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Abstract: along with the third plenary session of the eighteenth ihfo, many aspects, such as politics, economy and culture in China and start a new reform and development. In such a context, also in the process of our industrial development and accelerate, cooling water in the industrial production of generally accounted for more than eighty percent of the proportion, is a can not be ignored in the development process of industrial, important link. So, in order to better and faster development of construction industry, we must first study good cooling water circulation problems. This article will from set out actually, seek truth from facts analysis of cooling circulating water system of energy saving and application of a constant new proposition, hope in the future production and life can play a positive role.
Key words: cooling; Circulating water; System; Energy saving; application
中图分类号:TE08文献标识码:A
从实际出发,看冷却循环水系统节能和应用的现状
作为工业生产中必不可少的冷却水,在循环利用和节能方面,如果我们能做的更好,将不仅能保护好目前并不太乐观的环境,也能节约国家和企业的不必要的开支,这是个永不退色的常新话题。只有做好的了冷却循环水系统的节能工作,我们才能在财政上减少一笔开支,将这笔开支作为更为重要的基金进行投放。只有做好了冷却循环水系统的应用工作,我们才能真正在实际工作中得到事半功倍的收获效果。
笔者在通过实践的过程中,针对实际情况,做出了一系列的研究和分析。冷却水在运行操作的过程中,主要的方式是利用冷却塔,冷却塔存在着许多的弊端,尤其是它的开放式运行,在暴漏的空气下就会集聚很多的废弃物品。这些废弃物品在冷却水运行的过程中,就会降低它的运转效率。尤其是在冷却水流速较低的地方,这些地方极其容易发生残渣堆积情况。一旦形成大规模的残渣堆积现象,不仅降低运转效率,还会使设备出现故障,增加修理维护难度。
所以,就目前的生产状况来看,冷却水循环问题还存在很大的隐患,主要的有以下几点:
第一,水垢问题。在冷却水循环的过程中,水垢问题一直是个核心问题,也是个疑难问题。水垢的形成和积淀,致使整个水循环工作变得效率低下。
第二,污垢问题。与水垢不同性质的,污垢问题也是很严重的一个问题。由于水循环装置——冷却塔一般都在户外,没有受到外部的保护,致使在运行过程中很容易产生污垢。使得整个水塔出现堵塞现象等,这对于冷却水循环水系统的节能是极为不利的。
第三,腐蚀问题。在冷却水的运行过程中,由于它的主要成分还是水,致使设备极其容易出现腐蚀现象。这对于整个设备的检测和维护工作的要求就十分的高。只有做好腐蚀检测工作,才能更好的保证冷却循环水系统的节能。
第四,菌藻问题。菌藻是冷却水运行的必然产物,在生产过程中极其容易产生。他们的存在势必会使冷却水变得不那么清澈,有时候也会使整个循环装置出现堵塞等故障。
二、结合实际,探讨实现冷却循环水系统节能和应用的途径
就上述实际情况的描述,我们主要可以把冷却循环水系统存在的问题做出如下整理,即:水垢问题,污垢问题,腐蚀问题和菌藻问题等。目前在针对冷却水的这一系列的弊端,我们做了一系列的改造和完善。量子管通环的的设计并入,相对改进了这一弊端。它的主要工作其实就是将改变 了水的状态以及其物理性质,加强了水的各方面功能。换句话说,就是将水的新旧交替加快,以此来增加水的污垢承载量。这样的转换工作对于冷却循环水系统的节能和减排都是极为有利的,不仅节约了相应的能源资源,也使得工作的运转效率有了大幅度的飞跃和提升。
与此同时,我们在针对水质产生的污垢的问题上也做出了一定的研究和分析,为此,我们还增加了污垢过滤装置。污垢过滤装置在理论上,是可以大规模的排除污垢,使得脏水回清。但是,在实际操作之中,脏水的真正回收率其实只有百分之五到百分之十。这种低效率的运行操作过程,其实并没有起到多大的效果。并且有时在生产过程中,我们也用串联的方法,但是这种方法也不是很有效,因为它会减少水循环的频率。致使其他各方面后续工作的发挥和效率,一旦出现堵塞现象,将会严重影响生产工作。但是它还是相对缓解了目前的燃眉之急。即使如此,目前我们还是在大范围的利用这两种方法,因为相较于传统的方法,他们还是相对有优势的。我们希望能在短时间能研究出更好的方法来帮助脏水回清,但是就目前的研究成果来看,我们还有待于进一步的深入研究。
在考虑装置转换的同时,我们也要注意财政开销问题,毕竟财政开始也不是一笔小数目,所以,我们要力所能及的既考虑到生产效率的提升问题,也要看到生产成本的控制问题。笔者始终主张的是节约原则,在最少的开支下做出最好的成效。经过一系列的研究和探讨,认为主要做好预期的改造统计工作,研究是否有足够的效益值得我们进行改造,那么以下原则,我们有必要遵循:
第一,从节约水量上来看。冷却循环水系统中每台机器设备一般每天可以节约使用的水量是十吨到二十吨,一年三百六十五天,就是两万三千四百吨。这是个不小的数目,如果新更换的设施能达到这样一个节约的基本标准,我们是值得改造和进一步更新的。
第二,从费用开支上看。目前,我国水费的平均价格是五块七元钱左右,我们按照一年三百六十五天来算,一年我们可以节约的水费就是十三点三四万元。这样的一笔水费开支就可以进行新一轮的更新设备的研究工作,可以帮助我们继续进行冷却循环水系统的节能改造命题。
第三,从能源节约的角度来看。如果我们转换上述的装备,将会帮助我们获得更好的清洁度,那么相应的冷却塔上的污垢就会有所减少,促进它更好的换热。间接的,也就降低了能源消耗的开支费用。
第四,从传统化剂药物的使用费用来看。传统的化剂药物的费用一直是居高不下的,但是在目前来看,如果我们转换了相关的设施和配置,将会基本不再使用这些传统的化学药剂,成本会降低很多。目前的设备工艺已经足够基本替代原来的化学药剂,我们能够很好的处理水垢等一系列的衍生问题,所以,在未来的生产过程中,我们将逐渐的、循序渐进的减少使用传统化学药剂,直到最后完全不实用他们。
总的来说,现代的改造技术虽然仍然存在自己的不足之处,但是在确实在某些方面远远的优于了传统操作。这些都将对冷却循环水系统的节能工作和实际运用工作产生积极的影响。我们要积极的采纳现代研究成果,在力所能及的范围内引进更为先进的生产设备和器械,使得他们能在更短的实践内帮助我们实现冷却循环水系统的节能目的,在应用上也能够为得心应手。
结束语:
综上所述,我们可以看到,在目前的大环境下,冷却循环水系统节能和应用这一命题是始终是炙手可热的。我们需要从实际出发,立足实践,并将理论和实践紧密结合起来,才能更好的为冷却循环水系统节能和应用这一命题做出贡献。由此,我们必须要在满足国家基本供应和需求标准的情况下,将大量的排污量逐渐减少,并做好节能环保的宣传工作。并不断跟紧时代的发展潮流,注意观察最为先进的冷却循环水系统处理设备,即时的做到更新换代和维护处理工作,只有这样,我们才能在真正的意义是实现冷却循环水系统节能和应用,促进国家、人民和企业的三向共赢。
参考文献:
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[3]高楠.进度管理在某研究所某厂房冷却循环水系统改造工程中的应用[J].吉林大学学报,2012(04).
论文关键词:循环水,防冻管,凉水塔,旁通阀
莱钢黄前热电厂循环水冷却水系统现在主要担负着一台高温高压燃气发电机组凝汽器和两台高温高压干熄焦发电机组凝汽器循环水的供应,冷却面积为5500m2双曲线自然通风风筒式逆流冷却塔,塔高114米,是莱钢目前最大的冷却塔,冷却幅度为4~6℃,仅立柱就高达7米多。
莱芜地区在冬季盛行西北风,冬季气温一般都在零度以下,极端最低温度为-22.5℃。由于空气温度、湿度等气象条件的变化,冷却塔的冷却幅度要比其它季节高3-4℃,因此冷却塔极易出现挂冰现象,严重时,数百吨的冰柱悬挂在塔体,对冷却塔的安全运行带来很大威胁。若不采取相应措施,则冷却塔填料会挂冰、冷却塔集水池也会结冰,冷却塔承重支柱、填料托架、PVC配水管、淋水填料等将发生冻结损坏,因此,冷却塔如何安全越冬就成了亟待解决的问题。为此我们经过多方研究和分析,决定通过增加防冻管和改变冬季的运行方式来解决冷却塔严重结冰的问题。
2防冻管选用的原因及分析
2.1冷却塔的防冰,应用较多的是悬挂档风板和增加防冻管。
2.2在冷却塔的进风口悬挂挡风板:一是可以改善进风口的保温条件,使该区域的水流不受寒风侵袭;二是可以减少进入塔内的空气量,使进风口处易结冰的区域得以改善。但由于档风板安装和拆除很不方面,并且需要随季节变化及时进行安装与拆除,成本较高,此凉水塔面积大、立柱高,因此不适合悬挂挡风板防冻的办法,需要采用其他办法进行防冻。
2.3在冷却塔的进风口安装防冻管
2.3.1原因:针对现用设备的运行方式,结合设备系统、布置及结构,保证冷却水塔冬季防冻的措施并进行了实施。
冬季凝汽器进出水所产生的温差较大,可以作为防冻管热水的来源,不需要再增加其他的动力设备和辅助设备,从而降低了水塔防冻的费用支出。
防冻原理:防冻管是在冷却塔配水系统的外围(进风口处)安装循环水管,管子的下部均匀地开很多圆孔,通过喷洒热水来防止结冰。其原理是:防冻管喷洒的热水预热了进入冷却塔的空气,相当于改变了淋水填料运行的大气环境;在冷却塔进风口处形成水帘,增加了空气的流动阻力,限制了冬天冷却塔的进风量。改造后可以提高冷却塔内的温度,达到预防结冰的效果。
2.3.2防冻管的优点:一次性投资,投资小,操作方便,且投入使用后,在水塔防冻方面不需再发生任何费用,不用每年根据季节繁琐地进行安装和拆除,节约了大量的人力和物力。
3技改措施
3.1对凉水塔实施了增加防冻管的改造,此防冻管为Φ400cm碳钢管道,在循环水回水母管上接出,安装一手动阀门和一电动阀门(把信号引入主控室电脑,实行远程控制和现场控制相结合的控制措施),在布水装置下部,高度约6米,紧贴凉水塔内壁呈环形分布,环形管内侧斜向下开与立柱成45度夹角的Φ10-20mm的一排小孔,小孔间距为100mm,为保证小孔喷水的压力,小孔的总面积小于或等于防冻管的底面积,小孔数目=防冻管低面积/单个小孔面积=713个。投资预算如下所示:
名称
型号
单位
数量
价格(万元)
碳钢管
Φ400cm
吨
40
20.00
电动阀
DN400
个
1
0.8
截止阀
DN400
个
1
0.2
人工费
5.00
合计
26.00
示意图如下所示:
3.2操作方法简单易行,冬季开启阀门,春、夏、秋关闭即可。
4调控措施和效果及效益
4.1 不同情况下的使用方法:冬天气温不是很低,未出现很大的冰柱时,打开防冻管进水阀门即可,使水温不是很高的循环水经过防冻管分布到凉水塔周边即可,改善了水塔内的环境,降低了水塔周围冷空气的进入,减少了结冰的几率。
4.2改变运行方式提高回水温度减少结冰:当外界气温急剧下降,循环水回水温度较低(在4℃-8℃),凉水塔周围开始出现较大结冰现象时,我们通过汽轮机凝汽器的余热来解决结冰问题,具体作法是:通过调整旁通阀开度,提高循环水温度,然后再经过防冻管,通过淋水减少结冰程度。
当循环水温度低于15℃时,则打开旁通阀,不使用防冻管,使循环水直接进入塔池,当循环水回水温度上升到20℃以上时,则关闭旁通阀,打开防冻管,使防冻管淋水温度在短时间内达到20℃以上,从而改变了塔内的温度,防止了大面积结冰的发生。反之,循环水温度高于20℃时,则关闭旁通阀,打开防冻管,按正常方式喷水提高温度,防止结冰。通过这样往复操作,将循环水温度始终控制在15℃-25℃之间,制定了具体的冷却塔防冻管调温方案,见下表
室外温度
塔池水温
回水温度
旁通阀开度
-10℃以下
3-4℃
8-15℃
50°~75°
-5-10℃
8-10℃
13-15℃
25°~50°
0-5℃
10-15℃
15-20℃
0°~25°
5℃以上
15℃以上
25℃以上
0°
4.3效果:该防冻管自07年冬天投运以来,未出现大面积的结冰现象,特别是08年几次寒流带来的大幅度降温(最低温度零下15摄氏度)都未出现大面积的结冰现象(见下图),经受住了寒冬的严峻考验,保证了整个区域循环水的稳定供应工作。
4.4效益
4.4.1、避免了冷却塔出现大面积的结冰现象,也防止了冷却塔承重支柱、填料托架、PVC配水管、淋水填料等发生冻结损坏。更换一次约需资金30多万元。安装后更换频率可由3年增加到6年,可增加效益:30万元*2-30万元=30万元,每年降低成本30万元/6=5万元。
4.4.2、冬天如果出现结冰后数百吨的冰柱悬挂在塔体,对冷却塔的安全运行带来的威胁,停机消除冰柱(三天)一次所造成的损失如下:
(4.5万KWh*24*3)*0.2+(2万Kwh*24*3)*0.2元=93.6万元(4.5万是指5万的机组每小时发的电,0.2是指每度电的效益)。
4.4.3、如果采用悬挂挡风板,挡风板损坏频率大,更换周期不到三年,一次约需资金15万余元,每年降低成本15万元/3=5万元。
防冻管的使用年限15年,则每年成本26万元/15=1.8万元。
综上所述:每年可以增加效益
(5万元+93.6万元+5万元)-1.8万元=101.8万元
关键词:冷却循环水系统;流体输送Go·well技术;节能技改
中图分类号:TE08 文献标识码:A
山东华阳迪尔化工有限公司(下称“华阳迪尔公司”)是专业生产经营浓、稀硝酸的股份制企业,华阳迪尔公司稀硝酸装置从爱尔兰IFI公司全套引进,生产工艺先进。华阳迪尔公司生产管理水平处于国内同行业前列,公司领导高度重视节能减排工作,基于技术和投资成本考虑,华阳迪尔公司选择了和循环水系统节能专业公司——浙江科维节能技术股份有限公司(下称“科维公司”)采取合同能源管理模式,在不负担任何节能技改费用的前提下对硝酸装置冷却循环水系统进行技改。
一方面华阳迪尔公司存在循环水系统能耗过高的实际,另一方面科维公司在资金、技术上具有相当的优势。工艺冷却循环水系统在硝酸装置生产能耗中占较大比重,而循环水泵是冷却循环水系统中能耗较大的设备之一,在循环水系统实际运行过程中,往往出现循环水系统运行效率不高、电机运行功率偏大等现象,不仅缩短电机的使用寿命,更重要的是造成电能的浪费。科维公司采用流体输送Go·well技术对华阳迪尔公司硝酸装置工艺冷却循环水系统实施节能技改,取得了显著的节电效果。
一、硝酸装置冷却循环水系统运行情况及存在问题
华阳迪尔公司稀硝酸装置分为稀硝酸和浓硝酸2个生产区域,冷却循环水通过泵房总管输送至装置区,然后分别由各装置支管供应给各换热器使用,换热后回冷却塔冷却。该循环水系统配备水泵规格如下:德国KSB水泵(3台):MBS300-400(P=220kW);上海东方水泵(3台):DFSS300-435B(P=220kW);山东博山水泵(1台):12SH-9B(P=132kW)。
实际运行中出现以下问题:3台DFSS300-435B泵在不同运行模式下均出现超电流、超功率现象,偏离水泵实际工况,水泵运行效率较低、循环水系统输送效率低下,造成较大的能量损耗,有较大的节电空间。
二、流体输送Go·well技术简介
1、流体输送Go·well技术组成及技术思路
科维公司流体输送Go·well技术由数据采集(检测)技术、系统诊断分析技术、系统优化改造技术、ECOWELL高效节能泵及变频节能控制系统等四部分组成,也称“3+1 ”节能技术。
以合理的水送能耗指标做指导,以系统优化﹑最佳工况运行为目的,从调整合理流量、降低系统阻抗、提高水泵运行效率三方面入手做起,按最佳工况运行原则,建立专业水力计算数学模型,通过检测复核当前运行工况特定的参数和设备参数,即可准确判断引起“高功耗”的各种原因,准确找到最佳工况点;通过调整系统不利工况因素,并按最佳运行工况参数定做“Go.well高效节能泵”替换目前处于不利工况、低效率运行的水泵,彻底根治引起功耗增加的不利工况,提高水泵效率,降低“无效功能”,达到真正的节能。
2、工艺冷却循环水系统节能技改设计过程
2.1、通过分析系统装置热负荷以及工艺特点,按经济供回水温差原则,判断流量的合理性,并确定合理流量,做到“装置侧合理用水、泵站侧合理供水”。
2.2、对换热器及冷却塔的热工性能进行评估,以确保经济供回水温差实现的可行性。
2.3、运用计算机模拟技术分析管网水力节点平衡,寻找水力失衡原因,并通过阀门调节或增加提升动力等手段优化管网结构,得到可实现的最优管网性能曲线,降低系统管网阻抗,提高管网运行效率。
2.4、通过对泵站原有运行模式的工况分析,判断电机及水泵的实际运行效率是否高效,并结合装置侧所需的技术参数要求,确定高效节能泵参数设计值,做好泵站优化设计。
2.5、借助三元流理论,采用国外最先进的“CFD”仿真模拟技术,通过精确模拟,设计出最优化的水力模型,确保ECOWELL高效泵性能可靠、运行稳定,并确保在各种运行模式下均处于高效运行。
3、ECOWELL高效节能泵四大显著特点
3.1、量身定做,能恰好处在最佳工况运行。
3.2、效率高效区域宽广,更能适应因负荷变化引起的各种变工况运行。
3.3、 水力模型先进,机械加工精度高,水泵效率比常规高10%以上。
3.4、水泵机械性能卓越,制造标准完全符合欧洲制造标准,铸件采用树脂砂造型铸造,所有零部件经CAM加工。
三、实施情况
1、科维公司凭借专有的参数采集标准对循环水系统进行详细的工况调查,检测复核循环水系统运行工况特定的参数和设备参数。
2、科维公司对当前运行工况进行专业分析,按最佳工况运行原则,凭借专有计算机仿真模拟等技术手段,准确判断引起高能耗的各种原因,提出系统过程优化最佳解决方案。
3、双方签订技术及商务合同,约定承诺节电率,科维公司技术人员对系统进行工况复核,进一步确认工况。
4、科维公司按最佳工况参数定做ECOWELL高效节能泵,双方对技改前功耗进行确认。
5、科维公司ECOWELL高效节能泵替换原有3台(4-6#)DFSS300-435B循环水泵,通过管路不利因素整改 + 高效节能泵,实现配置优化。
6、ECOWELL高效节能泵安装结束后运行一周,观察水泵运行情况。科维公司技术人员和华阳迪尔公司相关人员对技改项目进行验收,共同确认技改后功耗,并计算节电率。
四、实施效果
此次节能技改,水泵运行平稳、安全、可靠,电机运行电流显著降低,节电效果明显,循环水各参数指标达到系统技术要求。
为评估技改后ECOWELL高效节能泵实际节电效果,技改前后在正常运行工况下,用功率表测量技改前后功率。
表1循环水泵技改前后节电情况
水泵编号 4# 5# 6# 合计
技改前功率(kW) 224.8 225.4 226.9 677.1
技改后功率(kW) 191.3 191.2 193.5 576
小时节电量(kW) 33.5 34.2 33.4 101.1
节电率(%) 14.9 15.2 14.7 14.9
同时比对技改前后循环水系统各主要参数,技改前后实际运行相关参数统计如下。
表2循环水泵技改前后效果对比
项目 单位 技改前 技改后
电机功率(合计) kW 677.1 576
供回水温差 ℃ 8.2 8.1
循环水总管压力 MPa 0.331 0.340
经过技改,4-6#水泵每小时合计节电为101.1kW.h,如以运行350天计,则可每年可节电101.1×350×24=849240 kW.h,节省标煤283.1吨,以电价0.80元/ kW.h计,年节电费用为849240×0.80=679392 元,节电收益相当可观。
一般情况下,循环水是中性和弱碱性的,pH值控制在7至9、5之间,在与介质直接接触的循环冷却水有酸性或碱性情况。
循环水的冷却是通过水与空气接触,由蒸发散热、接触散热和辐射散热三个过程共同作用的结果。
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、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.。
关键词:水质稳定、物理处理、在线监测
中图分类号:TU991.41 文献标识码:A 文章编号:
一、前言
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。目前,节约用水是全世界都在关注的话题,工业企业一直是用水领域的大户,大部分工业企业目前采用敞开式循环冷却水系统作为节约用水的手段,其特点是冷却水流过生产设备升温后,经管路重新流回冷却设备使水温回降,可用泵送回生产设备再次使用,大大节约了水资源。但是敞开式冷却水在循环过程中会接触空气并蒸发浓缩,因此结垢、腐蚀及微生物滋生成为敞开式循环水系统的三大问题。为保证生产设备长周期安全稳定运行,必须选择一种经济实用的循环水处理方案。这也成为许多水工作者重点研究的课题。
二、循环冷却水现状及存在问题
循环冷却水由泵送往冷却系统中各用户,经换热后温度升高,被送往冷却塔进行冷却。在冷却塔中热水从塔顶向下喷淋成水滴或水膜状,空气则逆向或水平交流流动,在气水接触过程中,进行热交换。水温降至符合冷却水要求时,继续循环使用。空气由塔顶溢出时带走水蒸气,使循环水中离子含量增加,因此必须补充新鲜水,排出浓缩水,以维持含盐量在一定浓度,从而保证整个系统正常运行。补充水的量应弥补系统蒸发、风吹(包括飞溅和雾沫夹带)及排污损失的水量。循环水与补充水中含盐量之比,即为该循环水系统的浓缩倍数。在一定的循环冷却水系统中,只要改变补充水的含盐量,就可以改变循环水系统的浓缩倍数,而提高浓缩倍数是保证整个循环冷却水系统经济运行的关键。
1、水垢附着
循环冷却系统中,大量设备是由金属制造,长期使用循环冷却水,会发生腐蚀穿孔。这是由多种因素造微生物(厌氧菌、铁细菌)引起的腐蚀等。设备管壁腐蚀穿孔,会形成渗漏,或工艺介在循环冷却水系统中,碳酸氢盐的浓度随蒸发浓缩而增加。当其浓度达到过饱和状态,或经过传热表面水温升高时,会分解生成碳酸盐沉积在传热表面,形成致密的微溶性盐类水垢,其导热性能很差(≤1.16W/(m·K),钢材一般为45W/(m·K))。因此,水垢附着,轻则降低换热器传热效率,严重时,使换热器堵塞,系统阻力增大,水泵和冷却塔效率下降,生产能耗增加,产量下降,加快局部腐蚀,甚至造成非正常停产。
2、设备腐蚀
冷却水中溶解氧引起的电化学腐蚀;冷却水渗入工艺介质,影响产品质量,造成经济损失,影响安全生产。
3、微生物的滋生与粘泥
在循环冷却水系统中,由于养分的浓缩,水温升高和日光照射,给细菌和藻类的迅速繁殖创造了条件。细菌分泌的黏液使水中漂浮的灰尘杂质和化学沉淀物等黏附在一起,形成沉积物会堵死管道,迫使停产清洗。
三、循环水处理的新技术
循环水处理的新技术包括两个方面:一是新的水质稳定技术,二是新的现场监测技术。
水质稳定技术
目前广泛使用且较成熟的技术为化学药剂处理,大部分循环水系统均采用“缓蚀阻垢剂+氧化性杀菌剂+非氧化性杀菌剂”的处理方案,由于目前国家对环境要求越来越高,水体富营养化严重等原因,药剂处理也得到发展,由以前的无机磷处理发展到有机磷处理及全有机处理方案。
化学处理方法
开发应用低磷、低锌、无铬环保性水处理药剂,在监测技术允许的情况下甚至尽量使用无磷药剂。
物理处理方法
物理处理方法不仅具有除垢、防垢、缓蚀和杀菌灭藻等多种功能,更主要的是能有效的降低环境污染。虽然目前实际应用走在了理论研究的前面,技术相对不够完善,应用上受到了一定的限制,但随着各项技术的发展必然会作为水处理技术的一个新的发展方向,将会越来越受到人们的重视和运用。
①循环水的磁化处理
利用磁场效应对水进行处理,称为水的磁化处理。作用原理是磁场对水及其中的离子进行磁化,形成定向移动改变了结垢离子的结合能力,降低结垢几率,同时钙镁碳酸盐和其它无机盐的溶解度在磁处理后的活性水中得到提高,同时水中的结垢物晶体在通过磁场时其表面的电荷分布在磁场的影响下发生了变化,形成一种松散的晶体团,不会粘附在管壁或其它物体表面,可通过定期排污来除去;水流经过磁化后,水中的溶解氧被磁化水分子包围,成为“惰性氧”切断循环水中金属腐蚀的主要根源;对微生物而言,水经过磁化后破坏了生物细胞的离子通道,改变了水中微生物的生长环境,使其丧失了生存条件,从而起到杀菌灭藻的作用。
②高压静电水处理
阻垢机理:强制水中离子在静电场的影响下形成定向移动,无法结合且不可能靠近器壁,阻止了钙镁等阳离子不致趋向器壁,从而达到防垢、除垢的目的;而且能起到剥落水垢的作用,在结垢系统中能破坏垢分子之间的电子结合力,改变晶体结构,促使硬垢疏松,使已经产生的水垢逐渐剥蚀、脱落;控制腐蚀原理:经静电处理后,水中将产生活性氧,跟电解类似,这种活性氧氧化性较强,故它能在清洁的金属表面产生一层微薄氧化薄膜防止腐蚀;杀菌灭藻机理:干扰微生物的生物电流,破坏其生存环境达到杀灭作用。缺点仍是处理效果不够稳定,理论基础薄弱。
③低压电子水处理
作用原理:电子发生器产生电子场,流经电子水处理器的冷却水在微弱电流的作用下,水分子受到激发而处于高能状态,水分子电位下降,使水中溶解盐类的离子或带电粒子因静电引力减弱,使之不能相互集聚并失去化合力,从而抑制了水垢的形成。受到激发的水分子还可吸收水中现有的沉积物和积垢的带负电荷的粒子,使积垢疏松,逐渐溶解并最终脱落。水分子的电位下降使水分子与器壁间电位差减小,抑制了金属器壁的离解,起到缓蚀作用。微电流及电子易被水中的溶解氧O2吸收生成O2-和H2O2等物质,这些物质都是氧化性杀菌剂,杀生能力比氯气还强,使微生物细胞破裂原生质流出,影响细菌的新陈代谢,从而起到杀菌、灭藻的作用。
④超声波处理
作用原理:延长晶体形成的诱导期,从而阻止水垢形成;超声波在水体中形成大量的微小气泡,这些气泡有很高的爆发力、冲击力,不断冲击还未稳定的晶核,阻碍晶核达到稳定态从而得到生长点,或者使稳定生长源的数量大大减少,导致诱导期的延长,无法形成大量致密的垢。
循环水现场监测技术的新发展
循环水水质监测可以及时反映系统内部的运行情况,方便有效的监测技术可以快速准确的体现出换热器内部的真实情况,因此,冷却水系统日常的腐蚀、沉积物和微生物的现场监测对于保证冷却水系统的优质运行,对于了解冷却水处理方案的效果及指导冷却水系统的日常运行是必不可少的。
腐蚀的现场监测技术
①试片法
目前最简便、最经济、使用最广泛的腐蚀监测方法,可以同事监测腐蚀速度、蚀孔深度及观察腐蚀形态,有助于现场方便的找出产生腐蚀的原因;缺点是所测出的腐蚀速率为一段时间的均匀腐蚀、监测周期长,不易发现冷却水系统中瞬时出现的急剧变化。
②试验管法
以金属试验管替代腐蚀试片的方法。更接近于换热器管子的真实情况,比试片法准确度稍高一些,缺点仍是监测周期长。
③极化电阻法
通过金属电极直接测定换热器管子的极化电阻。该方法的优点是安装简单、能测量出金属的瞬间腐蚀速度、可输出数据实现在线监测;缺点是其所提供的腐蚀信息也是金属均匀腐蚀的信息,因此最好与试片法或试管法结合使用。
④监测换热器法
模拟换热器真实运行情况的小型换热设备。优点是有一个换热面,可以真实模拟系统换热器情况,能监测传热面上腐蚀和沉积的情况。这种监测方法为目前新建厂矿普遍采用的方法。其最大的特点是能同时完成腐蚀及沉积的监测。 (2)沉积物的现场监测技术
①监测换热器法
与腐蚀的现场监测为同一设备,通过剖管观察其中沉积物的沉积情况,在线监测冷却水系统中运行时的污垢热阻值。
②电热式污垢监测仪法
换热器在线监测仪的升级产品,它既保持了原产品测试准确、性能可靠等优点,又增加了许多新的功能。是实现工业循环水现场监测现代科学管理的有效手段。这类污垢监测仪具有小巧、简便、直读的优点。
③微生物的现场监测技术
包括微生物测定及粘泥量的测定,其中微生物测定仍是以实验室测定为主,而粘泥量测定主要是依靠生物过滤网现场采集,均为目前的常用方法,在此不再赘述。
结语
综上所述,循环冷却水水质处理技术的整体发展方向是明确的,即高效、易于管理、经济及环保。但是工厂设计应按照工厂本身的具体情况而综合考虑。任何水质稳定技术,只要被合理的采用,都可以达到较为理想的效果。
参考文献:
[1] 刘钰畴:《浅议循环冷却水水质处理》,《有色金属设计与研究》,2002年01期