冷却循环水范文1
关键词：循环冷却水；腐蚀；结垢；微生物；清洗
中图分类号：TV文献标识码： A
一、循环冷却水的概念
1、循环冷却水的概念
以水作为冷却介质，并循环使用的一种水系统称为循环冷却水系统。循环冷却水通过换热器交换热量或直接接触换热方式来交换介质热量并经冷却塔凉水后，循环使用，以节约水资源。一般情况下，循环水是中性和弱碱性的，ph值控制在7-9.5之间；在与介质直接接触的循环冷却水的有酸性或碱性（ph值大于10.0）的情况一般较少。
2、循环水的降温原理
2.1蒸发散热
水在冷却设备中形成大大小小的水滴或极薄的水膜，扩大其与空气的接触面积和延长接触时间加强水的蒸发，使水汽从水中带走气化所需的热量从而使水冷却。
2.2接触散热
水与较低温度的空气接触，由于温差使热水中的热量传到空气中，水温得到降低。
2.3辐射散热
不需要传热介质的作用，而是由一种电磁波的形式来传播热能的现象。这3种散热过程在谁冷却中所起的作用，随空气的物理性质不同而异。春、夏、秋三季，室外气温较高，表面蒸发起主要作用，最炎热夏季的蒸发热量可达总散热量的90%以上，故水的蒸发损失量最大，需要的补充水量也最多。在冬季，由于气温降低，接触散热的作用增大，从夏季的10%-20%增加到40%-50%，严寒天气甚至可增加到70%左右，故在寒秋季节水的蒸发损失量减少，补充水量也就随之降低。
二、循环冷却水处理存在的问题
冷却水在系统中不断循环重复使用，由于各种无机离子、有机物质、水不溶物等，不断随补充水及冷却塔洗涤进入，随水温的升高（冷却），水份不断蒸发浓缩，以及设备结构和材料等多种因素的综合作用，使循环水系统在短时间内会出现：严重的沉积物（水垢）附着、设备腐蚀（锈垢）和微生物的大量滋生（生物粘泥、软垢附着），以及由此形成的粘泥污垢堵塞管道等问题。它们会威胁和破坏工厂设备长周期地安全生产，甚至造成较大的经济损失。其直观表现如下：
1、主要水冷换热器传热效率快速降低（换热管壁结水垢）
多数换热器用碳钢或不锈钢、铜制成，碳钢的导热系数为46.4～52.2W/(m・k)，但碳酸垢的导热系数为0.464～0.697W/(m・k)，只有碳钢的1%左右，由此可见，水垢或其他沉积物的导热系数比金属低得的多，因此当水垢或其他沉积物有少量覆盖在换热器的换热管表面时，就会大大降低换热器的传热效率。
2、换热管内循环水流量减少（甚至逐渐堵塞换热管），换热效果降低
沉积物或微生物粘泥覆盖在换热器的换热管壁甚至堵塞换热管，使得循环水通道的截面积和通量变小，从而使换热效率进一步降低。
3、设备加速腐蚀（主要表现为垢下腐蚀）
沉积物和微生物的产生，促使了浓差腐蚀电池的形成及垢下腐蚀的产生，从而使金属的腐蚀速度加剧。
4、设备的使用寿命成倍缩短
一方面，沉积物和微生物粘泥等覆盖在换热管表面，阻止设备的有效换热，使换热表面（介质侧）的金属长期处于高温热负荷状态，导致金属疲劳；另一方面，腐蚀严重导致换热管管壁加速变薄，尤其是垢下腐蚀和浓差腐蚀还会导致设备穿孔泄漏。这些情况的发生，使得设备的使用寿命被成倍缩短，且严重影响生产的正常进行。
5、增加生产运行成本
为使设备保持足够的换热效率，必须采取增加循环量（启动备用泵）、大幅加补新鲜水等措施，使运行费用成倍增加，但效果却很差；致使单位时间负荷下降、产量降低，而成本上升；还有维修费用也会增加，等等增大产品的生产成本。
以上循环水冷却水系统存在问题是可以通过水质稳定处理很好解决的。对循环水系统进行科学的、稳定的水处理和管理是很必要的，能实现较小投入带来极大产出。
三、循环冷却水处理措施
1、提高水质处理药剂浓缩倍数
循环水系统的补水量等于系统中各种蒸发、风吹、渗漏和排污损失之和，提高系统运行的浓缩倍数可以减少排污量，即减少系统的补水量，达到节水的目的。但是过高的提高浓缩倍数，会使循环冷却水的硬度、碱度、氯离子等的浓度过高，使水的结垢倾向、腐蚀性大大增加，就需要相应的提高循环水的水质稳定处理效果。这就需要有效的水质处理方法，在考虑环保的同时，采用高效的水处理药剂来提高浓缩倍数。以下几种水质稳定处理药剂已经在一些工业项目中的循环水系统应用,并且取得了明显的效益。
1.1硫酸―阻垢剂处理
是指在水体中先加入硫酸使补充水碱度降到一定程度后再加入阻垢剂如聚磷酸盐、有机阻垢剂等。从而达到阻垢和保证循环水稳定运行的目的。该法占地小、技术简单。但是需注意SO24-浓度过高会侵蚀混凝土，同时用有机磷处理循环冷却水势必加强水生物的繁殖，加重腐蚀程度，所以药剂处理要同时考虑阻垢、缓蚀及杀菌等多方面的效果，一般可以考虑采用复合型阻垢剂。
1.2弱酸树脂交换处理
可降低水中的碳酸盐硬度及相应的碱度，再投加缓蚀剂可防止循环水系统的腐蚀，既可提高循环水浓缩倍率，又不会增加水中硫酸根离子。该法适用于处理碳酸盐硬度比例高的水，优点是系统简单、运行条件好、交换容量大、易再生、酸耗较低，从根本上解决了结垢问题。缺点是运行费用高、占地面积大、废水排放量大。
1.3石灰软化―加酸
补充水在预处理时就投加适当的石灰，除去水中的Ca2+、Mg2+，原水钙含量高而补水量又较大的循环冷却水系统常采用这种方法。经石灰处理的水，虽然碳酸盐碱度可以降低，但却有可能出现CaCO3沉淀，为消除这种不稳定性，可添加少量H2SO4。此法优点是处理能力大，运行费用较低。缺点是投资大、对石灰粉纯度要求高、对环境影响大。
1.4反渗透脱盐处理技术
采用反渗透对循环冷却水进行软化、除盐处理。其脱盐率常在98%左右。该处理法操作方便，易于实现自动化，并且脱盐效果好，有利于提高循环水水质。缺点是投资大、膜污染严重、清洗频繁。
2、管道减阻节能剂
减阻节能剂是用于降低流体流动阻力实现节能的化学添加剂。近年来国际环保节能机构启动了减阻节能专项研究项目，丹麦、荷兰、加拿大、美国等国家对表面活性减阻技术进行了大量的研究工作，取得了很大成效，管道摩擦阻力最高可减少70%以上，某些减阻节能剂品种已进入实用阶段。国内也开展了管道减阻节能的基础研究，并进行了减阻节能剂的应用研究，已开发了阳离子表面活性剂、两性离子表面活性剂和非离子表面活性剂为主剂的三类减阻节能剂配方。减阻节能剂应用于循环水系统中，不仅能够降低管网投资造价，而且能降低循环水泵日常运行的电耗。在循环水系统中加入管道减阻节能剂是简便易行的节能方法，现有循环水系统改造无需新增大笔设备投资，具有广阔的发展前景，经济和社会效益巨大。但是目前国内对减阻节能剂的应用研究滞后，企业参与度还不高。
3、循环冷却水系统的杀菌灭藻处理
循环冷却水在经过化学处理过程中，会滋生比较丰富的营养藻，因为在通过冷却塔冷却过程中，水中溶解有一定数量的溶解氧，加之循环水温等因素，都为水中微生物的生长繁殖提供了适宜的环境，特别是在炎热的夏天，它的滋生尤其明显，为了抑制菌藻生成生长，通过加入杀菌灭藻剂来实现。在炎热的季节，视菌藻生成的情况，可以不定期往循环水系统中按50-100mg/L的浓度来投加杀菌灭藻剂，加入后，尽量维持不排污、不补水，以尽量维持较高的药剂浓度，待被杀死的菌藻尸体和换热设备上剥离掉的粘泥沉积到沉降排污池后，及时将其排放，达到循环水水质符合管理标准的目的。
四、循环水系统技术管理中的要点
1、循环水中pH值范围的控制
企业应根据使用的循环水缓蚀阻垢剂的不同，正确控制水的pH值范围，各种循环水缓蚀阻垢剂都有其适用的pH值，当循环水的pH值低于这一范围时，水的腐蚀性将加剧，造成设备的腐蚀；当循环水的pH值高于这一范围时，则水的结垢趋势增大，容易引起换热器结垢，因而pH值的控制，应采用连续在线控制，在没有外界因素影响的条件下，应严格控制pH值范围，充分发挥缓蚀阻垢剂的最大效果，提高换热设备的运行质量。
2、循环水中有关指标的特殊控制
循环水控制的分析项目主要有pH、浊度、总硬度、Ca2+、Mg2+、有机磷、正磷、余氯、CI-、异养菌、粘泥、平均腐蚀率等，对用于特定的换热设备、介质的循环水，在分析项目和指标控制要求中，还要另加重视，如不锈钢换热器中的循环水在上述指标中，应严控CI-浓度，当该浓度高时，对设备产生晶间腐蚀，轻者造成经济损失，严重者将会发生安全事故；在热电厂的循环水质指标中，还要增加NH3浓度分析，当水中NH3浓度达到一定值时，发电系统的紫铜冷凝器，将因NH3浓度超标而发生腐蚀，使其产生泄漏，影响发电机组的运行。
结束语
循环冷却水系统的节能措施有很多，不同的工业项目应根据项目规模、实际的运行工况、建设地的条件等各方面情况，综合考虑采用合适的节能措施，更好的实现节能减排的目的。
参考文献
[1]罗登红,孙志勇,赵薇.小氮肥循环冷却水系统不停车清洗及预膜[J].内蒙古石油化工,2014,02:82-83.
冷却循环水范文2
关键词：循环冷却水消防水 可行性技术措施
一、当前消防水应用的现状分析
《建筑设计防火规范》第8.3.3条指出以下情况应该设置水池：“一、当生产生活用水量达到最大时，市政给水管道、进水管或天然水源不能满足室内外消防用水量；二、市政给水管道为枝状或只有一条进水管，且消防用水量之和超过 25L／s。”
因此，新建中小型工厂一般应设消防水池，为解决水池的死水问题和减少基础设施建设投资，通常情况下将消防水池和生活水池合并建设。这样一来，水池容积增大，而生活用水相对合建水池容积偏小，从而使水池内水循环周期过长，水质易发生变化，造成生活用水的二次污染。
一般情况下，工厂生产均用到循环冷却水，并建循环水池，如考虑将循环水池和消防水池合并，将循环水作为消防水源，不但可以节省自来水和基建投资，还可以避免生活用水因停留时间过长而造成的水质污染。
二、循环冷却水作消防水的可行性
（一）水质问题，《建规》中规定：“消防用水可由给水管网，天然水源
或消防水池供给。利用天然水源时，应确保枯水期最低水位时消防用水的可靠性，且应设置可靠的取水设施”。
循环冷却水与生活用水的主要区别是：两者所含矿物质离子成份不同，水温不同。循环水水质处理，可以概括为上除悬浮物、控制污垢及结垢。控制腐蚀及微生物四个方面，循环水水温在32－42℃之间。自来水中含机微量的钙、镁离子和其它离子，水温为18℃左右。一般情况下，消防管网都充满压力水，使用自来水或循环水作消防水源，从产生氧化腐蚀和电化学腐蚀方面考虑，用循环水比用自来水腐蚀要轻的多。因此，循环冷却水用作消防水源是完全可行的。
（二）技术问题，循环冷却水作为消防水源在技术上最大的问题是安全可靠，满足消防的一些特殊要求。如消防泵房耐火等级、消防用水量、消防用水量平常不作他用、消防水泵吸水方式、寒冷地区水池防冻措施等等。循环冷却水系统是动力的心脏，其本身的布置。运行的安全可靠性等要求都很高。所以循环冷却水用作消防水源在技术上是可行的。
三、循环冷却水作消防水的技术措施
（一）工程技术措施
1、消防泵房耐火等级，《建规》规定“消防水泵房应采用一、二级耐火等级的建筑，附设在建筑内的消防水泵房，应用耐火极限不低于1h的非燃烧体墙和楼板与其他部位隔开。消防水泵房应设直通室外的出口。设在楼层上的水泵房应靠近安全出口”。工厂中循环水泵房一般都独立设置，与厂房合建的大规模循环水泵房均设在首层，当循环水泵房耐火等级符合消防规范要求或者采取了必要的安全措施时，二者合建能满足消防要求。
2、消防用水量，《建规》规定：“消防水池的容量应满足在火灾延续时间内室内室外消防用水总量的要求，在火灾情况下能保证连续补水时，消防水池的容量可减去火灾延续时间内补充的水量。”循环水系统规模少则几千吨，多则几万吨，其有效容量为单位时间内循环水量的1／3，一般情况下可以满足消防水量的要求。特殊情况下，若循环水有效容量不能满足消防要求，可以通过自来水储水池来解决，可将消防水泵的一条或几条吸水管从储水池中吸水。但不能增大循环水池的容积来满足消防水量的要求。因为《工业循环冷却水处理设计规范》规定：“循环冷却水的系统容积宜小于小时循环水量的1／3，当按规定的公式计算出的系统容积超过上述规定时，应调整水池容积。”另外，从基于系统加药方面考虑，循环水在系统内的设计停留时间不应超过药剂的允许停留时间，否则，就会影响循环水水质。
3、消防水平常不作它用，循环水系统本身运行要求其处于一个相对稳定的环境中，如定时投加水处理药剂，进行水质分析化验，及时补充系统由风吹、蒸发和定期排污造成的水量损失，使循环水系统能在有效容积区域运行；为控制其浓缩倍数，还要求系统进行闭路循环，一般不允许中途截流，所以能满足消防水量不作它用的消防规范要求。同时还应考虑，一旦发生火灾消防用水的使用不致于长时间影响循环水系统运行，因此设计时须采取短时间内迅速补水措施。
4、消防水泵吸水方式，《建规》规定：“一组消防水泵的吸水管不应少于两
条，当其中一条损坏时，其余的吸水管仍能通过全部用水量。消防水泵宜采用自灌式引水”。循环冷却水系统设计有其重要性，同时考虑冷却塔通风和本身荷载的要求，在具体设计中，通常建地上式循环水池，冷却塔放在池顶上，水泵采用自港式吸水，节省了充水时间，启动迅速，运行可靠。
当处于特殊情况，循环水池为地下式配备了无密封自吸泵，其水压和流量均满足消防要求，只要吸水安全可靠，自吸泵可作为消防水泵使用，同时《建挪规定：“消防水泵应保证在火警后5min内开始工作”，从大量使用无密封自吸泵的实例来看，自吸泵启动吸水到出水，所需时间30－90S，显而易见，绝对能满足消防水泵在火警后5min内开始工作的要求。况且，消防规范在对上述相关条文解释说明中指出，若采用自灌式引水有困难，应有可靠迅速的充水设备。其实，核心就是只要吸水安全可靠，非自灌式也未尝不可。
5、寒冷地区消防水池防冻措施，《建规》规定：“寒冷地区的消防水池应有防冻措施。”在循环冷却水系统设计过程中，循环水池都作保温层，又因循环水在生产中的重要性，除非停产检修，循环冷却水系统都一刻不停地运行，水一直处于流动状态，不会结冰。
（二）消防泵房与循环冷却水泵房布置
冷却循环水范文3
关键词：冷却循环水系统；类型；设计；控制
中图分类号：TU991.41 文献标识码：A 文章编号：
近年来，我国经济快速发展，工业化程度越来越高，工业用水消耗量也越来越大，为了提高工业用水的利用率，减少水的消耗，循环水系统应用日益广泛。工业冷却循环水系统的设计对于工业的建设起着非常重要的作用，它不仅直接影响企业的用水效果，而且还与经济效益、环保密切相关。本文作者依据多年的工作经验，结合工业循环水系统工艺流程，从以下方面进行设计考虑：循环水系统类型的选择，冷却换热系统的选择，循环泵站布置方式的选择等。
1、工业冷却循环水系统的类型
冷却循环水系统，现在已广泛的应用在大部分生产企业中，根据企业的工艺要求选择安全、合理、经济的循环方式是循环水设计思路之一。本文作者认为，循环水系统可以如下分类：
1.1根据循环方式的不同，可以分为：密闭式系统和敞开式系统。密闭式循环水系统水质一般采用纯水，系统内的循环水与外界基本隔绝，以保证水质，但系统密闭，出现水路堵塞时不易及时发现，容易发生事故。敞开式循环水系统常用于一般设备的间接冷却及作为换热器的冷媒水，通常在设备出口或冷却塔出口泄压，容易观察，及时发现隐患，但水质在泄压处.与外界接触，水质不能保证。在实际工作中，敞开式循环水系统是最普遍采用的循环方式。
1.2根据循环水冷却设备方式的不同，可以分为：内循环系统和外循环系统。内循环系统是指接人设备的水系统，如图1所示，热水泵抽热水池水经过滤器，再通过板换换热后进人车间设备，最后带走设备热量流回热水池。它对水质的要求更高，通常采用纯水，因为在设备内循环，如果出现结垢会对设备造成严重的后果，而且设备每年除垢维修的费用比系绷孟行费用还高，造成了巨大的浪费。外循环系统是指做为冷媒来冷却内循环.系统的，如图1的冷水池的水系统，它由冷水泵抽取通过过滤器，再经板换对热水池的水进行换热后，上冷却塔冷却流回冷水池，该系统的水不通过设备，它对水质的要求相对低些，通常采用自来水。以往我们多数是采用内循环系统，在冷却内循环系统时冷却塔会使水质更脏，需要进行相应的处理才能保证冷却水的水质。现在，企业循环水系统中往往两个系统并用，能最大程度发挥各自优点。
图1 冷却水内、外循环系统
1.3循环系统选定后，要对系统的水量、水压、温度进行设计，应慎重考虑供、排水管的压力平衡，并应在进、出水管处采取相应技术措施，以确保系统运行的安全可靠。同时能正确使用管材，选用内壁粗糙系数低的，能够减小系统的阻力损失，避免供水压力的不足。将进、出水水管的管径偏大采用，理论上使进、出水干管从起至终点的压力损失趋近予零，阻力主要集中在设备部分;管道配置中考虑先供水的设备先排水，后供水的设备后排水，尽量使水在管道中流经的距离近似相等。这种配置方式能确保进、出水管压力基本平衡，供水水量仅随支管管径大小而变化，可靠地避免了形成负压、出现断水的情况。在设备的进、出水连接管上分别设置阀门和压力表，可随时根据变化了的工况，对供水状况进行适当微调，并可实测相关数据，以累积经验，满足生产需要。
冷却、换热系统：
既然有内外两个循环系统并用，那它们之间有着必然的联系。如图1所示，外循环系统与内循环.系统在换热器中进行换热，内系统冷却设备，外系统经过冷却设备进行冷却，如此循环不断。两系统通过换热器进行间接换热，所以对换热设备的选择也非常重要。在工程实列中，我们用过板式换热器，效率高，但容易结垢，清洗困难。冷却设备的选择更偏重工艺的要求，如循环水系统流程图所示：在夏季或工艺要求的温度较低时，必须配置冷水机组来配合降温。在冷水机组的选用上，水冷式机组的安全性、可靠性、稳定性要胜过风冷式机组，尤其在北方寒冷地区，但同时增加循环水池和循环水泵，投资造价上又比水冷式的高出许多。
3,循环水泵站：
是维系整个循环系统正常运行的动力系统。它主要配置循环泵、冷却泵。其布置形式、适用条件和特点如表1所示。
表1：循环水泵站布置形式比较
布
泵站布置方式选好后，从设计的角度要考虑泵站的安全、节能等注意以下几个方面：
3.1循环水泵的调速和控制
循环水泵在初选时工况应与实际相匹配，提高水泵运行效率，不浪费。一旦系列变化循环水泵压力和流量都不在工作点上，往往不是在高效率区间工作。同时配置调速装置，根据生产工艺的变化，调节循环水泵的转速，使送出压力和流量满足工艺要求，并使水泵在高效区间工作，尽量避免采取调节闸阀消耗能量，而引起工作.系列水量水压的波动。调速设备可采用变频调速、液.力稠合器调速和可控硅串级调速等，调速控制可依循环水泵压出管上的流量计读数为控制参数。应尽可能设计成在正常运行时，循环水工作泵由正常转速和调速状态下配合使用，最好有备用泵以保证系统安全可靠。
3.2设置应急水源(应急电源)
由于循环水一般是高温设备冷却用水，突然的断水对设备来说是严重的损害，甚至导致设备的报废。但是紧急突发状态下，循环水泵临时断电在所难免，故需设置应急水源。应急水必须保证设备用水在规定范围和时间内的用水量，可以由自来水系统配合使用，但必须采取措施保证不污染水源。也可设置高位水箱，出水至少能带走设备热量，保证设备安全。与此配套，还需在供水干管上设置阀门及逆止阀、压力表和断水报警装置，排水干管上设应急外排旁通管和阀门。采取了上述措施，正常工作时，循环泵供给设备用水，备用水源由阀门控制处在关闭状态;停电时，断水报警系统动作，备用水源开通，即可保证设备安全运行。当然，最好在泵站设置应急电源，可以由发电机发电，在断电时启动以保证循环水泵的正常运转。
4、结束语
冷却循环水系统设计的合理性关系到企业生产的安全稳定和生产效率，也符合当前节约用水的总体要求，对保护生态环境、减少水污染起着非常重要的作用。因此，设计人员在设计的时候要充分考虑技术、成本投入等各方面的要求，进行技术性、经济性、可靠性等方面的评定，来制定设计方案，选用质优、价廉的设备与材料，为企业提供优秀的设计方案。另外，科学的设计方法、严谨的工作态度和严密监控手段也是保证设计方案的重要前提。只有将设计和生产管理相协调，才是促进生产技术不断完善、不断发展的有力保证。
参考文献
[1]刘曼.工业循环冷却水系统优化运行的研究[D];武汉大学;2005年
冷却循环水范文4
【关键词】SH93烘丝机；循环风机轴承；冷却水循环装置
1、存在问题
SH93烘丝机是目前烟草企业制丝的主要设备，用于在线叶丝的快速膨胀和干燥。其循环风机功率大（132kw），转速高（2080r/min），轴承冷却系统供水来自自来水管网，过轴承后直接排入地沟。根据驻马店卷烟厂实际生产量，按每小时冷却水用量1.7吨，每天运行8小时，每月23个工作日，则每年耗水高达3754吨。
2、改进措施
2.1设计思路
为有效地进行冷却水的回收后循环利用，可在管路上增设一个水箱，通过调压阀的调节，将水喷淋到水箱内，借助车间内的空调风对喷淋水进行冷却。水箱内则安装有浮球阀控制其水位高低，当水位不足时可以进行自动补给。
2.2冷却水循环装置
冷却水循环装置主要有水箱、水泵、水流量控制装置、冷却装置及管道组成（如图1）。水箱有上下两部分组成，上部为冷却水和溢流水的喷淋、雾化区，通过车间内的空调风对其进行冷却。水箱内安装有温度传感器，用于检测水温。同时风机轴承上也有温度显示，当风机轴承冷却水温超过温度范围（40℃）时，则可通过调节溢流阀8，加大水箱冷却水的供给；当水箱内温度过高（40℃）时则可打开排污阀6排出部分温水，使其水温控制在35℃以下。
上部水箱的冷却水经喷淋、雾化冷却后汇集流入水箱下部，其喷淋效果可以通过调节阀进行调节。下水箱内安装有浮球阀4，当水箱内的水位较低时则可以打开补水阀进行自动补给。水箱内的水通过水泵输送到风机轴承箱，水泵出口处设有调压阀、溢流阀，多余的水可以通过溢流阀回到水箱。当水箱内的水质较差时，则可以通过打开水箱下部的排水阀进行更换。
3、改进效果
SH93烘丝机循环风机冷却水循环装置能耗低（水泵为0.35kw），投入使用后，实测循环风机连续运转4个小时后，水箱水温保持在33℃以下。此装置所使用的配件简单，操作、保养方便。按年产量25万箱计算，每年可节约用水3754吨，节约生产成本15016元（水价4元/吨）。
参考文献
[1]SH93气流烘丝机使用说明书.江苏智思机械有限责任公司
[2]李震宇，王迎彬，于红丽，赵文龙.制丝设备节能运行模式研究[J].烟草科技，2012（1）：10-14
冷却循环水范文5
关键词：循环冷却水 化学药剂 化学处理
1 冷却水处理技术
循环水系统中所遇到的腐蚀、结垢、生物污垢这几个问题，采用水处理技术是能够解决的。也只有采用冷却水处理技术，冷却水循环后的技术经济效益才能充分发挥。所谓冷却水处理技术，是指针对循环水系统的水质、设备材质、工况条件选择缓蚀剂、阻垢剂、分散剂、杀生剂正确匹配组成水处理配方。提出工艺控制条件、提供相应的清洗、预膜方案等。把这一全过程称为冷却水处理技术。其中将缓蚀剂、阻垢剂、分散剂等组成配方，确定适宜的工艺控制条件，进行循环冷却水的基础处理和正常运行处理，这是冷却水处理技术的主要内容。
冷却水处理中所用的缓蚀剂、阻垢剂、分散剂、杀生剂等化学品可统称之为水质稳定剂。这些化学品的研究开发、生产是循环水处理的基础。没有先进的、性能优良、价位适中的水质稳定剂就根本谈不上现代的循环水处理。因此，这些水质稳定剂的研究和生产一直是水处理界关注的热点。
2 中国冷却水处理技术及水质稳定剂的发展
中国冷却水处理技术的发展，是随着大型化肥石油、化工、冶金装置的引进而发展起来的，起步较晚，比发达国家晚30～40年，但坚持自己的发展 道路，瞄准国外的发展趋势，结合国情进行研究和应用，因此起点高、发展快，到目前为止，中国已经开发成功：①传统磷酸盐配方；② 磷系复合配方；③ 磷系碱性水处理配方；④ 全有机配方；⑤ 钼酸盐水处理配方；⑥硅酸盐水处理配方。其中磷系碱性水处理配方和全有机配方是当前国内处理技术的主体。这些水处理技术在实际工业应用中达到较高的水平。设备的腐蚀率、污垢热阻这两个主要技术指标均可达到国际先进水平，已在许多大型引进装置中实现水处理技术和药剂国产化。
水质稳定剂的发展是随着现代冷却水处理技术的发展而发展的。发展历程，大体上讲是70年代打基础，80年代大发展，90年代上水平这样一个发展趋势。目前国内有水质稳定剂生产厂家不低于200家，主要技术依托于天津化工研究院和南京化工大学。但具有一定规模和自身开发实力的厂家也只有几家。从技术上讲少数产品的生产技术已处于国际领先水平或国际先进水平；部分产品处于80年代国际水平；相当一部分产品特别是大宗产品的生产技术仍处于国外60、70年代的水平。
循环冷却水处理用阻垢缓蚀剂一般由分散剂、有机膦、缓蚀剂等组成。下面就几种单体的发展和趋势作一简述。
2.1 分散剂
阻垢缓蚀剂配方中分散剂的选择和比例，对其阻垢和各组份之间配伍、协同性能具有至关重要的影响。
2.1.1 起步阶段
60年代，开始使用的阻垢分散剂主要是木质磺酸钠等，它们有一定阻垢作用，能部分解决水垢沉积和锌盐稳定问题，但远远满足不了生产厂家对阻垢性能的要求。
2.1.2 聚羧配使用阶段
70年代，开始使用聚丙烯酸类聚合物，同时将具有优良缓蚀性能的有机膦如HEDP、ATMP等复合使用。70年代后期，多元羧酸共物阻垢分散剂开始大量出现，使阻垢分散剂上了一个新的台阶。图1和图2表明了一些共聚物阻CaCO3和Ca3(PO4)2结果，显示了这类共聚物的优良的阻垢分散性能。
2.1.3 多官能团共聚物使用阶段
80年代，随着环保对排污的限制和循环水浓缩倍数的提高，各种高性能的共聚物阻垢分散剂不断出现，尤其是含磺酸、膦酸和其它官能团的共聚物，因其性能优良已引起普遍关注和应用。美国的Calg on、Nalco、Betz、Rohm&Hass，日本的栗田，德国的Hass Geffers Colgue等公司，在开发有机磺酸、不饱和羧酸二元共聚物的基础上，已向磺酸、羧酸和膦酸基官能团的三元或多元共聚物的发展 ，其性能比二元共聚物大大提高。国内目前也有厂家开发出三元和四元共聚物，应用表明，其完全可代替T-225等产品。
2.2 缓蚀阻垢剂
2.2.1 有机膦酸盐
有机膦酸盐由于结构稳定的磷酸根含量低，减少了形成磷酸钙垢的危险，也减轻了环境富营养化污染的压力，在70年代得到迅速发展 。目前大多数阻垢缓蚀剂配方中含有HEDPATMP等有机膦酸。
南京化大工学沈鸿礼教授于1999年开发出了二乙烯三胺五甲叉磷酸(DTPMP)，试验表明，DTPMP对钙的容忍度大幅度提高，在几个厂的应用表明，它完全可以替代HEDP、ATMP、EDTMP等常见有机膦酸，它的应用可以解决高浓缩倍率的循环水冷却水处理的阻垢问题，具有良好的应用前景。
2.2.2 低磷使用阶段
80年代，由于环境保护要求限制磷的排放，开始注意低磷、非重金属缓蚀剂的发展。一方面加强含磷量更低的阻垢缓蚀剂的开发和应用，如2-膦酸丁烷-1，2.4三羧酸(PBTCA)和羧基膦基乙酸(HPAA)，PBTCA的含磷量只是HEDP的38.2%。另一方面有机膦酸盐与其它非磷药剂的复合也得到了新的发展，使配方中的磷含量有较大幅度降低。如钼系、硅系、钨系水处理配方。
2.3 杀生剂
2.3.1 氧化性杀生剂
这是最早使用的一类杀生剂，其中使用最为广泛的氯气和次氯酸盐，它们对水中的微生物有优良的杀灭作用和抑制作用。但是它们的杀生作用受水的pH值影响较大，pH值越高，杀生作用越差，同时ClO-会与B30铜管中的镍反应，使B30铜管产生腐蚀，故高浓缩倍率循环水高pH值情况下，一般不使用Cl2及次氯酸盐。取而代之的是二氧化氯，ClO2不但具有适宜pH范围广，抑制微生物的能力比Cl2强，同时还具有剥离性能。近几年，ClO2在循环冷却水处理中的应用越来越多，其生产和应用技术发展很快。
2.2.3 非氧化性杀生剂
循环冷却水处理中氧化性杀生剂和非氧化性杀生剂必须交替使用，以防止循环水中微生物对其产生抗药性。非氧化性杀生剂所用的主要有季胺盐、异噻唑啉酮、戊二醛等。季胺盐由于使用时产生泡沫多，容易形成假水位，且与阻垢缓蚀剂相容性差，近来在电力系统中已基本不单独使用。在高浓缩倍率循环冷却水中，戊二醛复合杀生剂和异噻啉酮具有较好的性价比。目前已在多个厂应用中得到证实。
3 提高循环冷却水浓缩倍率的方法
四川省火电厂循环水的补充水质较为接近，其水质大体为：
Ca2+：2.0～4.0碱度：2.0～4.0 mmlo/L
Cl-：＜50 mg /LSO42-＜100 mg /L
pH：7.0～8.0
试验表明，如不加酸调pH，只进行投加阻垢缓蚀剂和杀生剂进行水质稳定处理，极限浓缩倍率一般不会超过3.8，经济浓缩倍率一般为2.5～3.4，如需要提高浓缩倍率达到节水的目的，同时又保证循环水系统良好的阻垢、缓蚀、杀生性能，可以从以下几个方面进行选择。
3.1 加酸处理
循环水投加硫酸，降低碱度，同时投加阻垢缓蚀剂进行循环冷却水的阻垢缓蚀处理，这是高浓缩倍率循环水处理较为成熟的方法。但有许多厂虽然有加酸设备，但使用的不多，究其原因，运行的浓缩倍率不高，只投加阻垢缓蚀剂可以达到良好的阻垢缓蚀效果；同时投加硫酸时，由于浓硫酸具有强腐蚀性，操作不当易引起灼伤；对加酸管道腐蚀性强，易引起管道腐蚀穿孔。
但是，如四川几个敞开式循环水系统的浓缩倍率大于3.5，目前情况必须投加硫酸进行辅助处理，否则提高浓缩倍率运行的经济性和可靠性将很难得到保证。
3.2 低磷阻垢缓蚀剂配方
在进行阻垢缓蚀剂配方的筛选时，必须考虑其组份间的配伍、相容、增容性能。同时在高浓缩倍率运行条件下，还应使用低磷配方，低磷配方一个方面要求开发的阻垢缓蚀剂本身含磷量低，另一方 面要求循环水中含磷量低，使其排污水符合环保要求。从目前国内现有水稳剂单体看，含AMPS基团的三元、四元共聚物、PBTCA、HPAA、DTPMP等应在配方中得到应用。而T225、聚丙烯酸、HEDP、ATMP、EDTMP等应被取代。
3.3 补充水软化处理
对补充水部分或全部进行软化处理，降低循环水成垢离子浓度(Ca2+)，对提高循环冷却水浓缩倍率是有好处的。从可行上讲，部分补充水进行软化处理是可行的。一方面软化处理设备投资和运行成本可以降低。另一方面对循环水防腐有利，具体处理多大比例，需要通过试验确定。
3.4 循环水旁流处理
对部分循环水进行旁流处理有两种方法：一是对部分循环水进行软化处理。二是对部分循环水进行自动过滤处理。第二种方法在高浓缩倍率运行电厂中已有应用。特别近年来自动反洗过滤的出现，使其应用得到了较快的推广。
4 循环水监测技术
4.1 循环水自动加药
高浓缩倍率循环水由于其缓冲性小，保证循环水的正常、稳定加药至关重要。循环水自动加药就其原理主要有两种：一是利用荧光系统技术的自动监测加药系统。二是利用循环水电导变化控制水中药剂浓度的自动加药系统。通过自动加药系统能控制循环水系统中的药剂浓度的目标管理在很小范围内，从而达到平衡操作，使药剂发挥最大的作用和节约用药的目的。
4.2 凝汽器腐蚀、结垢检测
循环水系统现场检测主要是通过安装旁路挂片、小型换热器以及腐蚀、结垢检测仪等，直接观察冷却水系统的腐蚀和结垢情况、生物粘泥形成情况，从而判断已采用的循环水处理方案是否正确。
河北电力试验研究院化学室研制的CDH循环水在线检测仪在江油发电厂330 M机组上已经成功应用。它对冷却水系统结垢、腐蚀、粘泥滋生等可进行直接观察，同时通过连续测定污垢热阻可定量反映凝汽器铜管热交换情况，对保证循环水系统有效处理，保障机组安全、稳定、经济运行具有重要的意义。
4.3 浓缩倍率的测定
冷却循环水范文6
【关键词】循环 冷却水 技术 管理
中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号：
一、前言
工业冷却水的循环利用是水工业研究的一个重要领域，包括水质稳定技术的研究，水质稳定药剂的开发及其协同作用的研究以及管道管材的设计，目前工业循环水处理技术主要有药剂处理、磁化处理和臭氧处理，其中药剂处理最为常用，近年来，药剂作用机理研究日趋深化，药剂合成、检验与复配技术也得到较大发展。同时，水处理技术的发展为循环水水质稳定技术注入了新的活力，磁化处理、臭氧处理技术也相继运用到工业循环水处理技术中来，并取得了较好效果。
二、循环冷却水处理工艺
1、水垢的控制
循环水系统中最易生成的是碳酸钙，水垢控制即是防止碳酸钙的析出，一般采用以下几类方法：
（1）从补充冷却水中除去成垢的钙、镁离子，在补充水进入循环水系统之前进行软化处理，除去ca2+、Mg2+，也就形不成水垢。目前，常用的软化方法有两种：一是离子交换树脂法，该法适于补充水量小的循环水系统用，二是石灰软化法，即投加石灰，是Ca(HCO 3)2 反应生成CaCO3 沉淀提前析出。该方法成本低，适于原水(尤其是暂时硬度大的结垢型原水)钙含量高，补充水量较大的循环冷却水系统。
（2）加酸或通入CO2气体，降低PH值稳定重碳酸盐。加酸法目前仍有使用，关键是控制好加酸量，否则酸量过多会加速设备腐蚀。CO2气体同样应注意控制好PH值，否则循环水通过冷却塔时，由于CO2溢出，CaCO3在塔内结晶，堵塞填料，形成钙垢转移现象。该方法在某些化肥厂化工厂及电厂等有气体源的企业仍有推广使用的价值。
（3）投加阻垢剂：在循环水中投加阻垢剂，以达到控制水垢形成的目的。目前常用的阻垢剂有机多酸盐、聚丙烯酸盐等，这也是目前由应用最广的控制水垢的方法，我厂使用的就是此法。
2、污垢的控制
控制污垢可从下面几个方面努力：
（1）对补充水进行预处理，降低浊度。
（2）做好循环水水质处理。
（3）投加分散剂可将粘合在一起的泥团杂质等分散成微粒悬浮于水中，随水流流动而不沉积，从而减少污垢对传热的影响，部分悬浮物还可随排污排出。
（4）增加旁滤设备，如果在系统巾增加旁滤设备，控制好旁流量和进出旁流设备的浊度就可以保持系统长时间运行下的浊度在控制指标内。
3、循环冷却水系统金属腐蚀的控制
循环冷却水系统金属腐蚀的控制方法常用的有以下四种：
（1）添加缓蚀剂。缓蚀剂是是一种用于腐蚀介质中抑制金属腐蚀的添加剂，他用量少，不会改变腐蚀介质的性质，不需特殊投加设备，也不需对设备表面进行处理，因此使用缓蚀剂是一种经济效益高且适应性较强的金属防护措施。在敞开式循环水系统中，常用的缓蚀剂有硅酸盐、钼酸盐、磷酸盐、聚磷酸盐、有几多元磷酸盐、MBT、苯并三唑(BTA)和甲基苯并唑(TTA)、硫酸亚铁等。并且为了减轻环境富营养化的压力，目前更趋向于使用后几种有机磷酸盐和低磷缓蚀剂。
(2)提高循环水的PH值。提高循环水的PH值，使金属表面生成氧化性保护膜的倾向增大，易于钝化，从而控制设备腐蚀。敞开式循环冷却水通常通过在冷却塔内的曝气提高PH值，当水中和空气中的达到平衡时，水的PH值为8．5左右。提高循环水的PH值后，不可避免的带来一些问题：循环水垢倾向增大，设备腐蚀速度下降，但还不能满足要求，某些缓蚀剂失效。目前可通过添加专门为碱性冷却水处理开发的复合缓蚀剂来解决。这些水处理剂的复合配方可发挥除垢和防腐的综合作用，由于协同或增效作用，它比单一药剂作用的单一作用效果更显著，这也是缓蚀剂的发展趋势。
(3)选用耐腐蚀材料的换热器。比如聚丙烯换热器或石墨改性聚丙烯换热器，但由于换热效果差，很少使用。
(4)用防腐涂料涂覆，通过防腐涂料的屏蔽、缓蚀、阴极保护及PH值缓冲作用来保护设备不受蚀。
4、循环冷却水系统微生物的控制
循环水系统巾的微生物引起的腐蚀、粘泥及其生长的控制方法有：设备选用耐腐蚀材料；控制循环水中的含氧量、PH值、悬浮物和微生物的养料等水质指标；在防腐涂料中添加杀生剂，抑制微生物的生长；采取冷却水水池加盖、冷却塔的进风口加百叶窗等措施，防止阳光照射；设置旁流过滤设备；对补充水进行混凝沉淀预处理，以及颇有前途的噬菌体法等。
三、循环水运行日常管理
循环水的管理素有“一分药剂九分管理”之说，说明管理的重要性。循环水系统转入正常运行后，在其升温、蒸发和冷却的过程中，冷却水逐渐被浓缩，其水质指标会发生变化，运行日常管理主要根据水质变化情况进行及时相应调整，循环水场每班定时进行分析，研究所每周进行一次监测，第二天及时把数据上报有关部门和单位。
1、钙硬、总碱度
总碱度是循环水操作控制中的一项指标，当浓缩倍数控制稳定，没有其它外界干扰时，由总碱度的变化，可以看出系统的结垢趋势。硬度指水中的ca2+和Mg2+浓度的总和，也是循环水操作控制中的一项重要指标。必须将循环水的钙硬、总碱度控制在配方要求的范围内，若水质条件发生变化，则必须相应调整水稳配方。
2、pH值
根据配方确定，循环冷却水由于在冷却塔中逸去CO2，因此随着浓缩倍数的升高，其pH值不断上升。当浓缩倍数一定时，循环水的pH值也趋于稳定。
3、总磷、正磷及氯离子
测定循环水中总磷的目的是为了计算循环水中有机膦的含量。缓蚀阻垢剂中含有有机膦酸盐，在循环水的运行过程中，如果遇到强氧化剂(如杀菌灭藻用的氯气、二氧化氯等)或高温，则有机膦会部分分解为正磷(即PO43-)，降低药剂的有效成分。当循环水中PO43-含量过高时，还有生成磷酸钙沉淀的可能，因而应监测控制。循环水中Cl一浓度过高会加速设备的腐蚀，特别是不锈钢设备，对Cl一非常敏感，因此在运行中要进行监测控制。
4、粘泥
循环水系统由于温度适宜适合通风良好光照充足等条件，使其成为各种微生物生长的理想环境。在这一环境中，微生物迅速繁衍是很自然的，即使在微生物控制工作做得较好的情况下，细菌总数也可能高达104～105个／mL，若控制不当，细菌总数高达106～l08 个／mL也是常有的。微生物的危害是多方面的，主要是生物粘泥危害，在循环水系统中的粘泥主要是由微生物的活动造成的附着物沉积物悬浮物的总称，生物粘泥一旦形成，就必须进行杀菌清洗剥离，有条件趁检修时进行彻底清扫后，运行中严格杀菌剥离控制，无法停工时可进行不停车化学清洗。
5、其它控制和监测项目
浓缩倍数、总铁、悬浮物、浊度以及异养菌、COD、电导率等。
6、杀菌剂
坚持采用氧化型杀菌剂和非氧化型杀菌剂交替使用，以联合控制冷却水系统中菌藻的滋生。氧化型杀菌剂：氯气控制余氯在通氯后维持0．5～1．0 mg／L。四循同时选用二氧化氯。非氧化型杀菌剂：以戊二醛、季铵盐为主剂杀菌剂：100mg／L，2周1次。
结论
循环冷却水水处理是一门综合性处理技术，内容多，工艺繁杂。搞好循环水处理，可以保证机组安全正常运行，同时对合理用水，提高循环水浓缩倍率，减少排污量，节约水资源，都有重要意义。由于任何一种化学药剂的效力都有一定的适用范围，在生产实践中就必须遵照一定的控制条件，否则将会影响循环水处理的效果。
【参考文献】
