浅谈循环冷却水的处理技术

李杰

【摘要】传統的水处理的方法依靠添加一定量的各种化学药剂较好的解决了结垢、腐蚀和微生物繁殖等问题，但采用化学处理运行费用高，管理难度大，相比之下新型的电、磁处理法等物理处理方法具有除垢、防垢、缓蚀、杀菌、灭藻功能，并能减少排污引起的环境污染。新型循环水水质稳定的处理方法主要采用循环水的磁化、离子高压静电、低压电子水处理.有条件的情况下采用新型的处理方法可达到理想的效果。本文就工业冷却水在实际工业生产中运用中的一些工业设备，运行机理，操作流程，应注意的问题，以及水处理的前景进行阐述。

【关键词】循环冷却水处理 监测 换热 旁流缓蚀 阻垢

1引言

我国淡水资源并不丰富，且分配甚不均衡，北方缺雨少水，更显水源紧张。在水源上得天独厚的长江流域和江南水乡，由于不注意排水的处理，江河湖泊受到不同程度的污染，影响人们用水的质量和鱼类的生存。为保护生态环境不被破坏，环保部门对排出水的温度、PH值及其它污染物都有规定。为使有害成份达到排放标准，只有减少污水的流量才能适合处理，才能降低污水处理的费用。循环水比起直流水，除了节约新鲜水量、减少排污水量之外，还可以防止热污染。循环水还因控制换热器的污垢热阻而提高传热效果和生产效率，减少设备体积，节约钢材。循环水有效的控制了系统中设备的腐蚀，从而提高设备的使用寿命。

2.循环冷却水处理的基本要素及可能出现的问题

循环冷却水处理工艺流程的设计是根据热交换设备对污垢热阻和腐蚀率的要求，补充水的水质指标、循环冷却水的水质标准。

2.1循环冷却水处理的基本要素

（1）基本的热交换设备对污垢热阻和腐蚀率的要求

污垢热阻：1 72x10-4-3.44x10-4m2.K/W；腐蚀率：0.125mm/a。

（2）循环补充水的水质指标

（3）冷却水的水质标准

2.2循环冷却水处理可能出现的问题

在循环冷却水系统中，由于循环冷却水长时间反复运转和使用，通过冷却构筑物的传热与物质交换，循环冷却水与大气接触，从而使循环冷却水具有以下一些明显的特点：（1）水中游离及溶解的CO2大量逸散，当CO2的含量不足以保证重碳酸盐的平衡时，给水管道和用水设备内就会形成CaC03沉淀，引起系统内CaC03结垢；（2）水中所含的溶解性气体、腐蚀性盐类与酸类等电解质与金属接触时，因为电解质的作用，从金属表面析出Fe2*，使设备和管道金.属遭到破坏；（3）空气中的污染物如尘土、杂物、可溶性气体及换热器物料渗漏等均可进入循环水，致使微生物大量繁殖，加速金属的腐蚀；（4）由于补充水带来或水在循环使用过程中产生的各种微生物、其它有机物及无机悬浮杂质在管道和换热器表面沉积。污垢特别容易沉淀在散热面上，影响传热的正常进行，式换热器效率下降，消耗和浪费能量，严重的甚至式换热器堵塞。

以上特点就会使换热设备的水流阻力加大，水泵的电耗增加，传热效率降低，并使工艺条件处于不正常的状况，1.5mm的CaC03垢将增加10%-20%的能耗，12mm的垢将增加70%左右的能耗，25mm的垢将使设备效率下降95%给生产带来巨大的损失，为了防止这些现象的发生，要对水进行一定的阻垢、缓蚀、杀菌处理，从而实现冷却水的重复利用。

3.循环冷却水处理的工艺流程

循环冷却水系统由6个流程组成，除主流程外，其余的加药流程、加氯流程、加酸流程、监测换热流程、旁流流程均为循环冷却水处理的5个组成内容。

3.1主流程。循环冷却水系统的补充水为扬子石化公司的工业用水，5台循环水泵（3用2备）由冷却塔塔下水池吸水加压后进入循环冷却给水管，用于供应工艺装置的冷却用水。循环冷却回水则通过循环冷却回水管返回循环水站，经冷却塔的配水系统均匀分布后，在冷却塔内自上而下进行汽水换热降温，冷却后进入塔下水池，再经循环水泵加压供出，如此循环往复。

3.2加药流程。为控制循环冷却水流经的管道和热交换设备的腐蚀、结垢，必须向循环冷却水投加缓蚀阻垢药剂。另外，在系统正常运行之前，必须先投加预膜剂，使金属表面形成一层完好的缓蚀的保护膜。本系统中，药剂原液通过自吸泵或人工搬运送入贮药罐，然后按一定比例加入稀释水（工业水或循环冷却水），或者直接将原液搅拌后自流进入药剂溶液罐，再由2台计量泵（1用1备）将药液送入冷却塔塔下水池。

3.3加氯流程。为控制菌藻类等微生物的繁殖，必须向循环冷却水投加杀生剂。本系统设计选用的杀生剂为液氯。氯气从氯瓶中蒸发，依次经过氯气过滤器、真空调节器、加氯控制柜，最终通过水射器送入冷却塔塔下水池。本系统还包括一个在线余氯分析仪，控制余氯0.5～1.0mg/L，同时在线余氯分析仪与加氯机联锁，可实现连续自动加氯。设计2套加氯系统，1用1备，可自动或人工切换。

3.4加酸流程。循环冷却水系统在每次正常运行之前，应对系统进行酸洗：另外，在系统正常运行的过程中，为保证缓蚀阻垢剂处理效果而需降低系统pH值时，也进行加酸处理。本系统中，设计选用的浓硫酸通过硫酸泵进入硫酸贮罐中，然后通过水射器送入冷却塔塔下水池。

3.5监测换热流程。循环冷却水系统在正常运行的过程中，应采用必要的监测手段，以随时掌握循环冷却水处理的效果，并根据监测所得的数据及时采取相应的措施，以期达到良好的效果。本系统中，在循环冷却给水管的旁路上设置了一个模拟工艺装置热交换设备的小型热交换器（监测换热器），其热源为低压饱和蒸汽。在监测换热器的循环冷却回水管上安装挂片，通过对挂片的定期化验分析，可以推断循环冷却水流经的管道和热交换设备的腐蚀、结垢状况。

3.6旁流流程。旁流的目的是保持循环冷却水水质，使系统在满足浓缩倍数的条件下有效、经济地运行。在高浓缩倍数条件运行时，可减少补充水量和排污水量，减轻对环境的污染。本系统中，约2.5%的循环冷却回水流经2组全自动无阀过滤器，滤后水进入冷却塔塔下水池。2组全自动无阀过滤器利用虹吸原理可实现自动反冲洗。

4结论

工业用水总量中，冷却水占很大的比重，特别是石油化工企业和大型化工企业，几乎占总用水量的80-90%，对冷却水实行循环利用，节约循环冷却水的新鲜水用量，可极大地缓解我国水资源短缺的矛盾，减少污水排放，可减轻周边环境的水体污染状况。只有对循环水做以上，才能提高设备传热效果和生产效率，减少设备体积，节约钢材，有效的控制了系统中设备的腐蚀，从而提高设备的使用寿命。最后我相信随着循环水技术的不断发展和完善，我们国家的节水工程会得到充分体现，水质也不会因为工业的发展而变差。endprint