循环冷却水系统浓缩倍数的管理

系统浓缩倍数稳定运行的措施。
引言
  随着世界人口的迅猛增长和工业的高速发展 ,
全球面临严重的水危机。我G是个贫水的G家 ,全G每年缺水总量达 12 ×10 ⁹m ³ ,而工业用水占城市  供水量的的 80%左右 ,循环冷却水又占工业用水的70% ～80%以上。提高循环水的浓缩倍数可以降低补充水量 ,节约水资源 ,降低排污量 ,减少对环境的污染 ,节约水处理药剂的消耗量 ,降低冷却水处理成本。因此 ,随着水资源的日趋紧缺 ,新鲜水费和排污费的明显上升 ,提高循环水的浓缩倍数 ,是节水、降低运行成本 ,提高经济效益的有效措施。
1　理论上影响浓缩倍数的因素
  循环冷却水系统在运行过程中 ,由于水份蒸发使系统中的水份愈来愈少 ,而水中各种矿物质和离子含量就会愈来愈浓 ,为了使循环水中含盐量维持在一定的浓度 ,必须补入新鲜水 ,排出浓缩水。水在浓缩过程中 ,主要有蒸发损失、风吹损失、泄露损失和排污损失影响浓缩倍数。循环水系统水量平衡可见图 1。
      图 1　循环水系统水量平衡示意图
 
1. 1　蒸发损失 E (m³ /h)         
      蒸发损失水量 E与循环冷却水量、进出塔水温差、蒸发潜热及空气的湿度和温度等因素有关 ,如粗略计算可用下式表示:
      E = (0. 1 + 0. 002Φ) R△t/100, (m ³/h)                                 
      R - 系统中的循环水量 , (m³ /h)              
      △t -冷却塔进出水温差 , ℃
      Φ -空气的干球温度 , ℃
1. 2　风吹损失 (包括飞溅和雾沫夹带 ) D (m /h)                          3
      风吹损失通常以占循环水量 R的百分率来估计 ,其值约为
      D = (0. 05% ～0. 2% ) R (m ³/h)
1. 3 　泄漏损失 F (m3 /h)         
      泄漏损失量不定 ,应视系统管理的具体情况而定。
1. 4　排污损失 B (m3 /h)         
      排污损失的大小 ,由需要控制的浓缩倍数和凉水塔的蒸发量来确定。可人为进行控制。
      补充水量 M (m³ /h) ,根据循环水系统的水量平衡可得
      M =B +D + E + F
1. 5　浓缩倍数 K的确定
      根据浓缩倍数定义可得
      K = (B +D + E + F) / (B +D + F)= 1 + [ (0. 1 + 0. 002Φ) R △t/100 ] / (B + D +
 F)
      由上式可得 ,在一定环境温度和设定循环水量的条件下 ,浓缩倍数与 △t成正比 ,与 B、D和 F成反比。因此 ,提高凉水塔进出口水温差 △t,减少风吹损失、泄漏损失和排污损失量 ,可以提高浓缩倍数
2　提高循环水浓缩倍数的经济效益
     表 1：不同浓缩倍数下的补水率、减排水率

由表1可以看出，使用循环水较使用直流水具有显著的节水减排效果，浓缩倍数在2.0时，节水率已为96.51％ ，减排率为98.31％。随着浓缩倍数升高，节水减排效果提高，节水率和减排率提高，但随着浓缩倍数的提高，节水和减排的幅度逐渐下降。但随着浓缩倍数的提高，水质处理难度增大，处理成本增加，考虑到循环水系统的经济运行，一般敝开式循环水系统浓缩倍数控制在3-4倍左右运行。当前由于着重节约用水0，排放减少的原则，浓缩倍数要求控制在5.0以上。
3　循环水系统存在的问题及解决办法
    (1)设计 V /R 比过大 ,增加了提高浓缩倍数的难度 ,工业循环水设计规范中要求 V /R在 1/5～1/
 3。V /R比过大 ,即整个系统容量相对循环量来说太大 ,浓缩倍数上升非常缓慢 ,大大增加了达到要求浓缩倍数的时间。
    (2)设计热负荷过高 ,造成实际运行时 △t过低。循环水在冷却水系统设计时 ,由于热负荷估算过高 ,使得设计 △t大于实际运行时的 △t。主要体现在循环水系统在实际运行时 ,热负荷较小 ,温差只有 2℃～4℃(设计温差为 10℃) ,造成蒸发水量 E过小 ,浓缩倍数提高困难。
    (3)设计时将循环水当作其他生产用水 ,造成部分循环水流失 ,循环水流失量为 2～4m³ /h,占补水量的 30%左右 ,影响了浓缩倍数的提高。
    (4)循环水系统管网密闭性差 ,造成循环水无法回收。
    由浓缩倍数公式可知 ,浓缩倍数与 △t成正比 ,与 B +D + F成反比 ,从理论上讲 D和 F应该是一个很小的常量 ,只要控制好排污量 B,便可将浓缩倍数控制在一个理想的范围之内。我们发现 ,在实际生产中 ,即使在长期不排污 ,旁滤罐也不反洗的情况下 ,浓缩倍数仍然无法达到理想值 ,一直忽高忽低 ,产生这种情况除了前述原因外 ,主要原因是使用循环水单位随意排放循环水 ,用循环水冲洗设备和地面 ,造成循环水流失。影响浓缩倍数提高。#p#分页标题#e#
综合分析上述四项影响因素 ,其中**项因素只是增加了系统从低浓缩倍数到达高浓缩倍数的时间 ,在系统密闭运行的情况下 ,**后仍可达到理想的浓缩倍数。在系统热负荷暂时无法提高的情况下 ,提高浓缩倍数的关键因素是减少后两项因素的影响。因此 ,针对循环水系统存在的上述问题 ,采取了有效措施 ,shou先整改不合理的设计 ,杜jue循环水流失现象;其次通过加强循环水使用现场的日常管理 ,采取日常检查和补水量异常时去装置排污口采样监察的办法 ,将检查结果纳入经济考核中逐项落实 ,杜jue随意排放循环水的情况 ,并且加强了对各用水单位的节水宣传 ,使其增强节水意识 ,保证做到循环水系统密闭循环。并且采取不排污 ,只通过旁滤罐反洗水排污的方式 ,减少系统排污损失。2002年初浓缩倍数稳定在2. 5以上。实现了浓缩倍数达标。
4　确保循环水浓缩倍数稳定运行的措施
    对于循环冷却水系统 ,浓缩倍数的控制十分重要。除了节约用水 ,降低运行成本的优势外 ,在补充水水质稳定的情况下 ,浓缩倍数稳定能使循环水的水质性能稳定 ,有利于进行化学处理。它是衡量水质控制好坏的一个重要指标。因此 ,在浓缩倍数达标的基础上 , 进一步提高浓缩倍数和做好浓缩倍数稳定运行的管理工作 ,注意从以下几个方面采取措施。
4. 1　继续做好循环水系统密闭循环工作
继续通过加强循环水使用现场的日常管理 ,杜jue循环水流失现象 ,确保循环水系统密闭循环。这是提高浓缩倍数的前提。
4. 2　重视补充水水质 ,搞好原水的预处理
    在高浓缩倍数下 ,补充水的指标越优越好 ,尽量避免杂质带入循环水中 ,以免限制浓缩倍数的提高。
4. 3　开好旁滤
      旁滤罐可以去除系统中大部分悬浮固体、粘泥和微生物等 ,是排出系统粘泥和微生物的**措施。反冲洗时杂质将随反洗水排出系统。由于反洗水中杂质浓度比排污水高得多 ,所以 ,系统排出的杂质多而消耗的水量小 ,即通过旁滤可使排污量显著降低 ,使循环水系统能在比较稳定的水质条件下运行 ,有利于保持较高的浓缩倍数。
4. 4　加强对现场换热器的日常管理 ,严格控制工艺泄漏
      认真监测并解决好工艺水冷器的泄漏问题。发现泄漏要尽快查清漏点 ,切除泄漏水冷器。对待存在微漏的系统可探索采用改进的旁滤工艺 ,采用对待污水的处理方法处理循环水 ,即循环冷水经射流器加入混凝剂后在管道中混合均匀 ,再进入旁滤罐 ,在滤床上方的反应区发生微絮凝反应 ,水中的悬浮物生成絮状颗粒与微生物粘泥一起被滤料截留去除。应避免采取置换大量循环水 ,使循环水浓缩倍数降低的方法。特别是对容量大的系统 ,采用排水
置换的办法处理泄漏问题 ,要浪费大量的新鲜水。也不利于浓缩倍数的稳定运行。
4. 5　在循环水系统要完善和安装计量仪表和在线质量仪表
      提高循环水系统自动化水平 ,做到自动连续稳定投药和排污 ,准确反映水量变化 ,搞好水量平衡 ,从而控制浓缩倍数在稳定的范围内。
5　结束语
      当浓缩倍数由 4. 5提高到 5. 0时 ,排污量、补水量以及药剂耗量等三项费用可下降 56%。提高循环水的浓缩倍数可以降低补充水量 ,降低排污量 ,节约水处理药剂的消耗量 ,降低冷却水处理成本。
      通过分析循环水系统存在的问题 ,并加以解决 ,使循环水浓缩倍数实现了达标。今后要在优化补充水水质、开好旁滤、加强换热器管理和提高水场自动化管理水平等方面采取措施 ,在保证循环水水质的前提下 ,尽量提高浓缩倍数 ,以实现循环水系统运行效益**大化。