循環冷卻水系統濃縮倍數的管理

系統濃縮倍數穩定運行的措施。
引言
  隨著世界人口的迅猛增長和工業的高速發展 ,
全球面臨嚴重的水危機。我G是個貧水的G家 ,全G每年缺水總量達 12 ×10 ⁹m ³ ,而工業用水占城市  供水量的的 80%左右 ,循環冷卻水又占工業用水的70% ～80%以上。提高循環水的濃縮倍數可以降低補充水量 ,節約水資源 ,降低排污量 ,減少對環境的污染 ,節約水處理藥劑的消耗量 ,降低冷卻水處理成本。因此 ,隨著水資源的日趨緊缺 ,新鮮水費和排污費的明顯上升 ,提高循環水的濃縮倍數 ,是節水、降低運行成本 ,提高經濟效益的有效措施。
1　理論上影響濃縮倍數的因素
  循環冷卻水系統在運行過程中 ,由于水份蒸發使系統中的水份愈來愈少 ,而水中各種礦物質和離子含量就會愈來愈濃 ,為了使循環水中含鹽量維持在一定的濃度 ,必須補入新鮮水 ,排出濃縮水。水在濃縮過程中 ,主要有蒸發損失、風吹損失、泄露損失和排污損失影響濃縮倍數。循環水系統水量平衡可見圖 1。
      圖 1　循環水系統水量平衡示意圖
 
1. 1　蒸發損失 E (m³ /h)         
      蒸發損失水量 E與循環冷卻水量、進出塔水溫差、蒸發潛熱及空氣的濕度和溫度等因素有關 ,如粗略計算可用下式表示:
      E = (0. 1 + 0. 002Φ) R△t/100, (m ³/h)                                 
      R - 系統中的循環水量 , (m³ /h)              
      △t -冷卻塔進出水溫差 , ℃
      Φ -空氣的干球溫度 , ℃
1. 2　風吹損失 (包括飛濺和霧沫夾帶 ) D (m /h)                          3
      風吹損失通常以占循環水量 R的百分率來估計 ,其值約為
      D = (0. 05% ～0. 2% ) R (m ³/h)
1. 3 　泄漏損失 F (m3 /h)         
      泄漏損失量不定 ,應視系統管理的具體情況而定。
1. 4　排污損失 B (m3 /h)         
      排污損失的大小 ,由需要控制的濃縮倍數和涼水塔的蒸發量來確定。可人為進行控制。
      補充水量 M (m³ /h) ,根據循環水系統的水量平衡可得
      M =B +D + E + F
1. 5　濃縮倍數 K的確定
      根據濃縮倍數定義可得
      K = (B +D + E + F) / (B +D + F)= 1 + [ (0. 1 + 0. 002Φ) R △t/100 ] / (B + D +
 F)
      由上式可得 ,在一定環境溫度和設定循環水量的條件下 ,濃縮倍數與 △t成正比 ,與 B、D和 F成反比。因此 ,提高涼水塔進出口水溫差 △t,減少風吹損失、泄漏損失和排污損失量 ,可以提高濃縮倍數
2　提高循環水濃縮倍數的經濟效益
     表 1：不同濃縮倍數下的補水率、減排水率

由表1可以看出，使用循環水較使用直流水具有顯著的節水減排效果，濃縮倍數在2.0時，節水率已為96.51％ ，減排率為98.31％。隨著濃縮倍數升高，節水減排效果提高，節水率和減排率提高，但隨著濃縮倍數的提高，節水和減排的幅度逐漸下降。但隨著濃縮倍數的提高，水質處理難度增大，處理成本增加，考慮到循環水系統的經濟運行，一般敝開式循環水系統濃縮倍數控制在3-4倍左右運行。當前由于著重節約用水0，排放減少的原則，濃縮倍數要求控制在5.0以上。
3　循環水系統存在的問題及解決辦法
    (1)設計 V /R 比過大 ,增加了提高濃縮倍數的難度 ,工業循環水設計規范中要求 V /R在 1/5～1/
 3。V /R比過大 ,即整個系統容量相對循環量來說太大 ,濃縮倍數上升非常緩慢 ,大大增加了達到要求濃縮倍數的時間。
    (2)設計熱負荷過高 ,造成實際運行時 △t過低。循環水在冷卻水系統設計時 ,由于熱負荷估算過高 ,使得設計 △t大于實際運行時的 △t。主要體現在循環水系統在實際運行時 ,熱負荷較小 ,溫差只有 2℃～4℃(設計溫差為 10℃) ,造成蒸發水量 E過小 ,濃縮倍數提高困難。
    (3)設計時將循環水當作其他生產用水 ,造成部分循環水流失 ,循環水流失量為 2～4m³ /h,占補水量的 30%左右 ,影響了濃縮倍數的提高。
    (4)循環水系統管網密閉性差 ,造成循環水無法回收。
    由濃縮倍數公式可知 ,濃縮倍數與 △t成正比 ,與 B +D + F成反比 ,從理論上講 D和 F應該是一個很小的常量 ,只要控制好排污量 B,便可將濃縮倍數控制在一個理想的范圍之內。我們發現 ,在實際生產中 ,即使在長期不排污 ,旁濾罐也不反洗的情況下 ,濃縮倍數仍然無法達到理想值 ,一直忽高忽低 ,產生這種情況除了前述原因外 ,主要原因是使用循環水單位隨意排放循環水 ,用循環水沖洗設備和地面 ,造成循環水流失。影響濃縮倍數提高。#p#分頁標題#e#
綜合分析上述四項影響因素 ,其中**項因素只是增加了系統從低濃縮倍數到達高濃縮倍數的時間 ,在系統密閉運行的情況下 ,**后仍可達到理想的濃縮倍數。在系統熱負荷暫時無法提高的情況下 ,提高濃縮倍數的關鍵因素是減少后兩項因素的影響。因此 ,針對循環水系統存在的上述問題 ,采取了有效措施 ,shou先整改不合理的設計 ,杜jue循環水流失現象;其次通過加強循環水使用現場的日常管理 ,采取日常檢查和補水量異常時去裝置排污口采樣監察的辦法 ,將檢查結果納入經濟考核中逐項落實 ,杜jue隨意排放循環水的情況 ,并且加強了對各用水單位的節水宣傳 ,使其增強節水意識 ,保證做到循環水系統密閉循環。并且采取不排污 ,只通過旁濾罐反洗水排污的方式 ,減少系統排污損失。2002年初濃縮倍數穩定在2. 5以上。實現了濃縮倍數達標。
4　確保循環水濃縮倍數穩定運行的措施
    對于循環冷卻水系統 ,濃縮倍數的控制十分重要。除了節約用水 ,降低運行成本的優勢外 ,在補充水水質穩定的情況下 ,濃縮倍數穩定能使循環水的水質性能穩定 ,有利于進行化學處理。它是衡量水質控制好壞的一個重要指標。因此 ,在濃縮倍數達標的基礎上 , 進一步提高濃縮倍數和做好濃縮倍數穩定運行的管理工作 ,注意從以下幾個方面采取措施。
4. 1　繼續做好循環水系統密閉循環工作
繼續通過加強循環水使用現場的日常管理 ,杜jue循環水流失現象 ,確保循環水系統密閉循環。這是提高濃縮倍數的前提。
4. 2　重視補充水水質 ,搞好原水的預處理
    在高濃縮倍數下 ,補充水的指標越優越好 ,盡量避免雜質帶入循環水中 ,以免限制濃縮倍數的提高。
4. 3　開好旁濾
      旁濾罐可以去除系統中大部分懸浮固體、粘泥和微生物等 ,是排出系統粘泥和微生物的**措施。反沖洗時雜質將隨反洗水排出系統。由于反洗水中雜質濃度比排污水高得多 ,所以 ,系統排出的雜質多而消耗的水量小 ,即通過旁濾可使排污量顯著降低 ,使循環水系統能在比較穩定的水質條件下運行 ,有利于保持較高的濃縮倍數。
4. 4　加強對現場換熱器的日常管理 ,嚴格控制工藝泄漏
      認真監測并解決好工藝水冷器的泄漏問題。發現泄漏要盡快查清漏點 ,切除泄漏水冷器。對待存在微漏的系統可探索采用改進的旁濾工藝 ,采用對待污水的處理方法處理循環水 ,即循環冷水經射流器加入混凝劑后在管道中混合均勻 ,再進入旁濾罐 ,在濾床上方的反應區發生微絮凝反應 ,水中的懸浮物生成絮狀顆粒與微生物粘泥一起被濾料截留去除。應避免采取置換大量循環水 ,使循環水濃縮倍數降低的方法。特別是對容量大的系統 ,采用排水
置換的辦法處理泄漏問題 ,要浪費大量的新鮮水。也不利于濃縮倍數的穩定運行。
4. 5　在循環水系統要完善和安裝計量儀表和在線質量儀表
      提高循環水系統自動化水平 ,做到自動連續穩定投藥和排污 ,準確反映水量變化 ,搞好水量平衡 ,從而控制濃縮倍數在穩定的范圍內。
5　結束語
      當濃縮倍數由 4. 5提高到 5. 0時 ,排污量、補水量以及藥劑耗量等三項費用可下降 56%。提高循環水的濃縮倍數可以降低補充水量 ,降低排污量 ,節約水處理藥劑的消耗量 ,降低冷卻水處理成本。
      通過分析循環水系統存在的問題 ,并加以解決 ,使循環水濃縮倍數實現了達標。今后要在優化補充水水質、開好旁濾、加強換熱器管理和提高水場自動化管理水平等方面采取措施 ,在保證循環水水質的前提下 ,盡量提高濃縮倍數 ,以實現循環水系統運行效益**大化。