淺析循環(huán)水濃縮倍數(shù)的管理辦法

杜輝

（大慶油田化工有限公司甲醇分公司，黑龍江 大慶 163000）

依靠濃縮倍數(shù)的提升，可以降低水處理劑的使用劑量，減少循環(huán)水處理過(guò)程中的資金投入量。但是，在提升濃縮倍數(shù)的過(guò)程中，會(huì)導(dǎo)致循環(huán)冷卻水濁度、堿度和硬度的提貨所能，導(dǎo)致水結(jié)垢發(fā)生率的提升，影響循環(huán)水結(jié)構(gòu)防控的效果；且這一形式還會(huì)導(dǎo)致循環(huán)冷卻水中的腐蝕性例子不斷增加，包括四氧化硫例子和氯離子，也會(huì)導(dǎo)致腐蝕性物質(zhì)的增加，包括硫化氫和二氧化硫等物質(zhì)的含量，增加水的腐蝕性，增加防腐工作的難度。同時(shí)，過(guò)高的濃縮倍數(shù)將直接導(dǎo)致聚磷酸鹽等藥劑長(zhǎng)時(shí)間在循環(huán)水系統(tǒng)中停留，發(fā)生水解，所以，循環(huán)冷卻水的濃縮倍數(shù)必須控制在合理范圍內(nèi)。

1 提高濃縮倍數(shù)的意義

我廠第二循環(huán)水場(chǎng)目前有4 座處理能力為1500m3/h 的橫流塔，一座處理能力為4000m3/h 的逆流塔，總處理能力為10000m3/h。主要負(fù)責(zé)為分公司動(dòng)力空分裝置、合成氨裝置、制氫裝置提供循環(huán)水。現(xiàn)以其參數(shù)為例，循環(huán)水量為10000m3/h，，冷卻塔的進(jìn)出水溫差為10℃，蒸發(fā)損失按0.05%算，則可以得出濃縮倍數(shù)K 和補(bǔ)充水量M、排污量B的關(guān)系曲線圖，見(jiàn)圖1。從圖1 中可以看出：（1）循環(huán)冷卻水的補(bǔ)水量和排污量隨著循環(huán)水的濃縮倍數(shù)的增加而不斷減少，因此，提高循環(huán)水的濃縮倍數(shù)，可以節(jié)約水資源。（2）在低濃縮倍數(shù)時(shí)，補(bǔ)水量和排污量隨濃縮倍數(shù)的變化比較大，水資源節(jié)約效果顯著，若是濃縮倍數(shù)超過(guò)4 倍，排污量及補(bǔ)水量的變化值趨于平緩，節(jié)水效果也愈發(fā)明顯，這就是我廠將第二循環(huán)水場(chǎng)的濃縮倍數(shù)保持在2.0 ～4.0 為宜。

2 濃縮倍數(shù)的影響因素

2.1 V/Q 比值

在工業(yè)循環(huán)水設(shè)計(jì)中，其保有水量與循環(huán)水量之比（V/Q）一般為1/3 ～1/5。在循環(huán)水系統(tǒng)水量及蒸發(fā)量保持不變的情況下，循環(huán)水系統(tǒng)的保有水量越小，則其體系中的鹽濃度就越大，濃縮倍數(shù)也就越高。在V/Q 的數(shù)值較大情況下，可以進(jìn)一步提升濃縮倍數(shù)。

圖1 濃縮倍數(shù)與補(bǔ)水量、排污量的關(guān)系

2.2 冷卻塔進(jìn)出口溫差小

在一些循環(huán)水系統(tǒng)中會(huì)出現(xiàn)設(shè)計(jì)熱負(fù)荷高，而實(shí)際運(yùn)行時(shí)溫差小的現(xiàn)象，導(dǎo)致濃縮倍數(shù)較低。在設(shè)計(jì)循環(huán)水系統(tǒng)時(shí)，熱負(fù)荷值估算量過(guò)高情況下，溫差應(yīng)設(shè)計(jì)為10℃，實(shí)際工作過(guò)程中，其溫度值遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于設(shè)計(jì)值，冷卻塔內(nèi)部的進(jìn)出水溫大都在6℃左右，所以蒸發(fā)量不足，補(bǔ)水量也隨之下降，補(bǔ)入鹽類也就減少，從而導(dǎo)致系統(tǒng)的濃縮倍數(shù)較低。

2.3 補(bǔ)充水的水質(zhì)條件

補(bǔ)充水的水質(zhì)如硬度、堿度、濁度等指標(biāo)對(duì)濃縮倍數(shù)有一定的影響。如果補(bǔ)充水濁度高，會(huì)造成系統(tǒng)濁度高，為了避免產(chǎn)生大量的淤泥，保證水質(zhì)，就要通過(guò)旁濾反洗排除大量的污水，就要補(bǔ)充一定量的新鮮水，造成濃縮倍數(shù)降低。

2.4 藥劑選擇

循環(huán)水中不管是投加緩蝕阻垢劑還是殺菌劑，都有一定的局限性，這些藥劑對(duì)循環(huán)水水質(zhì)有限制條件，只有根據(jù)工藝條件、水質(zhì)條件，選擇效果好的水處理劑，才能提高循環(huán)水的濃縮倍數(shù)。

2.5 設(shè)備泄漏造成水質(zhì)污染

由于裝備檢修質(zhì)量和長(zhǎng)期運(yùn)行的因素影響，換熱器穿孔泄漏和腐蝕現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生，造成循環(huán)水系統(tǒng)工藝介質(zhì)和循環(huán)水污染，使?jié)岫取H、含油、微生物等指標(biāo)嚴(yán)重超標(biāo)。為了保證水質(zhì)，循環(huán)水要大排大補(bǔ)，在開(kāi)展消毒滅菌工作的過(guò)程中，會(huì)對(duì)原油系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)平衡產(chǎn)生破壞作用，使得濃縮倍數(shù)在低水平狀態(tài)下穩(wěn)定維持。

2.6 系統(tǒng)清洗對(duì)濃縮倍數(shù)的持續(xù)性影響

在對(duì)預(yù)膜階段進(jìn)行清洗過(guò)程中，循環(huán)水系統(tǒng)柜的pH 值大都處于較低水平，維持在3.5 左右，這時(shí)，大量酸洗下來(lái)一些鐵離子、鈣離子等物質(zhì)，在換水階段，離子會(huì)跟隨水系統(tǒng)的pH 值變化而形成不溶物，此時(shí)，由于系統(tǒng)的排污能力較差，不能及時(shí)將不溶物排出，導(dǎo)致池子和管道中沉積大量不溶物，待系統(tǒng)清洗結(jié)束以后，預(yù)膜會(huì)進(jìn)入正常工作狀態(tài)下，在未來(lái)的兩到三周內(nèi)，若是關(guān)壓發(fā)生波動(dòng)或者系統(tǒng)工藝進(jìn)行調(diào)整，將直接導(dǎo)致濁度的上升和鐵含量的上升，為保障水質(zhì)的健康，系統(tǒng)會(huì)不斷對(duì)排水和換水的頻次進(jìn)行加大，但是，在一定程度對(duì)濃縮倍數(shù)產(chǎn)生影響，所以，濃縮倍數(shù)會(huì)受到清洗的持續(xù)和長(zhǎng)期影響，必須提升對(duì)清洗的重視程度。

2.7 監(jiān)測(cè)方法

在日常運(yùn)行循環(huán)水系統(tǒng)過(guò)程中，進(jìn)行濃縮倍數(shù)檢測(cè)方式大都是依據(jù)某一性質(zhì)或者循環(huán)水內(nèi)部濃度與水中組分濃度的比值進(jìn)行計(jì)算。

但對(duì)于這一用來(lái)檢測(cè)濃縮倍數(shù)的組分，要求其不收如加熱、水處理劑、沉積及結(jié)構(gòu)情況下，受到運(yùn)行條件影響而發(fā)生，進(jìn)行濃縮倍數(shù)檢測(cè)過(guò)程中，以電導(dǎo)率、鉀離子、二氧化硅、鈣離子和氯離子等進(jìn)行。

3 濃縮倍數(shù)管理辦法

循環(huán)水濃縮倍數(shù)的提高是一個(gè)系統(tǒng)的工程，涉及多個(gè)方面，只要將濃縮倍數(shù)控制在規(guī)定的管理指標(biāo)內(nèi)，才能節(jié)水節(jié)約藥劑降低處理費(fèi)用，才能使系統(tǒng)運(yùn)行達(dá)到最優(yōu)化。以下是我廠管理濃縮倍數(shù)的一些辦法。

3.1 加強(qiáng)循環(huán)水的日常管理

（1）循環(huán)冷卻水系統(tǒng)日常運(yùn)行中，嚴(yán)控塔池的液位，調(diào)整補(bǔ)水與排污量，使水量達(dá)到平衡。

（2）日常加強(qiáng)對(duì)水質(zhì)（如濁度、pH、含油等）的管理力度，若數(shù)據(jù)有異常必須開(kāi)展排查干預(yù)，以迅速找出泄漏源后切除，合理進(jìn)行工藝處理，以降低工藝介質(zhì)泄漏而對(duì)系統(tǒng)產(chǎn)生的不利影響。

（3）強(qiáng)化地下管線的檢查工作，以減少管線泄漏而發(fā)生腐蝕的情況出現(xiàn)，定期對(duì)管線閥門和系統(tǒng)構(gòu)筑物進(jìn)行檢查，定期保養(yǎng)和維修。

3.2 開(kāi)好旁濾系統(tǒng)

系統(tǒng)中，水體會(huì)不斷循環(huán)，大量水分蒸發(fā)和濃縮，水腫所包含的雜質(zhì)和懸浮物的濃度也隨著循環(huán)的次數(shù)變化而升高，循環(huán)水系統(tǒng)的排污量也隨之增加。增加旁濾系統(tǒng)，可以在反沖洗時(shí)將雜質(zhì)通過(guò)反洗水排出系統(tǒng)，去除循環(huán)水中的大部分懸浮物、黏泥和微生物等，可以有效地改善水質(zhì)，降低循環(huán)水的濃縮倍數(shù)，進(jìn)而有效地降低循環(huán)水的排污量。

3.3 加藥管理

通過(guò)間斷性加藥、連續(xù)加藥、自動(dòng)控制加藥等方式向循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中投加緩蝕阻垢劑、殺菌劑，控制水質(zhì)在規(guī)定的工藝指標(biāo)內(nèi)，保證系統(tǒng)水質(zhì)的穩(wěn)定。

3.4 提高系統(tǒng)的熱負(fù)荷

對(duì)進(jìn)出口閥門開(kāi)度進(jìn)行調(diào)整，以保障冷水器的正常運(yùn)行，對(duì)進(jìn)口閥進(jìn)行全開(kāi)，對(duì)出口閥開(kāi)度進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，以對(duì)熱源與循環(huán)水的接觸時(shí)間進(jìn)行演唱，促進(jìn)系統(tǒng)熱負(fù)荷的增加，依據(jù)水量、水溫及冷卻塔調(diào)節(jié)方式，將上塔閥開(kāi)度進(jìn)行調(diào)整，以幫助循環(huán)水進(jìn)出冷卻塔的溫差盡可能達(dá)到設(shè)計(jì)值。

3.5 選擇合理的監(jiān)測(cè)方法

循環(huán)水系統(tǒng)中鉀離子來(lái)源少，加入的藥劑也極少帶入鉀離子，此時(shí)，鉀離子具有較大的溶解度，運(yùn)行中會(huì)有水不斷析出，所以相對(duì)其他分析方法受到干擾較大，選用鉀離子（火焰光度法）作為測(cè)定濃縮倍數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)離子是最合適的。

3.6 降低V/Q 之比

依據(jù)循環(huán)水系統(tǒng)應(yīng)用的情況，為保障生產(chǎn)的順利開(kāi)展，依據(jù)降低冷水池的液位的來(lái)降低系統(tǒng)保有水量，以促進(jìn)濃縮倍數(shù)的提升，降低水處理過(guò)程中藥劑的應(yīng)用計(jì)量，以通過(guò)減少殺生劑和清洗預(yù)膜劑方式縮減生產(chǎn)成本。

3.7 優(yōu)化清洗操作

（1）當(dāng)循環(huán)水系統(tǒng)需要清洗預(yù)膜時(shí)，強(qiáng)化對(duì)換水階段處理的重視度，對(duì)裝置的進(jìn)出閥門進(jìn)行開(kāi)度調(diào)整，對(duì)上塔閥門進(jìn)行開(kāi)度調(diào)整，促進(jìn)管壓的提升，以降低管道和塔池中的沉積物，避免系統(tǒng)水質(zhì)頻繁波動(dòng)，減少排污頻次，從而將濃縮倍數(shù)在短時(shí)間內(nèi)提高。

（2）若進(jìn)行殺菌清洗時(shí)臨時(shí)采用非氧化性殺菌劑，可不必進(jìn)行污水排出處理。若是水穩(wěn)劑無(wú)明顯功效，系統(tǒng)濁度為超過(guò)規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)，可進(jìn)行生產(chǎn)。

4 結(jié)語(yǔ)

為了循環(huán)水的濃縮倍數(shù)的提高，需要技術(shù)支持，更需要加強(qiáng)循環(huán)水的日常管理。提高循環(huán)濃縮倍數(shù)雖然能達(dá)到節(jié)水節(jié)約藥劑的效果，但也不是越高越好。要在保證循環(huán)水系統(tǒng)正常運(yùn)行的情況下，使利益得到最大化。在目前運(yùn)行條件下，我廠第二循環(huán)水場(chǎng)的濃縮倍數(shù)2 ～4 是比較理想的。