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1、高浓缩倍数循环水的管理 姜爱梅 （金陵石化化肥供水车间） 摘要：在国家清洁生产、节水减排的号召下，提高循环冷却水的浓缩倍数具有很 重要的经济和社会意义。但随着循 环水浓缩倍数的提高， 对水处理剂、 杀菌剂、 系统的设施及管理要求大大提高。 关键词：节水减排 循环冷却水 浓缩倍数 腐蚀 结垢 The management of high concentration of circulating water Jiang Aimei (Jinling Petrochemical Corporation fertilizer supply shop ) Abstract : In the nation
2、al cleaner production, the call for water conservation and waste reduction, increase the circulating cooling water concentration ratio is very important to the economic and social significance. But with the circulating water concentration ratio improved and water treatment agent, germicide, the syst
3、ems facilities and management requirements greatly enhanced. Key words : water-saving reduction circulating cooling water concentration multiple corrosion 1.前言 水是人类宝贵的、不可再生的资源；良好的环境是人 类生存的基础。随着工 农业的发展，淡水资源需要量不断增加，水资源和水需求之 间的矛盾也在日益加 大。而我国的人均水资源占有量 较低， 仅为世界平均 值的 。在工 业用水中，冷 4 1 却水占有很大比例。今年国务 院发布了加强节能工作
4、的决定，制定了促 进节能减 排的一系列政策措施，中石化是雷厉风行的执行。所以提高冷却水的 浓缩倍数减 少排放，就不仅有很高的经济 效益， 还有很重要的社会意 义。2.流程 我厂是七十年代建起来的老化肥装置，循环冷却水系统是由补充水系统、凉 水塔、循环水泵、地下管网、热交换器及其它附属设备组 成的敞开式循环冷却水 系统。( 流程 图见图 1)换热器 JF9406A/BJF9401A/E E9401A/H G9401A/D G9406A/B 图 1 图中：G9406A/B 为新鲜水补充泵 JF9401A/E 为砂滤池，以保 证补充水的进水浊度 JF9406A/B 为旁滤器，用以滤 去循环冷却水中的
5、悬浮杂质 E9401A/H 为机械通风冷却塔 G9401A/D 为循环冷却水泵 3.浓缩倍数与补充水的关系 在循环冷却水运行时，由于水蒸发浓缩，所以 补充水和循环水中的含 盐量是不同的，将循环冷却水与补充水中含盐量的比值称为浓缩倍数，即：N= M R C C 式中：N浓缩倍数;C 补充水的含盐量，mg/l; M C 循环冷却水的含盐量，mg/l。 R根据循环水系统的水量平衡和物料平衡，浓缩倍数 N 可按下式求得 N= 或 N= B D B D E E M M 式中：N浓缩倍数;E蒸发损失水量，m 3 /h；D冷却塔风吹损失水量（包括渗漏损失水量）m 3 /h ；B排污水量，m 3 /h；M补充
6、水量，m 3 /h 。 由上面的公式还可以得出 M/E 的比值和浓缩倍数 N 的关系，如图 2 所示：M/E 图 28.07.06.05.0 4.0 3.02.01.01.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0 8.0 N浓缩倍数（N= = ） E M M B D B D E 比值和浓缩倍数 N 的关系 E M从图 2 可以看出， 浓缩倍数 N 值越大，M/E 比值越小，即在蒸 发水量 E、风 吹损失水量 D 不变，排 污 水量 B 越小的条件下，补充水量 M 就越小。说明为了 节约补充水和减少排污水量， 应该尽量采用大的浓缩倍数。提高 浓缩倍数不但可 以降低补充水量、 节约水资
7、源，降低排 污水量、减少对环 境的污染和废水处理量， 还可以减少水处理剂及杀生剂的消耗量，降低水 处理成本。 4.高浓缩倍数下循环水管理要注意的问题 因为节水减排是大势所趋，所以，虽然浓缩倍数过高后，水 质管理较难控制， 但为了装置的“ 安、 稳、 长 、 满、 优” 运行，日常管理就特 别重要。我 们应从下面几 个方面去做好工作。 4.1 控制好浓缩倍数 虽然提高浓缩倍数 N 可以节水减排，但当 N 大于 4.0 时，其节水效果已不十 分明显，相反体系的一些负 面影响越来越明显。 综合考虑各方面因素，我 认为浓 缩倍数应控制在 5.06.0 为宜，不能过分追求高浓缩倍数。 从图 2 可以看出
8、，当 N1 2 时，随着 浓缩倍数增加，补充水量 M 和排污水 量 B 迅速减少，但当浓缩 倍数大于 56 以后，M/E 曲线变得很平缓，因此，即使 排污水量进一步减小， 节水数量也不大。而且 浓缩倍数 过高后，水中有害腐 蚀离 子 Cl 、SO 4 2- 及成垢离子 Ca 2+ 、Mg 2+ 、Fe 2+ 、Fe 3+ 等含量 过高，并有 产生腐蚀或结 垢或既腐蚀又同时结垢的倾向。 浓缩倍数高了，增加了水及 药剂在系统的停留时 间，药剂 在水中的时间过长，也易 发生水解而失效，也不利于 设备腐蚀结垢及微 生物的控制。过高的浓缩倍数， 给冷却水的运行管理 带来了一系列的管理难题： 水垢附着、设
9、备腐蚀、微生物的滋生与粘泥。 在节水减排前，我厂的循 环水系统浓缩倍数一直在 3.54.0 左右，所用的水稳剂也是适用于低浓缩倍数的，药剂对高浓缩倍数下的循环水的阻垢缓蚀效果 不太理想。药剂厂家坦言，开发适应高浓缩倍数下的循环水水处理药剂需要很长 时间，所以，就目前情况下，我认为浓缩倍数不宜太高，应控制在 56 倍较合适。 2 月份，公司要求节水减排，所以从 2 月 7 日开始，一直至 3 月 23 日，循环 水系统无排污， 浓缩倍数从 3.4 一直上升到 5.5，考虑到浓缩倍数高了，而且零排 放后，因循环冷却水总磷超 标，阻垢 缓蚀剂无法连续 正常补加，我 们开始用循环 水反洗旁滤器，以便
10、进行适当排 污置换。 下面是我车间从 3 月份至 6 月份的浓缩倍数（见图 3、4、5、6）及腐蚀结垢分 析数据（见表 1、2、3、4）： 图 32007年3月浓缩倍数走向 0.0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0 1 5 9 13 17 21 25 29 33 日期 N值 循环水水质分析 表 2007年3月 表 1 腐蚀速率 mm/a沉积速度 mg/cm2. 月 日期 项目 材质 试管编号 控制指标 实测结果 控制指标 实测结果 监测 不锈钢 1 00.005 0.001 015.00 1.32 刘沛林 2007.03.01 监测换 热器 碳钢 2 00.075 0.1
11、34 015.00 7.51 高屹3 00.075 0.129 015.00 9.43 至 1071 0.142 1074 0.139 2007.04.03 监测 挂片 碳钢 图 42007年4月浓缩倍数走向 0.0 2.0 4.0 6.0 8.0 10.0 1 5 9 13 17 21 25 29 33 日期 N值 循环水水质分析 表 2007年4月 表 2 腐蚀速率 mm/a沉积速度 mg/cm2. 月 日期 项目 材质 试管编号 控制指标 实测结果 控制指标 实测结果 监测 不锈钢 1 00.005 0.001 015.00 2.07 刘沛林 2007.04.03 2 00.075 0.
12、074 015.00 10.57 高屹 碳钢 3 00.075 0.072 015.00 8.91 监测换 热器 1071 0.086 1074 0.079 2007.05.03 监测 挂片 碳钢 图 5 2007年5月循环水浓缩倍数走向 0.0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0 8.0 1 5 9 13 17 21 25 29 33 日期 N值 循环水水质分析 表 2007年5月 表 3 腐蚀速率 mm/a 沉积速度 mg/cm2.月 日期 项目 材质 试管编号 控制指标 实测结果 控制指标 实测结果 监测 不锈钢 1 00.005 0.001 015.00 2.03刘
13、沛林 2007.05.03 2 00.075 0.094 015.00 10.71高屹 碳钢 3 00.075 0.092 015.00 10.02至 监测换 热器 1071 0.1541074 0.1482007.06.04 监测 挂片 碳钢图 6 表 4 腐蚀速率mm/a 沉积速度mg/cm2.月 日期 项目 材质 试管编号 控制指标 实测结果 控制指标 实测结果 2007年6月浓缩倍数走向 0.0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0 8.0 1 5 9 13 17 21 25 29 33 日期 N 循环水水质分析表 2007年6月不锈钢 1 00.005 0.001
14、015.00 2.17 2007.06.04 2 00.075 0.115 015.00 9.09 碳钢 3 00.075 0.107 015.00 8.75 至 监测换 热器 2005 0.1672006 0.1622007.07.04 监测 挂片 碳钢从上面分析数据可以看出，尽管 3 月份循环冷却水浓缩倍数并不是很高，可 因为循环水在 23 日之前有近 2 个月都没有排污，阻垢缓蚀剂不能连续加入，腐 蚀速率仍然超标。4 月份由于月中旬时，加大了置 换 率，使阻垢 缓蚀剂能正常加 入，腐蚀 速率仍然能控制在指标内。 这说明循环水保持一定的置 换率，以利于阻 垢缓蚀剂的连续均匀的加入， 对控制
15、腐蚀是有帮助的。5 月份浓缩倍数偏高，腐 蚀速率超标，可能和系 统漏酸性物 质，PH 偏低有关。6 月份浓缩倍数仍偏高，腐 蚀速率继续超标。另外，从我 车间最近几个月的沉积速率分析数据来看，随着 浓 缩倍数的增高，沉积速率也在增加，尽管循 环冷却水的 浊度、 细菌数、粘泥均比 较稳定而且循环冷却水的碱度实际上在下降，5 月份平均碱度仅为 1.52。也就是 说，循环 冷却水不能一味追求高浓缩倍数， 还要考虑 到设备的安全运行。 4.2 利用好旁滤器，使水的浊度控制在 10ppm 以下 循环水浓缩倍数提高后，因为排污减少，水中的 悬浮物增多。而循环水经过 旁滤池后， 悬浮物被旁滤池的 滤料截留，使旁流水中的悬浮物含量降低。被截留 的悬浮物在旁滤池反冲洗时排出系统。 经旁滤处理的水不仅悬浮物含量大大降 低，粘泥量、COD 含量及各种菌数也大大降低。因此，这些物质的含量在循环水 中也得到有效控制。水经过 旁滤器过虑还有另一个好处：高浓缩倍数的循环水往 往碱度过高，导致结垢，循环水经过旁滤器过滤后，PH 值通常会下降 0.3 个 PH
