濃縮倍數的定義
一個開放循環冷卻水系統中,主要是靠水分蒸發,向大氣傳遞、散發熱量達到降低冷卻水溫的目的的。這部分蒸發掉的水從理論上是純凈的水,是不含各種雜質和離子的。系統的循環水蒸發一部分之后,系統中的保有水量就會越來越少,這時候就需要補充水量。我們大部分用自來水作為補充水,而自來水是含有大量雜質和各種離子的,隨著系統一方面不斷蒸發不含雜質的純凈水,另一方面不斷補充含有雜質的自來水。所以系統里面的循環水各種離子含量會越來越濃。對此,我們引進了一個概念即濃縮倍數來表達這個系統水濃縮的程度。
濃縮倍數(COC)=系統內水質的某一指標/補充水質的同一指標
在這個公式里面的某一指標,選定的離子平時受外來影響要小,通常可以選擇總硬度、電導率、氯離子或者鉀離子等。濃縮倍數的高低主要看循環水系統是否泄漏和藥劑選用是否合適,不能盲目提高濃縮倍數。舉個例子:現在系統水的總硬度為1000ppm,而補充水的總硬度為100ppm,那么COC=1000/100=10倍。
我們可以這么理解,如果系統的濃縮倍數是1的話,就相當于你系統里面的水質和補充的水質是一樣的,也就意味著你補充進來的水幾乎都排掉了。如果濃縮倍數是2的話,就相當于排放的水相當于補充水的1/2;如果濃縮倍數是5的話,就相當于排放的水相當于補充水的1/5;如果濃縮倍數是8的話,就相當于排放的水相當于補充水的1/8。簡單的說,濃縮倍數越高,水資源的利用率也就越高。但這不是說濃縮倍數越高越好,因為濃縮倍數大于5則節水效果不明顯,而且對水處理帶來很大的難度并且在經濟上也需要更多的花費,根據目前工廠運行的情況濃縮倍數多在5左右,中石油、中石化的規定基本也是這個水平。目前,在采用自來水作為補充水的項目的設計上濃縮倍數多采用5這一指標。但北方自來水水質由于硬度較高,濃縮倍數選擇4倍較為合適,再高濃縮倍數要綜合考慮藥劑成本和節水成本。
再生水作為補充水時,循環冷卻水的濃縮倍數應根據再生水水質、 循環冷卻水水質控制指標、藥劑處理配方和換熱設備材質等因素,通過試驗或參考類似工程的運行經驗確定,為有效控制有機物所產生的危害,其濃縮倍數宜控制在2.5-3.0,如有機物和氨氮含量不高,可采用較高的濃縮倍數。
循環水的濃縮倍率差=Cl-的濃縮倍率-硬度的濃縮倍率,理論上如果水質正常的話,他們是相等的,如果產生結垢的話氯離子濃縮倍數應大于硬度濃縮倍數。不同離子測量的濃縮倍數差異可以用以分析循環水腐蝕和結垢情況。