淺析工業(yè)循環(huán)水濃縮倍數(shù)的控制

吳軼男

摘 要：本文通過(guò)對(duì)車(chē)間循環(huán)水濃縮倍數(shù)的現(xiàn)狀分析，從理論上分析影響濃縮倍數(shù)的因素，并聯(lián)系車(chē)間實(shí)際情況，降低排污量，提高供水與回水溫差，降低系統(tǒng)V/R值，更換低磷配方藥劑的方式，采用手動(dòng)清洗旁濾器的方式降低新鮮水補(bǔ)充，提高了車(chē)間循環(huán)水的濃縮倍數(shù)。

關(guān)鍵詞：濃縮倍數(shù)；循環(huán)水；補(bǔ)水量；低磷藥劑

1 背景分析

1.1 循環(huán)水濃縮倍數(shù)的測(cè)量方法

濃縮倍數(shù)的檢測(cè)方法有很多，不同方法測(cè)出的結(jié)果都不同，所以對(duì)不同循環(huán)水濃縮倍數(shù)的檢測(cè)方法進(jìn)行比較是很有必要的。循環(huán)水系統(tǒng)日常運(yùn)行時(shí)，濃縮倍數(shù)的檢測(cè)一般是根據(jù)循環(huán)水中某一種組分的濃度或某一性質(zhì)與補(bǔ)充水中某一組分的濃度或某一性質(zhì)之比來(lái)計(jì)算的。

即：K=C循/C補(bǔ)

（1）式中 C循--循環(huán)水中某一組分的濃度

C補(bǔ)--補(bǔ)充水中某一組分的濃度

但對(duì)于用來(lái)檢測(cè)濃縮倍數(shù)的某一組分，要求不受運(yùn)行中其他條件如加熱、投加水處理劑、沉積、結(jié)垢等情況的干擾。因此，一般選用的組分有氯離子、鈣離子、硅酸跟、鉀離子和電導(dǎo)率等。下面是幾種測(cè)量方法各自的特點(diǎn)，目前車(chē)間采用鉀離子濃度計(jì)算濃縮倍數(shù)。

2.影響濃縮倍數(shù)的因素

2.1蒸發(fā)量對(duì)濃縮倍數(shù)的影響

由冷卻塔的水量平衡可推導(dǎo)濃縮倍數(shù)K與冷卻塔蒸發(fā)量E的關(guān)系：

K=E/B+1 （1）式中的K為濃縮倍數(shù)；

E為冷卻塔的蒸發(fā)量（立方米/小時(shí)）；B為冷卻塔的排污量（立方米/小時(shí)）

（在系統(tǒng)滲漏忽略不計(jì)，B可認(rèn)為是風(fēng)吹損失和排污兩部分之和）。

冷卻塔的蒸發(fā)水量E可根據(jù)下式求得：E=α（R-B）

α=e（t1-t2）% 即E=R×e×Δt %（B×α可忽略不計(jì)）（2）

R為循環(huán)水量（立方米/小時(shí)）；Δt為冷卻塔進(jìn)出口溫度之差（℃）；

α為蒸發(fā)損失率 e為損失系數(shù)。

這樣（1）也可以寫(xiě)成 K=eRΔt%/B+1 （3）

通過(guò)上面的分析可以看出來(lái)濃縮倍數(shù)和蒸發(fā)量E，溫差Δt，蒸發(fā)損失系數(shù)e成正比，與排污量B成反比。實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，蒸發(fā)量很難人為地控制，所以蒸發(fā)量的加大暫且只停留在理論階段。

2.2排污量對(duì)濃縮倍數(shù)的影響

循環(huán)水系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)排污量一般是這樣確定的：根據(jù)循環(huán)水量R、冷卻塔溫差Δt算出E值，再依據(jù)濃縮倍數(shù)的目標(biāo)值計(jì)算出冷卻塔應(yīng)保持的排污量B（一般把風(fēng)吹損失、滲漏損失量并入排污量B來(lái)計(jì)算。風(fēng)吹損失一般為0.2%-0.5%R）。確定了B之后，我們可以利用這樣一個(gè)公式來(lái)說(shuō)明濃縮倍數(shù)與排污量的關(guān)系，即：補(bǔ)水量/濃縮倍數(shù)=B（排污量），在補(bǔ)水量一定的情況下，濃縮倍數(shù)和排污量成反比，即提高濃縮倍數(shù)，就得降低排污量。

2.3溫差Δt對(duì)濃縮倍數(shù)的影響

冷卻塔一般設(shè)計(jì)取溫差10℃左右，但是車(chē)間現(xiàn)在溫差大約2—3℃，遠(yuǎn)低于設(shè)計(jì)值，溫差小蒸發(fā)損失就低，溫差為2.5℃時(shí)候的蒸發(fā)損失為10℃時(shí)候的四分之一。車(chē)間現(xiàn)在的溫差只有2.5℃左右，明顯低于設(shè)計(jì)溫差。

2.4系統(tǒng)容積V/R

循環(huán)冷卻水系統(tǒng)容積一般由三部分組成即：V=V1+V2+V3

式中的V1為水冷器的容積之和（立方米）；V2為管道的水容積（立方米）；V3為冷卻塔水池的總?cè)莘e（立方米）。對(duì)于一個(gè)已確定的工藝裝置來(lái)講，V1、V2已確定，唯一能改變的是V3，而且V3占系統(tǒng)容積V比例比較大，對(duì)改變V的大小起著決定作用。

工業(yè)循環(huán)冷卻水處理設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定循環(huán)冷卻水系統(tǒng)容積與循環(huán)水量之比小于1/3，即V/R≤1/3。本文闡述一下V/R值的大小對(duì)系統(tǒng)濃縮倍數(shù)究竟有什么影響。根據(jù)濃縮倍數(shù)的定義可知：K=C/C0

2.5水處理藥劑的使用

在循環(huán)水處理過(guò)程中非常重要的環(huán)節(jié)就是殺菌劑和緩蝕阻垢劑的選用，在追求濃縮倍數(shù)增大的過(guò)程中，我們?cè)诠ぷ髦羞€發(fā)現(xiàn)了問(wèn)題，就是腐蝕速率增大，即將到達(dá)0.075的上限，會(huì)造成循環(huán)水系統(tǒng)結(jié)垢，腐蝕等問(wèn)題，使得盲目的追求濃縮倍數(shù)和節(jié)水帶來(lái)運(yùn)行成本的加大，和對(duì)系統(tǒng)的損傷。

3.提高濃縮倍數(shù)采取的措施

3.1減少排污，滲透損失

目前車(chē)間排污流量的計(jì)量還不完善，沒(méi)有排污流量計(jì)，車(chē)間根據(jù)化驗(yàn)數(shù)據(jù)，只要是指標(biāo)合格情況下，不排污不置換，這樣最大限度的減少排污對(duì)于濃縮倍數(shù)的影響。滲漏損失一般發(fā)生在管道連接處，泵的進(jìn)出口和水池等地方，所以，要求操作人員要加強(qiáng)巡檢，并積極同生產(chǎn)裝置車(chē)間密切配合，最大限度地減少滲透損失和計(jì)劃外排污

3.2手動(dòng)反洗減少反洗水量

在正常的操作中，為了保持穩(wěn)定的濃縮倍數(shù)，循環(huán)水系統(tǒng)要有穩(wěn)定連續(xù)的補(bǔ)水、排污和加藥，杜絕出現(xiàn)大量補(bǔ)水和排污現(xiàn)象。這就要求我們嚴(yán)格控制濃縮倍數(shù)、合理投加殺菌劑、保證旁濾設(shè)備的完好。

3.3 V/R值減小

系統(tǒng)容積與循環(huán)水量之間的比值越小，濃縮倍數(shù)越高，車(chē)間盡量讓系統(tǒng)內(nèi)保有水量低，可以降低塔池的液位，根據(jù)水量合理調(diào)整需要開(kāi)的塔池的數(shù)量。由于聚醚擴(kuò)容，循環(huán)水產(chǎn)量增大了，也間接導(dǎo)致了V/R值降低。3.4提高溫差，合理減小循環(huán)水量

4.結(jié)論

綜合上述情況分析，車(chē)間從2016年大修后到現(xiàn)在，由于改用低磷配方的藥劑，聚醚循環(huán)水?dāng)U容，有效地控制新鮮水的補(bǔ)充，采用手動(dòng)的方式對(duì)旁濾器進(jìn)行反洗，減少反洗補(bǔ)水，減少排污。濃縮倍數(shù)也不是越高越好，由于濃縮倍數(shù)過(guò)高會(huì)造成腐蝕，結(jié)垢等問(wèn)題，影響換熱器的換熱效果，所以將濃縮倍數(shù)控制在一個(gè)相對(duì)平穩(wěn)的最佳狀態(tài)，我認(rèn)為在5左右就可以了，不必提的太高。

參考文獻(xiàn)

[1]欒金義，付曉萍等.石油化工水處理技術(shù)與典型工藝[M].1版.中國(guó)石化出版社，2013（1），203-209