提高循環水濃縮倍率的措施①

李樹彬 孟令輝 王光春

摘 要：循環水系統作為降低工業生產用水成本與保護環境的重要方式，是當前社會重點關注的內容。循環水濃縮倍率是重要的經濟指標，對循環水系統運行產生了至關重要的影響。針對目前循環水補水為礦井水，水質較差，導致循環水水質惡化的情況，提出合理化的水處理措施，避免了系統腐蝕、結垢的風險，濃縮倍數由2.3提高到目前的4倍。

關鍵詞：循環水補水 循環水水質 無閥過濾器

中圖分類號：TM2 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2015）01（a）-0095-02

1 循環水系統現狀分析

循環水濃縮倍數是控制循環水系統運行的一個重要經濟指標。提高循環水濃縮倍數，既可以降低補水量，也可以減少排污量，對降低生產用水成本，保護環境，有著非常重要的意義。

開元生化有限公司循環水系統屬于敞開式系統，系統目前的循環量為6000m3/h，保有水量為5000 m3/h。循環水補水自7月底開始，由河水改為礦井水，水質較差，水系統濃縮倍數規定是 2.5倍，但實際運行約 2.3 倍，目前已經運行三個月。在這個濃縮倍數下，系統的補水量和排污量較高。由于循環水中溶解的雜質太多，運行過程循環水經過不斷地循環、濃縮，導致循環水的堿度、鈣硬增加，增加了系統腐蝕、結垢的風險。循環水補水和循環水水質數據如表1。

上圖可以看出，鈣硬度加堿度大于1100ppm，已經超GB50050-2007的標準。因此，必須采取有效措施完善循環水系統，既能改善水質，又能提高濃縮倍率。

2 提高濃縮倍率的有效措施

2.1 改善循環水補水的硬度

我們從圖1可知：補充水的硬度對系統的結垢情況和腐蝕情況有著重要的影響。硬度太高會加重系統結垢情況，相反硬度太低會加重系統腐蝕情況。因此，綜合考慮補充水的硬度，根據水質數據，基于目前的補充水水質， 在工藝不變的條件下，采用非常成熟的純堿/石灰法降低補充水的硬度。將液堿改為熟石灰 ，噸水劑量在300～400ppm 之間。并在原水池加入碳酸鈉，噸水劑量在100～200ppm之間。以CaCO3 計，原水鈣硬度可控制在200ppm 以下；以Ca計，原水鈣硬度控制在約 80ppm。

2.2 加酸調節循環水的pH

公司使用的是濃硫酸自動加藥系統調節循環水的PH，PH值控制范圍在7.8—8.2之間。通過濃硫酸的加入，進一步降低循環水中碳酸鹽硬度，把循環水中碳酸鹽硬度轉化為非碳酸鹽硬度，反應是：

Ca（HCO3）2+H2SO4 CaSO4+2CO2 +2H2O，

由于CaSO4的溶解度大大高于碳酸鈣，所以可以防止結垢。

2.3 選擇分散效果好的緩蝕阻垢劑

通過改善循環水補水硬度和在循環水中加酸可以進一步降低循環水補水的硬度。當循環水補水的硬度降低到150ppm（以碳酸鈣計）以下時，再加強阻垢劑的分散性能。我們選用的藥劑是低膦鋅鹽，先加入緩蝕阻垢劑A，再在高熱負荷區域加入阻垢分散劑B，并配合活性溴殺菌方案進行處理，同時在高溫季節，根據需要采用非氧化性殺菌劑。這樣的藥劑方案，可以在很大程度上降低系統的結垢和腐蝕風險，而且能很好地控制微生物的生長。緩蝕阻垢劑具有螯合性能、抑制性能和分散性能。螯合劑與陽離子形成螯合物或絡合物，將金屬離子封閉起來，阻止其與陰離子反應生成水垢，其結果是降低了水中游離的鈣、鎂離子的濃度，因此起到緩蝕阻垢的作用。而分散劑是一類陰離子型或非離子型高分子聚合物，它們吸附在晶核上，使晶核表面形成雙電層，互相排拆，阻礙微粒相互接觸，使其長時間分散于水中。所以本系統按水質的要求，減少系統結垢，選用了螯合性能、抑制性能及分散性能較強的阻垢劑。現場使用后，保證高硬、高堿水質濃縮后不在換熱器表面結垢，具有較好的使用效果。

2.4 綜合管理方面

（1）加強無閥過濾器的應用

無閥過濾器的作用一般是降低循環水中的濁度。根據循環水濁度的要求，部分循環水回水經過無閥過濾器處理后，再返回系統內。通過無閥過濾器，把循環水的濁度控制在20 mg/L以下。實際運行過程中，循環水的濁度控制在4～5mg/L之間。系統在低濁度下運行，不僅可以避免污垢沉積，而且不會影響阻垢劑的阻垢性能。所以，加強無閥過濾器的管理，確保循環水水質，也是提高濃縮倍率的重要措施之一。

（2）加強各裝置循環水使用的管理，嚴禁私自排放循環水

生產運行部門對各裝置循環水使用情況進行匯總，安裝循環水流量表。同時加強管理考核，嚴禁私自排放循環水。如果有裝置或設備不運行長期不運行的情況，必須使用循環水沖洗機封、管道，一定要通知生產部門，確保被污染的循環水不進入循環水回水系統。

（3）用水質比較好的深井水作為部分循環水的補水

采用深井水作為循環水的補水，深井水水質比循環水補水水質要好，各項分析指標都遠遠低于循環水補水水質。深井泵可以提供30m3/h的水量，這樣每天可以減少720 m3的補充水量。

（4）嚴格控制循環水池液位

加強循環水池液位的管理，及時調整補水量與排污量，使水量達到平衡。把循環水池液位嚴格控制在約5米處，操作人員時刻關注水池液位，把液位控制在指標范圍內。并且，在低壓下對補水進行預處理時，給循環水泵加裝變頻器 ，從原來的間歇供水改為連續供水，保證水量穩定。

3 效益分析

在循環水量為6000m3/h、涼水塔進出口溫差為6℃、涼水塔風吹損失水量以0.05%計、入塔空氣干球溫度為25℃的情況下，濃縮倍數由2.3倍提高到目前的4倍。（如表2）

備注：排污費和水資源費按照實際循環水補水量計算，排污費：2.56元/t，水資源費：0.31元/t，一年8000小時計。

4 結論

把循環水濃縮倍數提高到合適的范圍內，既可以降低補充水量，又可以降低排污量，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，使循環水濃縮倍數達標。今后要在優化補充水水質、加強無閥過濾器和換熱器的管理、監測和控制循環水水質上下功夫。對于超標項目，及時分析原因，采取相應措施對其處理，確保循環水的水質合格。

參考文獻

[1] 程明杰，興治家.火力發電廠水資源的合理利用[J].工業用水與廢水， 1994（4）.

[2] 曾洋波.電廠循環冷卻水加藥控制的探討[J].黑龍江科技信息，2007（12S）：23.