工业冷却水处理技术之循环冷却水系统

工业冷却水处理技术之循环冷却水系统
冷却塔中的水由循环水泵送至生产线，冷却动力设备及电器设备，吸收热量后送回冷却塔，保证生产线的正常工作。目前循环水系统存在的问题及危害冷却水在不断的循环过程中被蒸发浓缩，水中的各种杂质含量不断升高，从而对冷却水系统中的管道及设备造成危害。目前从冷却塔中观察已发现有硅酸钙结垢现象，证明设备内也有不同程度的结垢问题。硅酸钙、硫酸钙结垢用酸洗法是很难清除的，目前其他生产行业冷却水系统结垢不能有效清除就是这种原因。冷却水系统的结垢使设备导热率下降，被冷却设备不能得到充分的冷却，导致设备工作效率减弱、功率下降，增加能源消耗。不及时处理会影响生产质量和设备的使用寿命，严重的可造成动力和电器设备损坏。
　　我国是一个水资源短缺的国家，人均水资源占有量约为2200m3，不足世界平均水平的四分之一，随着我国经济建设的迅速发展，水资源短缺的问题日益显现，钢铁、石化、电力、石油、纺织、化工等行业的生产厂，无不冷却塔林立，在工业用水中的70～80%是循环水的补充水，以10000m3/h的直流冷却水为例，改用循环冷却水，温降10℃，浓缩倍数N为3，只需240m3/h，若N=5，则需200m3/h，可见节水的巨大成果。同时从上面的数据也可以得出这样一个结论，循环冷却水系统本身的节水取决于浓缩倍数的高低。可见循环水处理得好在工业节水中的重要作用。但循环冷却水在运行过程会中产生一系列问题，如果不能很好的解决，则循环水根本无法运行，循环水运行过程中所产生的主要问题如下：
　　水垢：由于循环冷却水在冷却过程中不断地蒸发，使水中含盐浓度不断增高，超过某些盐类的溶解度而沉淀。常见的有碳酸钙、磷酸钙、硅酸镁等垢。水垢的质地比较致密，大大的降低了传热效率，0.6毫米的垢厚就使传热系数降低了20%.
　　污垢：污垢主要由水中的有机物、微生物菌落和分泌物、泥沙、粉尘等构成，垢的质地松软，不仅降低传热效率而且还引起垢下腐蚀，缩短设备使用寿命。
　　腐蚀：循环冷却水对换热设备的腐蚀，主要是电化腐蚀，产生的原因有设备制造缺陷、水中充足的氧气、水中腐蚀性离子（Cl-、Fe2+、Cu2+）以及微生物分泌的黏液所生成的污垢等因素，腐蚀的后果十分严重，不加控制极短的时间即使换热器、输水管路设备报废。
　　微生物粘泥：因为循环冷却水中有充足的氧气、合适的温度及丰富的营养，很适合微生物的生长繁殖，如不及时控制将迅速导致水质恶化、发臭、变黑，冷却塔大量黏垢沉积，冷却散热效果大幅下降，设备腐蚀加剧。因此循环冷却水处理必须控制微生物的繁殖。
　　面对上述这些问题，人们在生产实践中，不断的总结、探索和研究，掌握了治理这些危害的方法和技术，从而保证了循环冷却水系统的稳定运行，也保证了企业生产活动的安全、高效、持久的运行。目前冷却水处理技术已经在我国各个行业的循环水系统中得到应用。不论是国产装置还是引进装置，其使用的药剂绝大部分已经国产化，根据新国标《工业循环冷却水处理设计规范GB2007-50500》，有能力解决各种条件苛刻的冷却水系统中所遇到的腐蚀、结垢、生物粘泥等问题。
　　为解决工业循环水系统结垢和腐蚀，导致工业设备使用寿命缩短和换热冷却效率降低，影响产品质量，能源消耗剧增的问题，工业冷却循环水系统必须进行正规的工业循环水处理。
　　工业循环水处理设备就是向水中加入化学药品—水处理药剂，水处理药剂中含有缓蚀剂，可起到控制腐蚀、保护设备的作用；含有阻垢剂，可防止结垢；含有杀生剂，能防止微生物、藻类生成。
　　在工业冷却循环水系统和冷媒水系统经常投加各种水处理药剂，如缓蚀阻垢剂、分散剂、杀菌剂，使水中的结垢性离子稳定在水中，其原理是通过螯合、络合和吸附分散作用，使钙镁离子稳定地通过螯合物络合溶于水中，并对氧化铁、二氧化硅等胶体有良好的分散作用。由于缓蚀剂在金属表面形成不溶于水或难溶于水的保护膜，阻碍金属离子的水合反应或溶解氧反应，而抑制腐蚀反应。此方法是目前工业循环水处理、中央空调水处理使用最为普遍的一种方法，也是在工业水处理中应用面最广、技术最成熟的一种方法，实践证明了是有效而又经济的方法。
　　工业循环冷却水处理能增大循环水的浓缩倍数，减少补水量，维护系统的安全平稳运行，经济效益也很显著。以我国引进的10万t/a合成氨为例：未加稳定剂的水的浓缩倍数为1.1-1.2，近似冷却水直进直出，加入稳定剂浓缩倍数2.0-2.5，据估计，加稳定剂一年仅花50万，每年节省水费100-200万元。
　　工业循环水处理是一项非常成熟的技术，主要通过人工或自动加药的方式完成，由于工业循环水处理是一个动态的过程，必须在化学检测监控状态下进行，所以必须定期对水质进行分析，调整水处理药量及品种。