楊 艷

（上汽通用五菱汽車股份有限公司，廣西 柳州 545007）

密閉式和敞開式冷卻水系統(tǒng)是一個(gè)濃縮的循環(huán)系統(tǒng)，對(duì)于某些高要求的工藝設(shè)備而言，在冷卻水系統(tǒng)中的雜質(zhì)顆粒要求應(yīng)小于40 μm，因此，水處理工作和過濾的選型就顯得尤為重要。

隨著汽車工業(yè)的發(fā)展，對(duì)冷卻水水系統(tǒng)的品質(zhì)要求越來越高。在此本人結(jié)合幾年來的工作經(jīng)歷,將工作中的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)闡述如下,供大家分享。

1 敞開式循環(huán)冷卻水處理的重要性

冷卻水在長(zhǎng)期循環(huán)使用后，必然會(huì)帶來沉積物附著、金屬腐蝕和微生物滋生這三個(gè)問題，而循環(huán)冷卻水處理就是通過水質(zhì)處理的辦法解決這些問題。這樣做法的好處如下：

（1）穩(wěn)定生產(chǎn)

沒有沉積物附著、腐蝕穿孔和粘泥堵塞等危害，冷卻水系統(tǒng)中的焊機(jī)（帶換熱器）就可以始終在良好的環(huán)境中工作。除計(jì)劃中的檢修外，意外的停產(chǎn)檢修事故就會(huì)減少，從而在循環(huán)冷卻水方面為工廠的長(zhǎng)周期安全生產(chǎn)提供了保證。

（2）節(jié)約水資源

年產(chǎn)30萬噸合成氨工廠，如果采用直流冷卻水系統(tǒng)，則每小時(shí)耗水量達(dá)23 500 m3；如改為循環(huán)冷卻水系統(tǒng)，并以1.5倍的濃縮倍數(shù)運(yùn)行，則每小時(shí)耗水量降為1 100 m3，如果將濃縮倍數(shù)提高到3倍，則每小時(shí)耗水量只需550 m3。

（3）減少環(huán)境污染

直流冷卻水系統(tǒng)，直接從水源抽取冷水用于冷卻，然后又將溫度升高了的熱水再排放到水源中去。除了將廢熱帶到水源中形成熱污染外，如果對(duì)直流冷卻水也采用化學(xué)藥劑處理以消除結(jié)垢、腐蝕，那么大量排放的冷卻水將向環(huán)境中帶入很多藥劑，對(duì)水源產(chǎn)生嚴(yán)重的污染。由于循環(huán)冷卻水系統(tǒng)可以大大減少冷卻污水的排放量，因此，對(duì)于排放的少量污水通過精心處理，即可達(dá)到所允許的排放標(biāo)準(zhǔn)，甚至作進(jìn)一步處理后，可收回作系統(tǒng)的補(bǔ)充水用。這樣使循環(huán)系統(tǒng)形成閉路循環(huán)，不向外界排放污水，也就不會(huì)存在污染環(huán)境、破壞生態(tài)平衡的問題了。

（4）節(jié)約鋼材，提高經(jīng)濟(jì)效益

一臺(tái)換熱器是由幾十到幾百根的金屬管子組成，因此，一臺(tái)換熱器往往需要成噸的鋼材來制作。不少化工廠由于對(duì)循環(huán)冷卻水未作處理或處理得不好，使換熱器損壞嚴(yán)重。例如東北某石油化工總廠，生產(chǎn)不到1年的時(shí)間，因腐蝕嚴(yán)重，被迫更換了56臺(tái)換熱器，消耗鋼材約120 T，其數(shù)量是驚人的。

如果作好了循環(huán)冷卻水的水質(zhì)處理工作，就可減少換熱器更換的臺(tái)數(shù)，效果顯著。例如東北某石油化工廠的一個(gè)循環(huán)冷卻水系統(tǒng)，在未進(jìn)行水質(zhì)處理前，1969～1972年共更換了換熱器114臺(tái)。從1973年開始，該廠對(duì)循環(huán)冷卻水作了水質(zhì)處理，這之后到1976年四年間，只更換了50臺(tái)換熱器，每年減少損耗56%，如每臺(tái)換熱器以耗用鋼材2 T計(jì)，則每年可節(jié)約鋼材32 T。如果把節(jié)約大量鋼材和設(shè)備加工制造的費(fèi)用以及因停產(chǎn)檢修造成的經(jīng)濟(jì)損失，都從產(chǎn)品成本中扣除，工廠經(jīng)濟(jì)效益就可大提高。

2 冷卻水系統(tǒng)過濾器的有效選型

從2002年開始，我對(duì)公司的冷卻水系統(tǒng)進(jìn)行了水處理，使制冷機(jī)的換熱效率得到了很大的提高。但在冷卻水系統(tǒng)中，因沒有足夠的停產(chǎn)時(shí)間，清洗間隔的周期較長(zhǎng)，因此，還是存在雜質(zhì)，一年只有元旦、春節(jié)、清明節(jié)、五一、高溫假、國(guó)慶節(jié)有時(shí)間進(jìn)行徹底的水處理清洗，以上時(shí)間段一遇到有生產(chǎn)，則水處理工作被迫取消，自動(dòng)反沖洗的濾網(wǎng)式直濾系統(tǒng)的過濾能力，在線自動(dòng)反沖洗能力成為冷卻水系統(tǒng)水質(zhì)控制的瓶頸。以下就以冷卻水系統(tǒng)的選型進(jìn)行分析。

2.1 ARKAL過濾器在中國(guó)冷卻循環(huán)水市場(chǎng)上的應(yīng)用

正是由于中國(guó)政府鼓勵(lì)企業(yè)提高濃縮倍數(shù)，要提高濃縮倍數(shù)，就必需使用旁濾設(shè)備，減少排污濃度。但傳統(tǒng)使用的砂濾器由于反沖時(shí)排污量很大（3～15%），限制了濃縮倍數(shù)的提高，ARKAL過濾器排水量很?。ㄐ∮?.25%），可以勝任，而且ARKAL疊片過濾器過濾效率穩(wěn)定，具有高效反沖洗能力，在反沖洗時(shí)節(jié)能節(jié)水，全自動(dòng)控制，節(jié)省占地，系統(tǒng)操作成本低，運(yùn)行可靠壽命長(zhǎng)，具有強(qiáng)大的技術(shù)支持和豐富的工程經(jīng)驗(yàn)。

ARKAL SPIN KLIN疊片過濾系統(tǒng)用于冷卻水具有如下優(yōu)勢(shì)：

（1）自鎖功能。經(jīng)過深層過濾后，能有效地去除影響制冷機(jī)組冷卻效率的粘泥，自鎖性確保了穩(wěn)定的過濾效率，杜絕大于過濾精度的雜質(zhì)通過。

（2）高效反沖洗，反沖洗節(jié)能節(jié)水。反沖洗只需要7～15 S左右即可完成，反沖洗耗水量小于過濾量的0.5%。對(duì)于粘性雜質(zhì)也能達(dá)到高效的反沖洗。

（3）全自動(dòng)控制，連續(xù)過濾，反沖洗輪換交替進(jìn)行，各單元工作，反沖洗狀態(tài)間自動(dòng)切換。

（4）節(jié)省占地，模塊化系統(tǒng)，可以根據(jù)空間自由組合。

（5）過濾系統(tǒng)材料是高強(qiáng)度塑料，有良好的抗化學(xué)腐蝕性，耐酸，耐堿，耐鹽，耐溶劑性能。

（6）系統(tǒng)運(yùn)行可靠，操作成本低，壽命長(zhǎng)。ARKAL所有系統(tǒng)在出廠前都經(jīng)過100%運(yùn)轉(zhuǎn)，幾乎不需要日常維護(hù)，安裝簡(jiǎn)便。經(jīng)過30多年的工業(yè)使用驗(yàn)證，過濾和反洗效果不會(huì)隨使用時(shí)間變差。

（7）強(qiáng)大的技術(shù)支持，豐富的工程經(jīng)驗(yàn)。ARKAL公司和全球各地專業(yè)的代理商合作，可以提供全球的售前售后技術(shù)支持及服務(wù)。

2.2 ARKAL過濾器在某車間冷凍水系統(tǒng)的應(yīng)用

某車間冷凍水系統(tǒng)原有的電子除垢儀、電子水處理器沒有顯著冷凍水的效果。為了保證在某車間不停產(chǎn)的情況下冷凍水的水質(zhì)，特別是要求雜質(zhì)顆粒要求小于40 μ，在保證按時(shí)進(jìn)行水處理工作的前提下，我在某車間的循環(huán)冷凍水系統(tǒng)加裝了自動(dòng)清洗疊片式過濾器（阿科過濾器）作為旁濾，且在線過濾不影響生產(chǎn)。

2.3 SPIN KLIN過濾系統(tǒng)選擇

（1）標(biāo)準(zhǔn)過濾單元的選擇

SPIN KLIN過濾系統(tǒng)是由多個(gè)過濾單元，閥門，控制件，管道等按模塊方式結(jié)合起來的。目前，共有三種形式的過濾單元：2英寸過濾單元，內(nèi)含1個(gè)SPINE組件，用于較小流量的過濾系統(tǒng)；3英寸過濾單元，內(nèi)含2個(gè)SPINE組件，用于中等流量的過濾系統(tǒng)；4英寸過濾單元，內(nèi)含5個(gè)SPINE組件，用于大流量的過濾系統(tǒng)。某車間的冷凍水系統(tǒng)目前的設(shè)計(jì)流量為106.7 T/h，使用ARKAL公司3英寸過濾單元組成的過濾系統(tǒng)。該過濾單元在40 μm精度下的流量為20～21 T/h。

（2）過濾單元基本數(shù)據(jù)選擇和安裝位置確認(rèn)

按照ARKAL的經(jīng)驗(yàn)，在本方案設(shè)計(jì)中選擇如下：

精度：40μm；

單元流量：3英寸單元為20～21 T/h；

工藝參數(shù)：ARKAL標(biāo)準(zhǔn)工藝參數(shù)；

反沖洗模式：內(nèi)源背壓反沖洗；

安裝位置：新增制冷機(jī)組的回水管處。

（3）過濾單元數(shù)量的計(jì)算

按照標(biāo)準(zhǔn)假設(shè)條件，每單元的流速為20 T/h～21 T/h，對(duì)于106.7 T/h的流量的過濾系統(tǒng)，共需要10個(gè)單元。所以選擇3MBL-10（代表含10個(gè)3英寸標(biāo)準(zhǔn)過濾單元的SPIN KLIN疊片式自動(dòng)反沖洗過濾系統(tǒng)）。

（4）SPIN KLIN過濾系統(tǒng)運(yùn)行描述

3MBL-10過濾系統(tǒng)含有10個(gè)3英寸過濾單元，原水由進(jìn)水總管進(jìn)入后，通過進(jìn)水三通閥（此時(shí)三通閥導(dǎo)通進(jìn)水總管和過濾單元進(jìn)口）進(jìn)入每個(gè)過濾單元進(jìn)行過濾，清潔液由每個(gè)過濾單元出口三通閥出來后，匯總到出水總管后流出，完成過濾過程。隨著過濾的進(jìn)行，過濾系統(tǒng)的壓差慢慢上升，當(dāng)達(dá)到設(shè)定反沖壓力時(shí)（或反沖間隔時(shí)間），系統(tǒng)就進(jìn)入反沖過程。第一個(gè)過濾單元的進(jìn)出口三通閥改變方向，截?cái)噙M(jìn)口總管和第一過濾單元，倒通反沖洗和排污，這樣反沖水由反沖洗水總管經(jīng)過出口三通閥閥進(jìn)入第一過濾單元，并高效反沖第一過濾單元，反沖水由排污總管排除；這時(shí)其他9個(gè)過濾單元依然保持過濾狀態(tài)，使系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)連續(xù)過濾。當(dāng)?shù)谝贿^濾單元反沖大約10～20 S結(jié)束后，第一單元的進(jìn)口閥和出口閥再次同時(shí)改變方向，使第一過濾單元回到過濾狀態(tài)，這時(shí)過濾系統(tǒng)10個(gè)過濾單元都在過濾狀態(tài)，進(jìn)行約5 S后，控制系統(tǒng)控制第二個(gè)過濾單元進(jìn)入反沖洗狀態(tài)，和第一個(gè)過濾單元一樣，在第二個(gè)過濾單元反沖結(jié)束后，整個(gè)過濾系統(tǒng)在過濾狀態(tài)下運(yùn)行5 S后再反沖洗第三個(gè)過濾單元。以此方式實(shí)現(xiàn)10個(gè)過濾單元按循序進(jìn)行反沖后，結(jié)束反沖過程，所有過濾單元都在過濾狀態(tài)，系統(tǒng)回到過濾過程。整個(gè)過濾過程大約1～3 h，過濾流量為106.7 T/h，反沖用水耗量一般小于總過濾量的0.5%，在反沖狀態(tài)下，過濾系統(tǒng)的壓降約增加0.02 kg，而其流量不變。

2.4 應(yīng)用效果分析

經(jīng)過上述分析，最終這套系統(tǒng)在實(shí)際應(yīng)用中獲得了成功，鐵銹、粘泥在自動(dòng)反沖洗后，從排污管導(dǎo)走，某車間內(nèi)的設(shè)備很少因?yàn)闉V網(wǎng)堵塞而停機(jī)。

3 結(jié)束語(yǔ)

阿科疊片式過濾器要求在安裝前后要設(shè)計(jì)一個(gè)關(guān)閉閥門（廠家一般不會(huì)自帶），便于過濾器的安裝和維修。在進(jìn)水口處設(shè)計(jì)安裝一個(gè)止回閥和儲(chǔ)水罐，以防止冷卻水漏空的事件發(fā)生。阿科疊片式過濾器配管規(guī)范是GB10（或客戶要求）。根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)現(xiàn)在的冷凍水系統(tǒng)需要要求配套阿科疊片式過濾器一律使用以色列的伯爾梅特閥門，其耐壓強(qiáng)度要求16 kg，防止因所選擇閥門的壓力過低而超壓漏水。

在冷卻水系統(tǒng)上使用了自動(dòng)反沖洗的阿科疊片式過濾器，減少了人工清洗的工作量，結(jié)合專業(yè)的水處理技術(shù)，冷卻水系統(tǒng)得到了很好的維護(hù)，減少了停產(chǎn)檢修的時(shí)間，保證了生產(chǎn)的持續(xù)進(jìn)行。

[1]戴維斯(Davis，M.L.)(美)，康韋爾(Cornwell，D.A.)(美)著環(huán)境工程導(dǎo)論[M].王建龍譯.北京：清華大學(xué)出版社，2000.

[2]GB50050-2007.工業(yè)循環(huán)冷卻水處理設(shè)計(jì)規(guī)范[S].