區(qū)某小型火力發(fā)電廠為例，對水泵的選擇及運(yùn)行方案進(jìn)行比較并做結(jié)論。
1.概述
本電廠為新建工程，本期容量為2×135MW超高壓、一次中間再熱、單抽、凝汽式機(jī)組，配2臺(tái)超高壓、一次中間再熱440t/h煤粉鍋爐；并預(yù)留擴(kuò)建場地。
現(xiàn)就本期工程的循環(huán)水泵是否調(diào)速運(yùn)行提出以下兩種方案：
方案一：本期供水系統(tǒng)采用帶自然通風(fēng)冷卻塔的二次循環(huán)供水方式，擴(kuò)大單元制供水系統(tǒng)。2臺(tái)135MW機(jī)組配2座2500m2自然通風(fēng)冷卻塔，塔前設(shè)1座集中循環(huán)水泵房，泵房內(nèi)設(shè)置4臺(tái)單速循環(huán)水泵。兩座冷卻塔布置在主廠房的東側(cè)，循環(huán)水泵房布置在2座冷卻塔西側(cè)中間位置。
方案二：本期供水系統(tǒng)采用帶自然通風(fēng)冷卻塔的二次循環(huán)供水方式，擴(kuò)大單元制供水系統(tǒng)。2臺(tái)135MW機(jī)組配2座2500m2自然通風(fēng)冷卻塔，塔前設(shè)1座集中循環(huán)水泵房，泵房內(nèi)設(shè)置4臺(tái)循環(huán)水泵，兩臺(tái)單速水泵、兩臺(tái)雙速水泵。兩座冷卻塔布置在主廠房的東側(cè)，循環(huán)水泵房布置在2座冷卻塔西側(cè)中間位置。
2.循環(huán)冷卻水量
本期工程安裝2臺(tái)135MW濕冷凝汽式汽輪發(fā)電機(jī)組，供水系統(tǒng)采用帶自然通風(fēng)冷卻塔的二次循環(huán)供水系統(tǒng)。根據(jù)機(jī)組參數(shù)，1臺(tái)135MW機(jī)組在各工況下凝氣量為：TRL工況：292.763 t/h，冬季供熱工況：100.70 t/h
經(jīng)供水系統(tǒng)優(yōu)化計(jì)算，凝汽器的夏季冷卻倍率取60，春秋季冷卻倍率取50，冬季的冷卻倍率取45。夏、冬季及凝汽器循環(huán)冷卻水、輔助設(shè)備冷卻水和其它附屬設(shè)備冷卻水所需的循環(huán)水量如下：
夏季：兩臺(tái)機(jī)冷卻水量為35132 m3/h；輔機(jī)水量為3120 m3/h，共需冷卻水量為38252 m3/h；
冬季：兩臺(tái)機(jī)冷卻水量為9064 m3/h；輔機(jī)水量為3120 m3/h，共需冷卻水量為12184 m3/h。
3.供水系統(tǒng)布置
本期2×135MW機(jī)組冷卻塔采用2座2500m2的鋼筋混凝土雙曲線自然通風(fēng)冷卻塔。每臺(tái)135MW機(jī)組配1座2500m2自然通風(fēng)冷卻塔，2臺(tái)循環(huán)水泵。1號(hào)機(jī)對應(yīng)的1#冷卻塔位于主廠房固定端；2號(hào)機(jī)對應(yīng)的2#冷卻塔位于主廠房擴(kuò)建端。循環(huán)水泵房至主廠房前壓力鋼管及主廠房至冷卻塔壓力鋼管均為DN1800鋼管，輔助冷卻水管為DN600鋼管。循環(huán)水自流溝為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，斷面1.6m×1.6m。
4.循環(huán)水系統(tǒng)水力計(jì)算
本期供水系統(tǒng)采用帶自然通風(fēng)冷卻塔的二次循環(huán)供水方式，擴(kuò)大單元制供水系統(tǒng)。
供水系統(tǒng)阻力計(jì)算結(jié)果如下：
凝汽器：4.80（3.89）m，靜揚(yáng)程（冷卻塔水池水面中央豎井設(shè)計(jì)水位）：9.3m，系統(tǒng)局部和沿程水阻：5.85（4.74）m，富裕量：0.3m；共計(jì)：20.25（18.23）m。
注：括號(hào)內(nèi)為冬季供熱工況供水系統(tǒng)阻力
5.循環(huán)水泵選型比較：單速泵與雙速泵的比較
5.1 循環(huán)水泵選擇
5.1.1 方案一：
根據(jù)循環(huán)冷卻水的流量和揚(yáng)程，本工程共選四臺(tái)泵，其中大流量泵2臺(tái)，小流量泵2臺(tái)。夏季一機(jī)兩泵（一臺(tái)大流量泵，一臺(tái)小流量泵）運(yùn)行，冬季一機(jī)一泵（一臺(tái)小流量泵）運(yùn)行，所選循環(huán)水泵參數(shù)如下：
大流量泵：2臺(tái)；流量： 3.62m3/s；揚(yáng)程：24m；效率：88%；配電動(dòng)機(jī)功率：950 KW；電壓：6000V；
小流量泵：2臺(tái)；流量：1.70m3/s；揚(yáng)程：19m ；效率：88%；配電動(dòng)機(jī)功率：425 KW；電壓： 6000V
5.1.2 方案二：
根據(jù)循環(huán)冷卻水的流量和揚(yáng)程，本工程共選四臺(tái)水泵，其中單速泵2臺(tái)，雙速泵兩臺(tái)。夏季一機(jī)兩泵運(yùn)行（一泵定速，一泵高速）；春秋季一機(jī)兩泵運(yùn)行 （一泵定速，一泵低速）；冬季一機(jī)一泵低速運(yùn)行。所選循環(huán)水泵參數(shù)如下：
定速泵：2臺(tái)；流量： 2.66m3/s；揚(yáng)程： 21m ；效率： 88%；配電動(dòng)機(jī)功率：710 KW；電壓： 6000V。
雙速泵：2臺(tái)；流量： 2.66 m3/s （高速）；1.70m3/s（低速）；揚(yáng)程：21m 、19m；效率： 88%；配電動(dòng)機(jī)功率：710KW、425 KW；電壓： 6000V。
5.2綜合經(jīng)濟(jì)性比較
方案一：
循環(huán)水泵價(jià)格：大流量泵兩臺(tái)，每臺(tái)單價(jià)：105萬元；小流量泵兩臺(tái)，每臺(tái)單價(jià)：40萬元；共計(jì)：280萬元。循環(huán)水泵運(yùn)行狀況：啟停水泵臺(tái)數(shù)控制流量。
方案二：
循環(huán)水泵價(jià)格：單速泵兩臺(tái)，每臺(tái)單價(jià)：55萬元；雙速泵兩臺(tái)，每臺(tái)單價(jià)：85萬元，共計(jì)：290萬元。循環(huán)水泵運(yùn)行狀況：調(diào)整水泵轉(zhuǎn)速調(diào)整流量
綜合評價(jià)：方案一較方案二增加10萬元，但方案二較方案一春秋季運(yùn)行更合理，電耗及水量損失較小。本工程為供熱電廠，夏、冬季循環(huán)水系統(tǒng)運(yùn)行工況要求多，方案二運(yùn)行費(fèi)用較低，對運(yùn)行人員的要求也較低。因此，推薦方案二。
6.立式泵與臥式泵的比較
循環(huán)水泵有立式和臥式兩種，立式泵優(yōu)點(diǎn)是單獨(dú)布置，占用場地較小，但價(jià)格較臥式泵較貴，泵房高度較高，檢修困難。臥式泵占地稍大，但工程實(shí)例較多，應(yīng)用廣泛，且價(jià)格較立式水泵較低，泵房高度較低，檢修方便。
以下是對兩種泵在本工程中運(yùn)用情況的比較。
立式泵：
循環(huán)水泵房尺寸：32.4m×15m×24.2m、每座泵房造價(jià)：408.24萬元；循環(huán)水泵價(jià)格：每臺(tái)單速泵：75萬元、每臺(tái)雙速泵：87萬元；共計(jì)：732.24萬元；
臥式泵：
循環(huán)水泵房尺寸：36m×15m×18.5m，每座泵房造價(jià)：349.65萬元；循環(huán)水泵價(jià)格：每臺(tái)單速泵：65萬元，每臺(tái)雙速泵：75萬元；共計(jì)：629.65萬元。
7.結(jié)論及建議
根據(jù)工程總體投資比較，采用臥式泵方案比采用立式泵方案初期投資少102.59萬元，且電廠廠內(nèi)空間較大，立式泵房相較臥式泵房節(jié)省的空間并無他用；2臺(tái)定速2臺(tái)雙速泵結(jié)合形式較4臺(tái)定速泵形勢初期投資少10萬元。且從運(yùn)行的角度考慮，對于供熱機(jī)組，采用2臺(tái)定速2臺(tái)雙速泵運(yùn)行控制比較靈活，對運(yùn)行人員的素質(zhì)也要求較低，比較適合西部地區(qū)的實(shí)際情況。
立式泵單獨(dú)布置，占用場地較小，但價(jià)格較貴，泵房高度高，檢修困難。臥式泵占地稍大，但工程實(shí)例較多，應(yīng)用廣泛，且價(jià)格較低，泵房高度低，檢修方便，投資較少。
因此，本工程推薦采用4臺(tái)臥式循環(huán)水泵，其中兩臺(tái)定速泵，兩臺(tái)雙速泵的方案。
參考文獻(xiàn)：
[1]《火力發(fā)電廠水工設(shè)計(jì)規(guī)范》DL/T5339-2006.
[2]《泵站設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50265-2010.
關(guān)鍵詞:空調(diào)；循環(huán)水系統(tǒng)；變頻節(jié)能；原理
中圖分類號(hào)：TK212.+2文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)：
隨著我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的不斷發(fā)展，中央空調(diào)系統(tǒng)已廣泛應(yīng)用于工業(yè)、高層建筑、政府辦公樓和酒店等建筑當(dāng)中，成為了大型建筑物不可缺少的配套設(shè)備之一。中央空調(diào)系統(tǒng)主要由制冷主機(jī)、循環(huán)水系統(tǒng)和風(fēng)機(jī)盤管等設(shè)備組成，具有節(jié)約空間、投資方便、簡化管理和滿足客戶個(gè)性化需要等優(yōu)點(diǎn)。但是，中央空調(diào)系統(tǒng)的能耗非常大，約占大型建筑總能耗的50%，其中，循環(huán)水系統(tǒng)的耗電量約占整個(gè)系統(tǒng)耗電量的20%，極大地浪費(fèi)了電能，同時(shí)也惡化了中央空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行質(zhì)量。因此，如何有效地降低循環(huán)水系統(tǒng)的能耗成為了技術(shù)人員急需解決的問題。
目前，空調(diào)節(jié)能方法使用較為頻繁的是水系統(tǒng)變頻節(jié)能技術(shù)。本文通過介紹水系統(tǒng)變頻節(jié)能的原理，結(jié)合工程實(shí)例闡述了節(jié)能效果。結(jié)果表明，改造后的空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，溫度及適度滿足要求，節(jié)能效果較為顯著。
1 空調(diào)水系統(tǒng)變頻節(jié)能原理
中央空調(diào)水系統(tǒng)變頻指的是對冷卻水泵和冷凍水泵進(jìn)行改造。通過對水泵變頻，將水系統(tǒng)改造為變流量運(yùn)行，使空調(diào)系統(tǒng)的負(fù)荷與實(shí)際相匹配。
通常冷水機(jī)組是在定流量設(shè)計(jì)下運(yùn)行的，冷水機(jī)組要保持定流量的主要原因是:①蒸發(fā)器(或冷凝器)內(nèi)水流速的改變會(huì)改變水側(cè)放熱系數(shù)，影響傳熱；②管內(nèi)流速太低，若水中含有機(jī)物或鹽，在流速小于1m/s時(shí)，會(huì)造成管壁腐蝕；③避免由于冷水流量突然減小，引起蒸發(fā)器的凍結(jié)。實(shí)際空調(diào)系統(tǒng)水泵變頻改造工程表明，對空調(diào)水系統(tǒng)水泵進(jìn)行變頻節(jié)能改造，對冷水機(jī)組的功率幾乎沒有影響。因此，合理利用變頻節(jié)能控制方法，對整個(gè)中央空調(diào)控制系統(tǒng)會(huì)起到更好的保護(hù)作用。
空調(diào)系統(tǒng)變頻節(jié)能的依據(jù)是空調(diào)系統(tǒng)在部分負(fù)荷的運(yùn)行狀態(tài)下，通過減小水流量來維持空調(diào)系統(tǒng)冷負(fù)荷的不變，從而節(jié)省循環(huán)水系統(tǒng)中水泵的能耗。根據(jù)水泵的工作原理可知，水泵的流量、揚(yáng)程、轉(zhuǎn)速與功率之間的關(guān)系為:
(1)
式中:Q1、Q2為水泵的流量，m3/h；n1、n2為水泵的轉(zhuǎn)速，r/s；H1、H2為水泵的揚(yáng)程，m；P1、P2為水泵的功率，kW。
由式(1)可知，水泵的流量與轉(zhuǎn)速成正比關(guān)系，而水泵的輸入功率與轉(zhuǎn)速的立方成正比關(guān)系。由該關(guān)系可知，當(dāng)水泵的轉(zhuǎn)速降低后，流量按照某比例減小，相應(yīng)泵的功率按照該比例的三次方下降。
一次泵水系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)空調(diào)水系統(tǒng)節(jié)能的最佳配置。傳統(tǒng)的空調(diào)水系統(tǒng)在末端設(shè)置電動(dòng)兩通閥或電動(dòng)三通閥，通過閥門開度來調(diào)節(jié)水流量。這種方法雖然能減小空調(diào)系統(tǒng)的流量，但卻大大增加了系統(tǒng)的壓力，即增加系統(tǒng)的管路阻力，使大部分的能量消耗在閥門上。
隨著變頻器價(jià)格的下降，變頻泵在空調(diào)水系統(tǒng)中的應(yīng)用也越來越多。當(dāng)泵的轉(zhuǎn)速由n1變?yōu)閚2時(shí)，相應(yīng)的流量也從Q1變?yōu)镼2，實(shí)現(xiàn)了流量調(diào)節(jié)，與普通的循環(huán)泵相比，節(jié)約了水泵的能耗。另外，變頻泵可以使管網(wǎng)的流量連續(xù)變化，實(shí)現(xiàn)無級調(diào)節(jié)，有利于更好地降低水泵的能耗。設(shè)置旁通閥調(diào)節(jié)水量原理如圖1所示。
圖1 設(shè)置旁通閥調(diào)節(jié)水量原理圖
工頻和變頻運(yùn)行效果比較如表1所示。
表1 工頻和變頻運(yùn)行效果比較
2 變頻節(jié)能控制原理
空調(diào)水系統(tǒng)包括冷卻水和冷凍水系統(tǒng)兩部分。冷卻水部分包括冷卻水泵、冷卻塔和冷卻水管道。冷凍水部分包括冷凍水泵和冷凍水管道。在冷凍水部分出口和冷卻水部分進(jìn)出口都安裝有二線制的溫度變送器，對冷卻水部分的進(jìn)出口溫度送至變頻器作溫差控制，而冷凍水的出口溫度作恒溫控制。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖2所示。
圖2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖
圖2中，溫度變送器傳送三個(gè)溫度模擬量(冷卻水進(jìn)口溫度、冷卻水出口溫度和冷凍水出口溫度)至變頻器，三個(gè)模擬量作為變頻器控制判定根據(jù)。變頻器再將啟動(dòng)泵信號(hào)傳至PLC，通過PLC啟動(dòng)相應(yīng)水泵，實(shí)現(xiàn)水泵間的切換。變頻器輸出信號(hào)控制著電機(jī)轉(zhuǎn)速的大小，最終實(shí)現(xiàn)水泵內(nèi)水的流量控制。變頻器將設(shè)置最低限和最高限來保護(hù)制冷主機(jī)和電機(jī)，根據(jù)實(shí)際需要，冷卻水進(jìn)出口溫差變大時(shí)，則變頻器增大頻率，加快電機(jī)轉(zhuǎn)速，加大水的流量；反之，溫差變小，則減小頻率，減慢電機(jī)轉(zhuǎn)速，減小水的流量。
水系統(tǒng)變頻節(jié)能改造系統(tǒng)控制原理如圖3所示。
圖3 系統(tǒng)控制原理圖
3 工程改造及節(jié)能效果
由于空調(diào)系統(tǒng)的不同，采用變頻節(jié)能改造的節(jié)能效益也不相同。本文以改造的某工程為例，分析其改造和節(jié)能效果。
改造工程為一政府辦公樓，采用H2蒸汽雙效型溴化鋰吸收式制冷主機(jī)，配備兩臺(tái)冷卻水泵和兩臺(tái)冷凍水泵。空調(diào)水系統(tǒng)的主要設(shè)備如表2所示。
表2 空調(diào)水系統(tǒng)主要設(shè)備
改造前，系統(tǒng)工頻運(yùn)行，即冷凍水和冷卻水系統(tǒng)均按工頻運(yùn)行。運(yùn)行過程中出現(xiàn)電機(jī)電流遠(yuǎn)超過電機(jī)的額定電流，電機(jī)外殼發(fā)熱嚴(yán)重，甚至出現(xiàn)啟動(dòng)電流過大直接導(dǎo)致系統(tǒng)不能啟動(dòng)的情況。按照文中的控制原理和方法對現(xiàn)場系統(tǒng)進(jìn)行改造，分析對比了系統(tǒng)改造前后的能耗狀況。改造前，水系統(tǒng)每天的能耗基本相等；改造后，每天水系統(tǒng)的能耗會(huì)根據(jù)當(dāng)天天氣情況導(dǎo)致空調(diào)房間制冷量的變化。系統(tǒng)改造前后水系統(tǒng)單月的耗電量如表3所示。
表3 耗電量
其中，E前冷卻水為改造前冷卻水系統(tǒng)所消耗的總能量；E前冷凍水為改造前冷凍水系統(tǒng)所消耗的總能量；E后冷卻水為改造后冷卻水系統(tǒng)所消耗的總能量；E后冷凍水為改造后冷凍水系統(tǒng)所消耗的總能量。
該工程冷卻水部分節(jié)省電能計(jì)算式為:
ΔE=E后冷卻水－E前冷卻水=5957kWh(2)
冷凍水部分節(jié)能電能為:
ΔE'=E后冷凍水－E前冷凍水=5129kWh(3)
冷卻水部分節(jié)電率為:
η=(5957/18630)×100%=32%(4)
冷凍水部分節(jié)電率為:
η'=(5129/15525)×100%=33%(5)
綜上所述，該工程水系統(tǒng)部分變頻節(jié)能改造的節(jié)電率約為33%。
4 結(jié)束語
結(jié)合空調(diào)水系統(tǒng)變頻技術(shù)和控制原理，對空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行改造。結(jié)果表明，改造后的空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定可靠，室內(nèi)溫濕度均滿足要求，并且有利于系統(tǒng)設(shè)備使用壽命的延長，優(yōu)化系統(tǒng)運(yùn)行的質(zhì)量。因此，隨著制冷技術(shù)的不斷發(fā)展和完善，中央空調(diào)水系統(tǒng)變頻節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用將更為廣泛。
參考文獻(xiàn)
關(guān)鍵字：暖通空調(diào)系統(tǒng)；制冷水處理；方法意見
一、暖通與空調(diào)制冷水處理狀況
利用鈉離子交換器技術(shù)對自來水進(jìn)行軟化處理的就是冷熱水系統(tǒng)，而磁水器和電子水處理儀等物理方式進(jìn)行水處理一般運(yùn)用于冷卻水系統(tǒng)。選用磁水器和電子水處理儀等物理手法進(jìn)行水處理一般是在冷卻水系統(tǒng)，而冷熱水系統(tǒng)運(yùn)行中并沒有堅(jiān)持使用加水罐，但是，均采用磁水器和電子水處理儀等物理手法進(jìn)行水處理的包括冷卻水系統(tǒng)和冷熱水系統(tǒng)。使用手動(dòng)和自動(dòng)定量加藥設(shè)備對系統(tǒng)實(shí)施化學(xué)品進(jìn)行水處理的有冷熱水系統(tǒng)，使用電子水表和磁水器等物理方式進(jìn)行水處理的是的冷卻水系統(tǒng)，熱水和冷水供水系統(tǒng)自動(dòng)或手動(dòng)加藥設(shè)備加藥系統(tǒng)集中水處理化學(xué)品用于空調(diào)系統(tǒng)實(shí)行化學(xué)水處理系統(tǒng)，包括冷熱水和冷卻水系統(tǒng)，這兩個(gè)系統(tǒng)的手動(dòng)或自動(dòng)加藥設(shè)備可以滿足系統(tǒng)要求。
二、暖通與空調(diào)制冷水循環(huán)系統(tǒng)的特色
2.1冷熱水系統(tǒng)通常是開環(huán)水系統(tǒng)，但也會(huì)有封閉的循環(huán)水系統(tǒng)，（例如，一家紡織廠霧化室和空氣處理系統(tǒng)等組成部分）。通常運(yùn)行調(diào)試和操作前充滿了水，補(bǔ)充水前的第一次是從城市來的自來水，但偶爾也有水來自深井水。開環(huán)水系統(tǒng)比封閉循環(huán)水系統(tǒng)在操作過程中加水要大得多，對循環(huán)水的質(zhì)量要求比其他系統(tǒng)都要高。這種水是否含有其他雜質(zhì)，水中微生物含量是否達(dá)到國家衛(wèi)生規(guī)則。
2.2冷熱水空調(diào)系統(tǒng)，它的循環(huán)水在冬季氣溫通常一般在攝氏45-60℃，在夏季攝氏8-13℃左右，冬季中央空調(diào)設(shè)備末端的供水水溫一般在65℃或以下。
2.3熱水循環(huán)采暖系統(tǒng)的水溫不包括蒸汽鍋爐水系統(tǒng)外的情況下，一般在攝氏95℃以下，但高溫水供暖系統(tǒng)也有可能出現(xiàn)，例如在攝氏70―110℃、80―130℃、90―150℃等。
2.4閉式循環(huán)水系統(tǒng)中，水的質(zhì)量一般是不會(huì)受到周圍環(huán)境的改變，通常不會(huì)改變它的濃度，而且濃縮水中沒有存在不同離子的問題， 然而，盡管跟周圍環(huán)境不同的是開式循環(huán)水系統(tǒng)的水，就像新風(fēng)采集和處理材料從生產(chǎn)設(shè)備的污垢車間出來那樣，會(huì)形成粉塵造成循環(huán)水的污染。
2.5噴霧罐和表冷器加噴淋的空調(diào)器和冷卻器內(nèi)的空調(diào)機(jī)往往形成很多種病菌，水箱里面的衛(wèi)生條件比較差，存在著大量污泥。需要經(jīng)常清理，如今行業(yè)內(nèi)的人都對它極度注意。
2.6封閉循環(huán)水系統(tǒng)和開式循環(huán)水系統(tǒng)是冷卻水系統(tǒng)通常用到的。第一次裝滿水和運(yùn)作期間的補(bǔ)充水大多來自深井水或自來水。冷卻水的水度通常為攝氏31～36℃，或者低于該溫度也可以。就像空氣中受周圍環(huán)境影響一般很大的漂浮物有：病菌、微粒、二氧化氮、大氣中的氧氣、酸雨、硫氧化合物等。如果讓這些微小顆粒侵入冷卻水系統(tǒng)，就會(huì)造成冷卻水的重度破壞，還有因?yàn)槔鋮s水會(huì)繼續(xù)蒸發(fā)，水中的Mg2+、Ca2+、Cl-和漂浮物、固體的溶解物濃度繼續(xù)加大，成為冷卻水系統(tǒng)管道和設(shè)備的污垢、造成管道腐蝕和藻類的生長繁殖和病菌的產(chǎn)生，出現(xiàn)很多污泥并造成設(shè)備和管道的堵塞。
三、暖通與空調(diào)制冷循環(huán)水系統(tǒng)的基本問題
打開冷卻水系統(tǒng)，一個(gè)重要的問題是水侵蝕和結(jié)垢，閉環(huán)冷熱水系統(tǒng)，關(guān)鍵的問題是侵蝕。
3.1 普遍存在著腐蝕跡象是閉式循環(huán)水系統(tǒng)的里面比較嚴(yán)重的問題，而不是大家所知道的存在污垢。如北京市通州區(qū)某道路進(jìn)行改造時(shí)將跨道路的供熱管道移除時(shí)出現(xiàn)像上面的管道受到侵蝕導(dǎo)致腐爛，經(jīng)過調(diào)查，他們的管道內(nèi)部不結(jié)垢是因?yàn)榻?jīng)過特別的化學(xué)處理，北京某大學(xué)在最近拆遷的加熱管道是，看到管內(nèi)壁并沒有結(jié)垢而是出現(xiàn)全表面被侵蝕腐爛并且伴隨有點(diǎn)蝕狀況。因此閉式循環(huán)水系統(tǒng)，怎樣防止系統(tǒng)腐蝕在工程設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)當(dāng)?shù)谝豢紤]，與此同時(shí)，如何防止系統(tǒng)結(jié)垢等現(xiàn)象還是要慎重考慮的。對于上面說到的情況，放在第一位的是怎么樣防止系統(tǒng)的腐蝕，其次，預(yù)防結(jié)垢等問題，因此，我們要改變傳統(tǒng)觀念，不要受原來的保守思想影響，原因主要有：暖通空調(diào)，制冷和空調(diào)系統(tǒng)的閉環(huán)水溫比較低，水系統(tǒng)的循環(huán)水量是很大的，并且，該設(shè)備的傳熱面的溫度是非常低的；因此不會(huì)像蒸汽 鍋爐的爐水會(huì)使?fàn)t水中其他離子造成濃縮現(xiàn)象。因此，解決腐蝕問題，已成為當(dāng)務(wù)之急，暖通空調(diào)和制冷及空調(diào)循環(huán)水系統(tǒng)，雖然不是需要很多水去填補(bǔ)，但是它里面有很多鹽分和溶解的氧氣。
3.2冷卻水處理系統(tǒng)要加強(qiáng)做好水處理的難題，因?yàn)樗亲畈焕南到y(tǒng)之一，所以要加強(qiáng)水處理問題。我們在對前一家公司的冷卻塔進(jìn)行清理工作，發(fā)現(xiàn)這個(gè)冷卻水系統(tǒng)設(shè)有幾臺(tái)電子水處理儀和一臺(tái)600T/h的橫流式冷卻塔。經(jīng)過夏天幾個(gè)月的調(diào)試后，龐大數(shù)量的碳酸鹽污垢出現(xiàn)在冷卻塔的內(nèi)壁上，它的尺寸足足有30―50μm厚；產(chǎn)生了很顯眼的氧化鐵 皮層在進(jìn)出水管道的內(nèi)壁上。把清洗出來的氧化鐵皮和水垢裝起來足有6麻袋子。如果不是我們及時(shí)清洗的話，這些水垢、氧化鐵皮就會(huì)帶進(jìn)設(shè)備內(nèi)，很容易造成不必要損失，造成冷凝器堵塞，引起事故停車。后來該公司聽取了我們意見，結(jié)垢問題隨之得到了解決，原因是對整個(gè)機(jī)器進(jìn)行化學(xué)水處理，利用的是全自動(dòng)加化學(xué)藥水處理設(shè)備。
3.4暖通與空調(diào)制冷水處理的相關(guān)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)
國家科技監(jiān)督局公布的2002年出版的中國國家標(biāo)準(zhǔn)“工業(yè)鍋爐水的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)”（GB1576-2002）、“工業(yè)的循環(huán)水冷卻設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)”（GB/T50102-2003）、1996年出版的中國國家標(biāo)準(zhǔn)“工業(yè)循環(huán)冷卻水處理的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)”（GB50050-96），應(yīng)該認(rèn)真貫徹執(zhí)行這些本行業(yè)水處理的技術(shù)法律規(guī)章。
四、暖通與空調(diào)制冷水處理的設(shè)計(jì)重點(diǎn)
4.1 首先要收集有關(guān)水質(zhì)量材料，在設(shè)計(jì)過程中的水處理，比如：水的pH值，水的硬度，溶入水中的氧含量，氯離子的含量，漂浮固體，溶解固體或其鹽的含量，在剛開始時(shí)就應(yīng)當(dāng)整理系統(tǒng)用水的水質(zhì)材料。在進(jìn)行暖通空調(diào)工程設(shè)計(jì)時(shí)，以便找到一個(gè)解決方案，為在循環(huán)水系統(tǒng)通常存在的腐蝕現(xiàn)象，提供了重要的基礎(chǔ)資料。
4.2 理解明白水系統(tǒng)中材料和設(shè)備的質(zhì)量
應(yīng)確定和清楚知道系統(tǒng)中管道、設(shè)備、水泵、閥門等所用材料質(zhì)量怎么樣，為了防止對整個(gè)系統(tǒng)的侵蝕和產(chǎn)生污垢，所以要確保進(jìn)行設(shè)計(jì)工作時(shí)，以適應(yīng)水質(zhì)和水處理的設(shè)計(jì)選擇的要求。
4.3 關(guān)于冷熱水系統(tǒng)的水處理技術(shù)
空調(diào)冷熱水系統(tǒng)，熱水供熱系統(tǒng)水的處置方法，率先運(yùn)用有效的方法和先進(jìn)的技術(shù) - 自動(dòng)加藥系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)化學(xué)水處理自動(dòng)加藥裝置處理程序。只能防止結(jié)垢的系統(tǒng)僅用于鈉離子交換水軟化系統(tǒng)，但不保證可以防止系統(tǒng)的腐蝕，因?yàn)樽詠硭泻械奶烊惶妓徕}，碳酸氫鈉，這是一個(gè)陰極抑制劑。因此，即使改進(jìn)的水軟化后的水的PH值，但由于硬度成分，在水中的碳酸氫鈣和一些化合物已被破壞 ， 它是一種天然的抑制劑，與鈉離子交換使水軟化程度增加，一般高于原水鹽度。
例如運(yùn)用電子水處理儀和磁水器等設(shè)備都是用物理方法進(jìn)行水處理，雖然在某種特別水質(zhì)的情況下有阻止形成水垢的效果，但還是沒有預(yù)防腐蝕現(xiàn)象的作用，因此還是會(huì)使系統(tǒng)產(chǎn)生很嚴(yán)重的腐蝕。在某商業(yè)大廈安裝3臺(tái)格力牌螺桿冷水機(jī)組，運(yùn)用幾年后發(fā)覺原本的物理水處理設(shè)備并沒有能起關(guān)鍵效果，管道、設(shè)備還是發(fā)生了很嚴(yán)重的腐蝕現(xiàn)象。2003年初將本來使用的所有腐蝕管道和“電子水處理儀”都全部換掉，拆洗時(shí)看到管道內(nèi)壁有很多氧化鐵及銹瘤。所以使用化學(xué)劑對螺桿式冷水機(jī)組也進(jìn)行了清洗。通過物理處理后再用實(shí)施“化學(xué)方法”處置方案，對空調(diào)冷卻水系統(tǒng)和熱水系統(tǒng)，采用自動(dòng)加藥設(shè)備運(yùn)行兩年后獲得了良好的效果。
每個(gè)人打破傳統(tǒng)思想觀念，堅(jiān)持實(shí)施水處理新技術(shù)，大家從綠色環(huán)保的角度出發(fā)建設(shè)、設(shè)計(jì)、管理，共同打造屬于我們美好的家園。有一種循環(huán)水系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)定時(shí)器或自動(dòng)水加藥定量給設(shè)備加藥，為了減少工作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，并降低其壓力。該裝置可以根據(jù)比例加藥或自動(dòng)加藥到定時(shí)補(bǔ)充水的量，也可以根據(jù)水的pH值，并請?zhí)顫M水定量加藥實(shí)現(xiàn)在線控制。因此我們要繼續(xù)開發(fā)操控方便、技術(shù)先進(jìn)、性價(jià)比高的自動(dòng)水處理加藥設(shè)備，加快我國暖通空調(diào)與制冷行業(yè)化學(xué)水處理的可持續(xù)發(fā)展。
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