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時間：2022-03-05 19:18:32
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一、前言
從循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的實際運行來看，考慮到循環(huán)冷卻水系統(tǒng)在工業(yè)領域的重要應用，循環(huán)冷卻水系統(tǒng)能否高效率的工作成為了衡量其有效性的重要指標。由于循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中的水質會不斷發(fā)生變化，并且會伴隨著結垢等現象的出現，因此需要對循環(huán)冷卻水系統(tǒng)進行全面優(yōu)化，重點處理好溶垢問題、集垢清理工作、滅藻殺菌工作和防腐降氯工作，只有做好這四方面內容，才能從根本上保證循環(huán)冷卻水系統(tǒng)優(yōu)化取得積極效果，滿足工業(yè)生產需要，保證循環(huán)冷卻水的作用能夠得到全面發(fā)揮。
二、循環(huán)冷卻水系統(tǒng)優(yōu)化應做好溶垢處理工作
在循環(huán)冷卻水系統(tǒng)工作過程中，由于水質會不斷變差，循環(huán)水在系統(tǒng)內部會受到管線影響和水質內部變化，會有溶垢現象的發(fā)生，影響了循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的正常工作，為此，循環(huán)冷卻水系統(tǒng)優(yōu)化應做好溶垢的處理工作：
高頻發(fā)生器產生低壓高頻信號，通過電場力作用，水分子在電極間有規(guī)則向正極高速運動，電極高頻變換，原系統(tǒng)中大分子團水分子劇烈碰撞后，氫鍵受到破壞，逐步裂解成小分子水體，水體還原電位下降，系統(tǒng)飽和指數上升，通過采取以上措施，循環(huán)冷卻水中的溶垢得到了消除，溶垢的數量和溶垢面積在逐漸減少，循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的水循環(huán)系統(tǒng)得到了一定的清理，使水質變差問題和水質溶垢問題得到解決。所以，在循環(huán)冷卻水系統(tǒng)優(yōu)化過程中，必須將溶垢問題處理放在首位，有效消除溶垢。
三、循環(huán)冷卻水系統(tǒng)優(yōu)化應做好集垢清理工作
從循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的實際運行可知，由于冷卻水在長期循環(huán)過程中水質會變差，并且受到管線和循環(huán)系統(tǒng)的影響，在運行一段時間之后循環(huán)冷卻水系統(tǒng)會出現集垢現象。在循環(huán)冷卻水系統(tǒng)設計過程中，為了保證污垢能夠相對集中便于清理，通常都設計了集垢器，集垢的清理難度進一步下降。
已經溶在水中的Fe3+，Ca2+， Mg2+ 由于受到集垢器外網（鈦合金永久性負極）電場力的吸引作用，Fe3+，Ca2+， Mg2+ 在集垢器重新集成新垢，而不會在設備內壁上結垢，使用者只需周期性清理集垢器外網即可。
由于循環(huán)冷卻水系統(tǒng)已經將集垢器作為污垢清理裝置，因此在清理集垢過程中，我們重點清理集垢器就可以。正常的做法是定期對集垢器的外網和集垢器內部進行全面清理，保證集垢器內的水垢都被清理掉，滿足循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的使用需要。
四、循環(huán)冷卻水系統(tǒng)優(yōu)化應做好滅藻殺菌工作
循環(huán)冷卻水系統(tǒng)與其他水處理系統(tǒng)一樣，循環(huán)水在使用一段時間之后，水質容易變差，并且會出現藻類漂浮物和多種細菌。處于保護循環(huán)冷卻水系統(tǒng)和優(yōu)化循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的目的，我們應做好循環(huán)冷卻水的滅藻殺菌工作。從目前循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的滅藻殺菌工作來看，電解水是主要的滅藻殺菌方式。
電解水過程產生的部分臭氧和過氧化氫對細菌微生物有較強的殺滅作用，電極安裝的銅銀合金片電解產生的微量銅銀離子可以使蛋白質變性。利用這一過程，可以有效去除循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中的藻類和細菌，達到改善循環(huán)冷卻水系統(tǒng)水質的目的，使循環(huán)冷卻水的水質能夠得到凈化，延長循環(huán)冷卻水的使用時間，保證循環(huán)冷卻水系統(tǒng)優(yōu)化取得積極效果。
為此，我們應將電解水作為滅藻殺菌的主要方式，在系統(tǒng)優(yōu)化中積極應用電解水過程，提高滅藻殺菌效率。
五、循環(huán)冷卻水系統(tǒng)優(yōu)化應做好防腐降氯工作
為了保證循環(huán)冷卻水系統(tǒng)能夠正常工作，需要做好冷卻水的防腐降氯工作，主要應從以下幾個方面入手：
1.電解水過程中部分活性氧和活性氫結合水體中DO（溶解氧）和水分子生成臭氧和過氧化氫，利用臭氧和過氧化氫的特性有效去除水質中的雜質和細菌，保證循環(huán)水水質滿足使用要求，提高循環(huán)水的活性，達到改善循環(huán)水水質的目的。
2.熱交換器表面由于除垢效應，變得平整光滑，從而防止了垢下腐蝕，在目前循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中，熱交換器表面的污垢是處理重點。如果不能及時處理掉表面的污垢，會影響熱交換器的正常工作，因此，做好防腐降氯工作是保證熱交換器正常工作的重要手段。
3.系統(tǒng)中氯離子由于蒸發(fā)濃縮，濃度逐步增大，氯離子對冷卻水的水質影響較大。為此，在防腐降氯過程中，應重點降低循環(huán)冷卻水中的氯離子，主要應采取吸附和中和反應的方式消除循環(huán)冷卻水中氯離子。
六、結論
通過本文的分析可知，在循環(huán)冷卻水系統(tǒng)工作過程中，為了保證系統(tǒng)能夠正常工作并延長循環(huán)冷卻水的使用壽命，我們需要做好系統(tǒng)優(yōu)化工作，應重點解決溶垢、集垢、滅藻殺菌和防腐降氯問題，提高循環(huán)冷卻水的使用效率，保障循環(huán)冷卻水系統(tǒng)正常運行。
參考文獻
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中圖分類號：F4 文獻標志碼：A文章編號：1673-291X（2010）25-0209-01
在秋冬交替的季節(jié)，雨雪水白天沿井蓋流入井內保溫蓋，晚上溫度降低后凍結，第二天地面上融化的雪水又流下來晚上又凍結，反復幾次，便將保溫層凍成大冰塊，與四壁凍結在一起，要打開井蓋和保溫蓋非常困難，這種情況根本無法滿足滅火要求。如果要解決以上問題，筆者認為，應從以下兩個方面考慮。
一、循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的設計
1.冷卻塔防凍措施。氣候寒冷地區(qū)冬季運行的冷卻塔往往會發(fā)生結冰現象，嚴重結冰不僅封堵了進風口甚至造成淋水填料局部或全部倒塌。寒冷或嚴寒地區(qū)的冷卻塔，根據具體條件，宜采取下列措施：（1）在進風口上緣設置向塔內噴射熱水的噴水管，噴射熱水的量，可按冬季設計水量的20%～40%計算。（2）在塔的進水干管上宜設能通過部分循環(huán)水的旁路水管至集水池，旁路水量占冬季運行循環(huán)水量的大部分或全部。（3）配水系統(tǒng)宜采用分區(qū)配水，冬季可加大淋水填料部分的淋水密度。（4）機械通風冷卻塔可采取停止風機運行、減小風機葉片的安裝角，或采用變速電動機以及允許倒轉的風機設備等措施，風機倒轉時間一次不超過30min，以防風機損壞和影響冷卻。（5）為防止冷空氣侵入塔內造成淋水填料結冰，可在冷卻塔的進風口設置擋風板，這是目前比較有效的防凍措施。大型風筒式自然通風冷卻塔應配備摘、掛擋風板的機械設備。（6）當塔的數量較多時，可減少運行的塔數，將熱負荷集中到少數塔上或停運風機，提高冷卻后水溫以防止結冰。停止運行的塔的集水池應保持一定量的熱水循環(huán)或采取其它保溫措施。（7）逆流式自然通風冷卻塔的進風口上緣內壁宜設擋水檐，檐寬宜采用0.3～0.4m，檐與塔內壁夾角宜為45°～60°。（8）機械通風冷卻塔的風機減速器有油循環(huán)系統(tǒng)時，應有加熱油的設施。（9）冷卻塔的進水管道，出水管道應有防凍放水管，或其它防凍措施。
2.冷卻塔設計選擇。循環(huán)冷卻水系統(tǒng)冷卻塔設計選擇時，必須明確有關氣象參數，包括干、濕球溫度或相對濕度，大氣壓力，風向、風速及冬季最低溫度等?？諝飧伞袂驕囟纫话阋越谶B續(xù)不少于五年，每年最熱時期（3個月）的頻率為5%～10%的晝夜平均干、濕球溫度作為設計依據。
3.循環(huán)冷卻水系統(tǒng)設計。對于空調制冷機組循環(huán)冷卻水系統(tǒng)，冬季系統(tǒng)不運行，要求冬季停止運行后將管路中水放空，特別是室外明露管道，以防冰凍。
對于工業(yè)建筑的工藝設備的循環(huán)冷卻水系統(tǒng)，設計時特別要注意冬季的防冰凍問題。
室外埋地冷、熱水池應有防凍措施，水池應覆土保溫，池頂覆土深度盡量在冰凍深度以下，確保水池溢流水位在冰凍線以下，水池人孔設保溫井口及木制保溫蓋，保溫井口及木制保溫蓋國標97S501-1-64。有條件時冷熱水池可設在室內。
冬季冷卻水系統(tǒng)運行時管路一般不會冰凍，晚上停止運行后容易冰凍，設計時管道盡可能走室內，盡量減少室外明露管道，為防止冷卻水系統(tǒng)停運后冰凍而造成較大的損失，循環(huán)管路上設放空閥，晚上停止運行時將室外明露管路（包括冷卻塔集水盤）中的水放空，以防止冰凍，白天正常使用，冷卻塔可配用雙速電機，根據冷水管溫度情況，確定啟用高速或低速電機。
系統(tǒng)加設旁通管將熱水泵出水直接回冷水池，冬季氣溫很低時，可根據冷水管溫度情況，打開旁通管，不使用冷卻塔或部分水量經過冷卻塔，此時室外明露管道中的水仍需的放空。
二、排水系統(tǒng)的設計
室外無保溫措施的生活污水管道或水溫和它接近的工業(yè)廢水管道，宜埋設在冰凍線以下，并應保證管頂最小覆土厚度。
由于雨水管道正常使用是在雨季，冬季一般不降雨，若該地區(qū)雨水管內不貯留水，且地下水位較深，則可將管道埋在冰凍線以上，但同時應滿足管道最小覆土厚度的要求。一般情況下，室外雨水管埋深要求基本同污水管，有困難時可適當減小埋深。在冰凍深度
大型空分設備用戶是能源消耗大戶，蘊藏著巨大的節(jié)能潛力，其主要關鍵設備的節(jié)能技術已不斷取得發(fā)展，而循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的節(jié)能優(yōu)化，空分行業(yè)對此研究較少。近年來，杭氧對空分項目的循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的節(jié)能從理論到實踐進行了全面、系統(tǒng)的研究，認為空分項目的循環(huán)冷卻水泵的揚程余量太大（大部分揚程為45～60m，而實際只需30～35m），余量達到29%～71%，因此僅合理配置水泵揚程，平均就有30%左右的節(jié)能空間；同時，由于冷卻水流量安全系數重復考慮，造成確定的水泵流量不合理，雖然換熱設備冷卻水供、回水溫差設計值為8～10℃，但實際運行時溫差大多為4～6℃，有的更小。盡管有些企業(yè)已經實施了一些節(jié)能改造，但大多從表象出發(fā)，沒有抓住本質，盲目性大，因而節(jié)能不徹底，效果欠佳?？辗猪椖康难h(huán)冷卻水系統(tǒng)龐大，其節(jié)能空間相當可觀。循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的節(jié)能工作，需要創(chuàng)新設計，只有在正確、系統(tǒng)的理論指導下，從設計源頭入手，才能少走彎路。
1傳統(tǒng)循環(huán)冷卻水系統(tǒng)設計和運行中存在的問題
1.1盲目選擇水泵揚程。長期以來，空分行業(yè)以產品技術附件中的“供水壓力0.4MPa，回水壓力0.25MPa”等內容為依據來確定循環(huán)冷卻水泵的揚程，大部分選45～60m。理論上，這個做法是一大誤區(qū)，水泵揚程的確定應根據流體力學基本原理對具體的工程進行詳細水力分析計算后確定。實際上，這樣確定的水泵揚程余量太大，表現為：如果所配電機功率比較小，則管路上的閥門就不能完全打開（一般只能開30%），需要人為增加阻力損失才能安全運行；如果所配電機功率比較大，水泵就會在超大流量工況下運行，不僅水泵效率低，而且易產生葉輪汽蝕、噪聲大、振動大等不利安全運行的問題，同時，如果超額的流量對傳熱影響不大，本身就是浪費?？傊?，盲目確定水泵揚程，既浪費投資又使運行能耗增高。1.2缺少必要的水力分析計算。除了水泵揚程的選擇缺少必要的水力分析計算外，各換熱設備支路也沒有經過水力平衡分析設計，阻力損失小的支路實際流量大大超過設計流量，造成流量浪費；阻力損失大的支路實際流量小于設計流量，造成冷卻效果不理想，這時只能通過關小阻力損失小的支路上的閥門，提高整個系統(tǒng)的阻力，來調節(jié)流量平衡。如果某個支路的阻力損失特別大，這種做法就更不合理。而且，如果沒有經過必要的水力分析計算，循環(huán)冷卻水供水干管在空冷塔位置的壓力就沒有數據，空冷塔常溫水泵和冷卻水泵的揚程確定必然盲目，要么過高，要么過低。如果循環(huán)冷卻水系統(tǒng)變流量運行，更會出現這種情況。1.3不恰當地應用變頻調速技術。先盲目增加水泵揚程或流量的余量，再增設變頻調速裝置，將揚程或流量降下來。這種做法不可?。翰粌H要增加一大筆投資，而且水泵不可能在高效區(qū)工作，變頻系統(tǒng)本身也有一定的能量損失，附屬裝置增加，故障率和維修量均增大。應用變頻調速技術的目的是在變工況時調節(jié)流量。一臺工頻泵和一臺變頻泵聯合工作，當變頻泵改變流量時，工頻泵的流量朝與其相反的方向改變，不能充分發(fā)揮變頻調速的作用。同時變頻泵不可能頻率降得很低，否則，變頻泵提供的壓力比工頻泵的低得多，變頻泵就泵送不了水。1.4對變頻調速系統(tǒng)盲目采用壓力自動控制。在市政供水和采暖空調供水系統(tǒng)中，當流量改變時常采用壓力自動控制方式，有其具體原因。而盲目地將這種壓力自動控制方式應用到空分項目，就會人為增加系統(tǒng)阻力，不利節(jié)能。1.5為達到運行工藝要求人為增大阻力損失。受產品技術附件中“供水壓力0.45MPa，回水壓力0.25MPa”等內容的影響，很多用戶都認為“只要壓力上去就好”“只要水回得去就好”，一旦回水壓力低，水回不去，就去關小回水管閥門。這是運行中的一大誤區(qū)。循環(huán)水泵供水的目的是供給換熱設備冷卻水流量而不是壓力，應該是流量達到要求就好。對一個水力性能可調系統(tǒng)，流量與壓力沒有直接關系，而換熱設備進、出口壓差與該設備的流量有直接對應關系（換熱設備水力性能已固定），設計和運行時希望系統(tǒng)閥門全開，各點的壓力最低，而流量恰好滿足要求。1.6不合理確定水泵流量。確定水泵流量的各環(huán)節(jié)都考慮安全系數，造成重復考慮；工程設計時沒有確切的換熱設備水流量作為依據，更沒有相應的水阻力損失可參考，得出的總流量是個大概數，因此多數情況下所配水泵流量遠大于換熱設備的設計流量，水泵揚程偏高使實際運行流量進一步增大。實際運行中又認為流量大總是好的，流量大可以使壓縮機級間冷卻器的空氣溫度降得更低，可以降低壓縮機的功耗。這些都造成水泵流量確定不合理，使大流量、小溫差運行成為一種習慣。1.7通過關小水泵進水管閥門來調節(jié)水流量。大流量運行對水泵節(jié)能和運行不利，所以有的企業(yè)采用關小水泵進水管閥門的辦法。這種方法操作快，節(jié)能效果明顯。但是，增加水泵進水管阻力，很容易使葉輪汽蝕，進而使水泵運行效率降低、振動大、噪聲大等。1.8不考慮實際濕球溫度，冷卻塔出水溫度一律定為32℃如青海省西寧市的夏季空氣調節(jié)室外計算濕球溫度只有16.6℃，而冷卻塔的進、出水溫度依然設定為42、32℃。本來可以充分利用氣候條件，有效降低壓縮機能耗，卻被不合理的設計人為抹殺。
2通過創(chuàng)新設計實現先天節(jié)能
循環(huán)冷卻水系統(tǒng)節(jié)能改造已形成一個產業(yè)，改造規(guī)模大且節(jié)能效果明顯?？辗中袠I(yè)傳統(tǒng)地以“供水壓力0.4MPa，回水壓力0.25MPa”、《氧氣站設計規(guī)范》（GB50030—2013）標準要求壓縮機等設備用冷卻水水壓宜為0.15～0.50MPa等為依據確定循環(huán)水泵揚程，已不能適應節(jié)能減排、企業(yè)增收節(jié)支的需要，設計方法要創(chuàng)新。2.1合理確定水泵流量。首先要合理確定設計工況時的冷卻水流量，即夏季裝置滿負荷運行時所需冷卻水流量。冷卻水流量大小影響水泵與壓縮機、汽輪機的綜合能耗，冷卻水流量大，對降低壓縮機、汽輪機能耗有利，而對降低水泵能耗不利；反之，則對降低壓縮機、汽輪機能耗不利，而對降低水泵能耗有利。因此，需要確定一個使壓縮機、汽輪機能耗與水泵能耗之和最小的合理流量。根據傳熱學傳熱系數公式可以看出，在放熱側的傳熱系數一定的情況下，在水流速比較小時，換熱器的總傳熱系數隨水流速增大明顯增大，但當水流速增大到一定程度以后，傳熱系數就基本不變。因此，流量大到一定程度后，再增大流量，只會增加水泵能耗，不會降低壓縮機、汽輪機能耗，這部分流量完全浪費。而處于對總傳熱系數有影響的流量范圍，杭州杭氧制氧機研究所有限公司已有初步研究結論：加大流量后，水泵增加的能耗比壓縮機減少的能耗多；并建議供、回水溫差在8～10℃運行比較合理，水泵流量安全系數的選擇由工程設計統(tǒng)一考慮，其他環(huán)節(jié)不考慮。2.2科學確定水泵揚程。在合理確定水泵流量的基礎上，科學確定水泵揚程。即先合理布置總圖，綜合考慮投資與運行費用、操作與維修便利性等因素，合理設計管路系統(tǒng)，經反復驗算，力求各環(huán)路水力平衡、總體阻力損失最小。再計算最不利環(huán)路所有局部、沿程阻力損失和凈揚水高度（循環(huán)水池液面至冷卻塔噴頭的高度差），作為確定水泵揚程的依據（對個別阻力特別大的換熱設備支路要單獨考慮增壓）；并根據伯努利能量方程計算出供水干管在水冷塔、空冷塔位置的壓力，作為空冷塔選取增壓泵和判斷水冷塔能否直接供水的依據。由上述2點可以確定系統(tǒng)基本水泵的配置，這是最根本的。之后，在固定工況下，系統(tǒng)運行時一次性調節(jié)好支管流量平衡閥門，其他閥全開，流量恰好滿足要求，系統(tǒng)阻力處于最小狀態(tài)，平時不用調節(jié)閥門、關注壓力，操作簡化。2.3合理采用變工況時的流量調節(jié)措施。循環(huán)冷卻水系統(tǒng)管道按設計工況即最大流量設計，在科學確定基本水泵配置的基礎上，在生產負荷變小或冬季環(huán)境溫度降低需要降低流量時，要充分利用流體力學原理：“對已定型的系統(tǒng)，流量與水泵功率接近成三次方關系”，水泵功率隨流量快速下降，可以在減小流量時取得更可觀的節(jié)能效果。應根據具體條件采用恰當的輔助手段，如更換葉輪、大小泵搭配（小泵揚程也?。?、改變運行臺數、雙速電機、變頻調速、永磁耦合調速和大型水泵采用汽輪機拖動等來減小供給流量，實現變工況時的流量調節(jié)。變頻調速應用在需要經常頻繁調節(jié)流量的場合最合適。如果采用變頻器調速，建議最好采用所有工作泵同時變頻，增加的投資與減少的能耗成本相比微不足道。變頻器的調節(jié)，在不低于最小流量的前提下，通過觀察工藝冷卻效果，采用人工調節(jié)就可以。設計和運行時要盡可能使閥門全開，盡可能減小系統(tǒng)阻力損失，使流量減小時壓力自然降低。2.4合理確定冷卻塔出水溫度。在不超出常規(guī)冷卻塔投資的前提下，對夏季濕球溫度低的地區(qū)，充分利用環(huán)境溫度優(yōu)勢，降低冷卻塔設計出水溫度（如西寧市可設定為22℃），很小的代價（冷卻塔投資沒有節(jié)省）就可取得降低壓縮機能耗的大效果。2.5選用高效節(jié)能型設備和閥門。選用高效節(jié)能型水泵固然重要，但工程設計時要保證所選水泵能在高效區(qū)運行。如果所選水泵性能與實際裝置管路水力性能偏差太大，即使所選水泵效率很高，實際運行時效率也會很低。選擇傳熱系數大、阻力損失小的換熱設備和止回閥等，對空分項目循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的節(jié)能同樣十分重要。
3對已建項目進行節(jié)能改造
從長期運行考慮，對已建項目進行節(jié)能改造的原則同樣遵循新項目設計的思路。對于已經投入運行的循環(huán)冷卻水系統(tǒng)，都可以通過調整管路上閥門的開度直接讀出壓力，經過簡單計算，就可以確定系統(tǒng)在設計流量下實際所需揚程。如果能根據每個換熱設備在設計流量下的阻力進行水力分析計算，進一步驗證所測揚程是否可靠，可靠性就更高。3.1對基本配置水泵的改造。基本配置水泵的本質問題是揚程過高、流量偏大，為盡可能一勞永逸、一勞永利，改造方案首選是更換葉輪。如果原葉輪在該型號水泵中屬沒切割過或切割很少，應首先考慮原型葉輪切割，或者選用改型葉輪。這是最經濟、最方便的改造措施。其次，更換泵頭，改造內容稍多，需更換水泵進、出口短接頭，地腳螺栓孔有時也要調整，投資成本稍高。最后才是更換水泵，工作量大，投資成本最高。3.2變流量時的輔助手段改造。在對基本配置水泵進行改造的基礎上，如果要根據生產負荷變小或冬季環(huán)境溫度降低來減小供給流量，同樣可以根據具體條件采用恰當的輔助手段，如更換葉輪、大小泵搭配、改變運行臺數、采用雙速電機、變頻調速等。
4實施節(jié)能技術后的經濟效益
采用節(jié)能技術后，新建項目如不設變頻調速裝置，投資成本有所降低；對已建項目進行改造，即使更換新泵，半年內也可收回投資成本。因此，其投資成本基本可以忽略。據氣體分離設備行業(yè)統(tǒng)計，截至2016年，我國深泠分離法制空分設備的總規(guī)模在3300萬m3/h左右，循環(huán)水用電功率估計在100萬kW左右。根據調查研究分析，如果合理配置水泵揚程，約有30%的節(jié)能空間，每年可節(jié)電約57.6億kW•h；而且，空分設備每年以數百萬m3/h的規(guī)模增加（2014年新增292萬m3/h），節(jié)能空間非常大。
5建議
5.1明確換熱設備的水流阻力損失值。換熱設備的水流阻力損失是換熱設備的一個重要技術性能參數，不可缺少，它不僅用于工程設計時確定系統(tǒng)總阻力，而且在進行各支路水力平衡、優(yōu)化供水方案時也不可缺少（對某個阻力損失特別大的換熱設備，而流量又占總流量的小部分時，可考慮局部增壓）。5.2完善空分設備技術附件的相關內容。如果空分設備由專用的循環(huán)冷卻水系統(tǒng)獨立供水，空分設備技術附件中“供水壓力0.4MPa，回水壓力0.25MPa”的內容容易造成設計和運行的誤區(qū)。如果空分設備由大廠的循環(huán)冷卻水系統(tǒng)集中供水，在每個裝置點確實需要提供供水干管的供水壓力和回水干管的回水壓力，以便合理配置裝置內循環(huán)水管道。但這兩個值不事先規(guī)定，而是在對各用水裝置水流阻力損失預估的基礎上，對整個循環(huán)冷卻水系統(tǒng)進行合理設計，根據伯努利能量方程計算得到，不同的位置一般不一樣。標準GB50030—2013規(guī)定的“壓縮機等設備用冷卻水水壓宜為0.15～0.50MPa”的規(guī)定不科學。建議標準修訂時完善，更好地發(fā)揮標準對循環(huán)冷卻水系統(tǒng)精細化設計、節(jié)能減排的指導作用。
6有待進一步研究的問題
6.1開展流量對綜合能耗影響的研究。進入冷卻器或冷凝器的冷卻水流速不同對總傳熱系數影響不一樣，在水流速比較小時，隨水流速增大，總傳熱系數會明顯增大；但當水流速增大到一定程度后，傳熱系數就基本不變。為了合理確定冷卻水流量，需要綜合水力學（水系統(tǒng)設計）、傳熱學（換熱器設計）、熱力學（壓縮機、汽輪機運行能耗）3個方面的專業(yè)技術，進一步研究在什么流速下水泵、壓縮機和汽輪機的能耗之和為最小，什么流速開始對總傳熱系數沒有影響。進一步研究變工況時，合理流量的確定、調節(jié)手段的優(yōu)化。6.2研究優(yōu)化水泵出口閥門的設置。目前多數設計在水泵出口管路設置止回閥，阻力損失很大，能耗損失可觀。需要進一步明確各種止回閥的阻力特性。期盼有真正低阻力的止回閥產品，或者不設置止回閥，僅設置1只因事故停運泵時能自動關閉的蝶閥。
7結論
針對傳統(tǒng)的空分設備循環(huán)冷卻水系統(tǒng)設計和運行中存在的主要問題，創(chuàng)新設計方法，正確運用流體力學基本原理，結合空分工程的具體特點，抓住關鍵，從設計源頭入手，合理確定水泵流量，科學計算水泵揚程，不僅可以大幅度降低空分項目循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的運行能耗，還可以降低投資成本。對已建項目的改造，具體情況不同會產生多少不等的費用，但這些投資相對節(jié)省的運行費用微不足道，因此，需要改變管理觀念，該更換的應及時更換。發(fā)展節(jié)能技術是一項增收節(jié)支的有效措施，應積極組織實施空分項目循環(huán)冷卻水系統(tǒng)節(jié)能改造，大幅度降低運行成本，提高企業(yè)效益。
參考文獻：
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中圖分類號：TG375+22 文獻標識碼：A
1、引言
鋼鐵廠是用水大戶，煉鐵、煉鋼、連鑄、熱軋、制氧、冷軋等單元均有循環(huán)冷卻水系統(tǒng)。循環(huán)冷卻水系統(tǒng)具有系統(tǒng)復雜、用戶多、水量大、循環(huán)水介質種類多等特點。各循環(huán)冷卻水系統(tǒng)就像主工藝生產的生命線，對于正常的生產和設備的維護起著至關重要的作用。由于鋼鐵廠灰塵多，殺菌難度大和系統(tǒng)沒有旁濾器等原因導致沉積物增多，影響換熱效果甚至造成系統(tǒng)堵塞，沉積物也會引起垢下腐蝕。因此控制冷卻水系統(tǒng)中沉積物的工作對保證循環(huán)水系統(tǒng)的正常運行具有十分重要的意義。
2、循環(huán)水系統(tǒng)沉積物的分類
循環(huán)冷卻水系統(tǒng)在運行的過程中，會有各種物質沉積在換熱設備的表面。這些物質統(tǒng)稱為沉積物。他們主要由水垢、淤泥、腐蝕產物和生物沉積物構成。通常把后三種統(tǒng)稱為污垢。
2.1水垢
水垢一般由無機鹽組成，通常換熱器表面上形成的水垢以碳酸鈣為主。
2.2污垢
污垢一般由顆粒較小的泥沙、塵土、不溶性鹽類的泥狀物、膠狀氫氧化物、雜物碎片、腐蝕產物、油污、特別是菌藻的尸體及其黏性分泌物等組成。
3、懸浮物對粘泥沉積的影響
懸浮物是指103-105 ℃烘干的不可過濾殘渣，通俗的說就是懸浮在水中但不溶于水的固體顆粒，粒徑一般大于0.1μm，主要是泥土和砂石的微粒以及有機物和水藻類等。下面根據鋼廠2個系統(tǒng)的情況說明其影響。
系統(tǒng)一、高爐系統(tǒng)
某鋼鐵廠高爐系統(tǒng)投產初期，環(huán)境灰塵大，系統(tǒng)沒有設計旁濾器，投產期間未按要求進行水沖洗，導致半個月內冷卻水濁度在100NTU以上運行，這類物質沉積在水流慢的部位，如熱風閥下部。檢修期間，發(fā)現熱風閥有大量沉積物，經過我公司實驗室分析：沉積因子（550℃ 灼燒減重+酸不溶物+氧化鋁）占了垢樣組份的55％,說明主要成分為酸不溶物,同時含有氧化鐵顆粒、腐蝕產物。
污泥垢樣分析結果：
原因分析：
設計方面：該系統(tǒng)未設計安裝旁濾器。高爐凈環(huán)水處理是關鍵部位，負責水冷壁，熱風閥等高溫部位的冷卻，正常應采用閉路軟水，或開路設計，配備旁濾器。旁濾器是日常清除懸浮物必備的設備，高爐的處理環(huán)境存在的粉塵量很大，污泥是一個日積月累的過程，所以要做好設備配套，旁濾器就起到日常分離懸浮物的作用。
操作運行方面：循環(huán)水運行初期先運行，沒有采用水處理藥劑進行防護，由于開始時的濁度很高，有時達到150NTU，很多天在50NTU以上，并且沒有及時排水置換，系統(tǒng)中已經形成的污垢在日常情況下很難再清除，并且影響傳熱效果，嚴重時導致腐蝕和結垢的發(fā)生。
粘泥因存留在流速較低的部位，沉積就很難靠藥劑除去，建議如下：
加強日常循環(huán)水濁度的監(jiān)測，發(fā)現濁度高時要及時排水；
水處理配方中增加分散劑成分；
在負荷較低或檢修期間,通過在線局部定期通壓縮空氣吹除的方法,清洗關鍵部位。
圖1：檢修打開的熱風閥
系統(tǒng)二：軋鋼系統(tǒng)
某鋼廠軋鋼凈環(huán)系統(tǒng)運行3年左右，檢修時打開某些管道底部有黃褐色粘泥，厚度在3－4cm左右，水沖洗不能清除，取樣分析如下：
1）沉積物分析數據表
2）結果分析
以上垢樣分析結果表明：
（1)三氧化二鐵（Fe2O3）占了整個垢樣的28.91％,因其和粘泥混合在一起,不是沉淀在管道表面,說明不是腐蝕產物,而是來源與水中,應是空氣中的氧化鐵顆粒被冷卻塔吸入水中,在流速緩慢處沉淀下來。
（2)結垢因子（CaO+ MgO+ P2O5+950℃ 灼燒減重）占了整個垢樣組份的4.31％,占的比例很低,自然狀態(tài)的粘泥含有微量的鈣鎂屬于正常范圍,說明基本沒有結垢情況存在。
（3)沉積因子（550℃ 灼燒減重+酸不溶物+氧化鋁）占了垢樣組份的71％,說明主要成分為酸不溶物,同時含有少量的微生物粘泥。酸不溶物一般認為是硅酸鹽等物質, 自然界中的泥沙和粘土均屬于此類物質, 應該是水中的泥沙沉積在管道流速較低的部位,。
軋鋼廠循環(huán)水的水質一直控制良好, 應排除人為控制不當導致的沉積. 從以往的數據看, 主要是因為2次補充水的水質惡劣導致了粘泥的沉積：
在2008年8月22至9月5日由于夏季暴雨導致河水倒灌，長達2周的時間存在補充水含有大量泥沙帶入系統(tǒng)的情況, 這應是管道沉積的主要原因。
在2007年6－9月份，因為用水緊張，各個分廠都打井并使用井水，但井水的水質惡劣，含有的泥沙量較多，如2007年6月27日數據：
泥沙沉積是一個緩慢的過程，從我們對現場的了解和沉積物分析的結果看，粘泥粘性很大，幾乎沒有流動性，沉積的部位也很穩(wěn)定，沖洗的水流也不足以清除，針對這種情況,建議如下:
1,水處理配方中增加分散劑的含量，盡量在日常運行中逐漸減少粘泥的沉積量。
2，加強日常的濁度控制，如發(fā)現濁度偏高的情況應馬上采取置換，不能等待否則會有更多的粘泥沉積。
3，關注相關設備的熱交換效率，如發(fā)現換熱不良應及時進行人工清洗。
4，因為粘泥的成分大部分為酸不溶物，且粘度很大，化學藥劑均不能清除，如關鍵部位存在問題，只能通過物理方法進行清除。
補充水濁度變化曲線
圖2：2007年2次補充水濁度嚴重超標
循環(huán)水濁度變化曲線
圖3：2008年9月暴雨導致河水倒灌導致循環(huán)水濁度升高
4、粘泥沉積對循環(huán)水系統(tǒng)的影響
4.1粘泥沉積的形成
循環(huán)水處理不當，補充水濁度過高，細微泥沙、膠狀物質等帶入冷卻水系統(tǒng)，或者菌藻殺滅不及時，以及操作不慎腐蝕嚴重、腐蝕產物的形成，另外油污、工藝產物等泄露到冷卻水系統(tǒng)中，這些因素都會加劇污垢的形成。當這樣的水質流經換熱器表面時，容易形成污垢沉積物，特別是水走殼程，流速較慢的部位污垢沉積更多。
4.2粘泥沉積的危害
由于這種污垢體積大、質地稀松，容易引起垢下腐蝕，也是某些細菌如厭氧菌生存和繁殖的溫床。它們粘附在傳熱表面上，與水垢一樣都會影響換熱效率。
當防腐不當時，換熱管表面常有銹鎦附著，其外殼堅硬，但內部多孔且分布不均。它們常與水垢、微生物粘泥等一起沉積在換熱器的傳熱表面，除了影響傳熱外，更嚴重的將助長某些細菌如鐵細菌的繁殖，最終導致管壁腐蝕穿孔而泄露。
5、清除粘泥沉積的方法
5.1物理方法
采用高壓水射流噴洗，這對于產生生物粘泥堵塞的情況效果良好。
5.2化學方法
采用次氯酸鈉及季胺鹽類等殺菌劑清洗剝離微生物粘泥。配合使用滲透劑等表面活性劑以促進改善清洗剝離效果.
5.3加強循環(huán)水管理工作
循環(huán)冷卻水的運行管理是一項綜合性很強的技術工作,三分藥劑，七分管理，遇到水質異常情況應及時采取措施。加強循環(huán)水管理工作，預防各種危害。
6、結論
冷卻水中懸浮物多，沉積在系統(tǒng)內，影響換熱效果（一般懸浮物導熱系數不超過1.16W/（m.K），而鋼材的導熱系數46.4-52.2 W/（m.K））甚至造成換熱設備和系統(tǒng)管道堵塞等，粘泥沉積也會引起垢下腐蝕。因此做好循環(huán)冷卻水的濁度監(jiān)測和控制對做好水處理工作大有益處。
參考文獻
一、生產現狀
SH94型氣流干燥機工作過程中，其風機高速運行，風機軸承箱內溫度較高，需使用冷卻水對軸承箱內的油進行冷卻。自來水流量為4000Kg/h，該系統(tǒng)工作過程中每千公斤煙絲耗水量為477.3Kg。由于自來水通過軸承箱后獲得了一定的熱量，其排放后也造成一定的熱能損耗。
圖1
二、設計思路
1.設計思路。將氣流干燥機模擬水罐作為儲水罐，在模擬水罐外增加循環(huán)水泵，為風機循環(huán)冷卻系統(tǒng)提供動力。為防止模擬水灌中水溫過高，在氣流回潮機主進水水管路上加裝冷卻水罐，使用氣流回潮機的主進水對風機循環(huán)冷卻水進行冷卻，經過換熱后的氣流回潮機主進水水溫升高，減少氣流回潮機用于熱水罐加熱的蒸汽消耗。
圖2
2.設計過程。一是確定傳熱任務，計算熱負荷。氣流干燥機風機軸承箱油的溫度上限為60℃～80℃，車間在生產過程中要求軸承箱溫度不超過50℃。利用原有管路對風機軸承箱熱負荷進行測定，在保證軸承箱溫度低于50℃的情況下，所需的最小冷卻水流量為550kg/h。而后測定冷卻水進水溫度和出水溫度最大溫差為5.8℃，通過熱量衡算方程式Q=Wc×（Ic-Ic）=Wc×Cpc×（t2-t1）求得最大熱負荷Q為3.7kw，（Cpc=4.18×103J/（kg×℃））。為保證整個循環(huán)系統(tǒng)工作穩(wěn)定，要求換熱器熱負荷應大于3.7kw，在換熱器設計中，設定熱負荷量為3.8kw。二是冷卻水罐的設計。冷卻水罐熱負荷Q=3.8kw，冷卻水質量流量為550kg/h，通過通過熱量衡算方程式Q=Wh×（Ih–Ih）=Wh×Cph×（T1–T2）計算風機軸承箱冷卻水進出口溫度差t2，t2= T1–T2=Q/（Wh×Cph）=3.8×103×3600/（550×4.18×103）=5.95℃。氣流回潮機用水質量流量為700 kg/h，設其進出口溫度差為t1，t1=t2–t1=Q/（Wc×Cpc）=3.8×103×3600/（700×4.18×103）=4.68℃。計算兩流體平均溫度差（逆流，單殼程，多管程），tm=（t2 -t1）/㏑（t2/t1）=1.27/㏑1.27=5.29℃。查相關資料可知水對水傳熱總傳熱系數K經驗值為850～1700，設定總傳熱系數K為850，計算傳熱面積S，S=Q/Ktm=3.8×103/（850×5.29）=0.85m2，計算換熱器內盤管總長L=S/（πd）=0.85/（3.14×0.025）=10.83m，冷卻水罐采用直徑為700mm的不銹鋼圓柱筒體，內部盤管環(huán)繞直徑為600mm，計算其管繞圈數。N=L/（πd）=10.83/（3.14×0.72）=5.74≈6圈。三是水泵選擇。由于冷卻水罐設置于車間網架上方，與模擬水罐高度落差約有10米，故加裝水泵的揚程應大于10米，換熱器冷卻水入口流量應大于550kg/h。故循環(huán)水泵選擇 KYLR25-125型水泵，其揚程為20米，流量為1m3/ h（998kg/h），滿足設計需要。
三、效益分析
氣流干燥機風機循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的研制成功，解決了生產中冷卻水消耗大的實際問題，同時節(jié)約部分熱能損耗。其冷卻水消耗量由之前的每千公斤煙絲耗水477.3Kg，下降至每千公斤煙絲耗水50Kg以下，同時，該系統(tǒng)提高了氣流回潮機進水溫度，減少氣流回潮機蒸汽用量0.82m3/h，為企業(yè)節(jié)約了巨大的生產成本。
參 考 文 獻
一、循環(huán)冷卻水的主要腐蝕機理
1冷卻水中金屬腐蝕的機理
金屬的腐蝕電化學反應實際上是這樣的過程：首先是溶液釋放自由電子（通常把實施的電子的氧化反應稱為陽極反應）；自由電子傳遞到陰極（接受電子的還原反應稱為陰極反應）；電子再由陰極傳遞到溶液中被其他物質吸收。因此腐蝕過程是一個發(fā)生在金屬和溶液界面上的多相面反應，同時也是一個多步驟的反應。由以上論述中可以看出，一個腐蝕過程至少由一個陽極（氧化）反應和一個陰極（還原）反應組成。
碳鋼在冷卻水中的腐蝕是一個電化學過程。由于碳鋼組織表面的不均一性，因此，當它浸入水中時，在其表面就會形成許多微小的腐蝕電池。
在陽極：FeFe2++2e
在陰極：O2+2H2O+4e4OH-
在水中：Fe2++4OH-Fe（OH）2
陽極區(qū)域Fe不斷失去電子，變成Fe2+進入溶液，即鐵不斷被溶解腐蝕，留下的電子通過金屬本體移動到陰極滲碳體的表面，與水和溶解在水中的氧起反應生成OH-離子。在水中，陰、陽極反應生成的Fe2+和OH-相遇生成不溶性的白色Fe（OH）2堆積在陰極部位，鐵的表面不再和水直接接觸，這就抑制了陽極過程的進行。但當水中有溶解氧時，陰極部位的反應還要進行下去，因Fe（OH）2這種物質極易被氧化為Fe（OH）3，即鐵銹。由于鐵銹基本不溶于水，所以只要水中不斷的有氧溶入，這種腐蝕電池的共軛反應也就不斷的進行。換而言之，也就是碳鋼的腐蝕會不斷地進行下去。
上述腐蝕電池中，陽極氧化反應和陰極還原反應必須同時進行，如其中一個反應被停止，則整個反應就會停止，故稱為共軛反應。因此，如果能設法控制在其陰極過程或陽極過程，則整個腐蝕過程也就會相應的得到控制。反之，如果在陽極不斷除去Fe2+或在陰極表面不斷充分補充供給氧，則共軛反應也就會加速進行，即腐蝕過程變快。因此，采用不同的方式控制其陰極或陽極過程，就是控制冷卻水系統(tǒng)腐蝕的各種方法的依據。
二、循環(huán)冷卻水中金屬腐蝕的影響因素
1、pH值
冷卻水中的pH值對于金屬腐蝕速度的影響往往取決于該金屬的氧化物在水中的溶解度對pH值的依賴關系。因為金屬的腐蝕性能與其表面上的氧化膜的性能密切相關。pH在4.3～10.0時碳鋼的腐蝕率幾乎不變，但水中鈣硬的存在，碳鋼表面常有一層碳酸鈣保護膜，當pH偏酸性時，其腐蝕率要比pH值偏堿性時高。
2.陰離子
金屬的腐蝕率與水中陰離子的種類有密切的關系。水中不同的陰離子在增加金屬腐蝕速度方面具有以下的順序：
NO3-
冷卻水中的SO42-、Cl-等活性離子能破壞碳鋼、不銹鋼和鋁等金屬或合金表面的鈍化膜，增加腐蝕反應的陽極過程速度，引起金屬的局部腐蝕。
3、絡合劑
它能與水中的金屬離子（例如銅離子）生成可溶性的絡離子，使水中金屬離子的游離濃度降低，金屬的電極電位降低，從而使金屬的腐蝕速度增加。
4、硬度
水中鈣離子濃度和鎂離子濃度之和稱為水中的硬度。鈣、鎂離子濃度過高時，則會與水中的碳酸根、磷酸根或硅酸根作用，生成碳酸鈣、磷酸鈣和硅酸鎂垢，引起垢下腐蝕。
5、金屬離子
冷卻水中的金屬離子對腐蝕的影響大致有以下幾種情況。
冷卻水中的堿金屬離子，例如鈉離子和鉀離子對金屬和合金的腐蝕速度沒有明顯的或直接的影響。銅、銀、鉛等重金屬離子在冷卻水中對銅、鋁、鎂、鋅這幾種常用金屬起有害作用。水中這些重金屬離子通過置換作用，以一個個小陰極的形式析出在比它們活潑的基體金屬的表面，形成一個個微電池而引起基體金屬的腐蝕。
在酸性溶液中，Fe3+是一種陰極反應加速劑。在中性溶液中Fe2+卻可以抑制銅和銅合金的腐蝕。
鋅離子在冷卻水中對鋼有緩蝕作用，因此鋅鹽被廣泛用作冷卻水緩蝕劑。
6、電偶
在冷卻水系統(tǒng)中，不同金屬或合金材料間的接觸或連接常常是不可避免的。發(fā)生連接的兩種或兩種以上的金屬或合金，如果彼此的腐蝕電位相差較大，它們再與冷卻水相接觸，就會形成一個腐蝕大電池或電偶而發(fā)生電偶腐蝕。
7、微生物
微生物黏泥是指水中溶解的營養(yǎng)源而引起細菌、絲狀、藻類等微生物群的繁殖，并以這些微生物為主體，混有泥砂、無機物和塵土等，形成附著的或堆積的軟泥性沉積物。冷卻水系統(tǒng)中的微生物黏泥會引起冷卻水系統(tǒng)中設備的腐蝕。而鐵細菌將二價鐵離子氧化位三價鐵離子，同時產生大量黏液，構成銹瘤。銹瘤下面的金屬表面常常處于缺氧狀態(tài)，從而構成氧濃差電池，引起腐蝕。硫氧化菌能把元素硫或其他還原態(tài)的硫化物氧化為硫酸，使介質的pH值降低。因此有強的腐蝕性。
中圖分類號：TB47 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2012）10（c）-0046-01
某島國新建濱海電站，該電站一期工程1×300 MW機組已于2010年投產發(fā)電。其鍋爐為哈爾濱鍋爐廠提供的亞臨界、一次中間再熱、直吹式煤粉爐，汽輪機為哈爾濱汽輪機有限公司提供的亞臨界、一次中間再熱、單軸、雙缸雙排汽凝汽式汽輪機，凝汽器為汽輪機廠配套的鈦管凝汽器、該機組凝汽器循環(huán)冷卻水設計為虹吸式海水開式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)，配套的循環(huán)冷卻水管道為大直徑玻璃鋼管。循環(huán)冷卻水管線長度超過500 m，排水口設虹吸井用以回收能量降低循環(huán)水泵水頭以降低循環(huán)水泵功耗，配備兩臺長沙水泵常生產的88LKXD-17 X型立式式斜流泵，揚程為17 m、流量為8.15 m3/s、效率為87.4%，循環(huán)水泵出口設置有液動蝶閥，循環(huán)水泵入口前池設置有移動式清污機和旋轉濾網、循環(huán)水管道采用玻璃鋼管道。
由于循環(huán)水系統(tǒng)啟動失敗或因水錘造成管道、膨脹節(jié)損傷事故在國內屢屢發(fā)生，而該機組循環(huán)冷卻水管線長且管道為分段連接的玻璃鋼管道，雖然該玻璃鋼管道耐海水腐蝕但是其材質決定了其耐受變形的能力較差，由于現場管道填埋在沙地下，管道周圍全是沙粒，一旦發(fā)生泄漏循環(huán)水管道周圍將發(fā)生沙粒流失產生空洞，循環(huán)水管道周圍產生空洞后由于其管徑大在充滿水的情況下質量更大，將使循環(huán)水管道加快破裂或斷裂，同時由于管道泄漏導致的水土流失可能會危急周圍的部分固定建筑基礎，而且海水的涌入也會導致附近區(qū)域地下水成分變化，影響相關區(qū)域的植被生長。盡管循環(huán)水管道的施工過程受到了嚴格的質量監(jiān)督與監(jiān)控，管道填埋后也進行了全面的內部檢查和地表的沉降監(jiān)測，盡管循環(huán)水管道與凝汽器接口設置了膨脹節(jié)、管道沿程設置了排空氣閥，但是出于安全性與環(huán)保性考慮同時為保證調試和商業(yè)運行期間循環(huán)水系統(tǒng)能安全啟動和穩(wěn)定運行，特設計兩種投運方案并對其進行優(yōu)缺點分析論證而后投入實際應用，兩種方案分別如下。
方案一：適當注水或不注水直接啟動循環(huán)水泵，通過適當開啟循環(huán)水泵出口蝶閥的方式向系統(tǒng)注水（此方式為常規(guī)采用的啟動方式），操作步序詳見圖1。
優(yōu)點是啟動過程簡單、節(jié)省啟動時間。
缺點是初次啟動時出口蝶閥開度暫無法確定，啟動過程中如果蝶閥中停開度過大將對系統(tǒng)造成較大沖擊可能造成膨脹節(jié)或循環(huán)水管道的損傷，如果蝶閥開度過小可能導致該立式斜流循環(huán)水泵啟動過電流跳閘導致啟動失敗。
方案二：先注水形成虹吸后啟動循環(huán)水泵，操作步序詳見圖2。
該石化公司凈化水廠是在2009年建立了污水深度處理系統(tǒng)，此系統(tǒng)的實際處理能力約為每小時一千噸，次年，與本公司的化肥廠第二套化肥裝置相匹配的循環(huán)冷卻水系統(tǒng)開始回用到凈化廠的污水深度處理中，以構成一個循環(huán)水系統(tǒng)的補充水。不過，不容忽視的是深度處理污水的水質存在著一定的腐蝕性，最初回用期中，對循環(huán)冷卻水腐蝕性的碳鋼掛片進行了一番詳細認真的監(jiān)測，發(fā)現其的腐蝕率較高，更有甚者高于相關標準規(guī)定的上限值，即0.075mm/a。所以，筆者認為非常有必要對深度處理污水在循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的回用進行詳細的探討。
1 深度處理污水試驗流程
冷卻用水必須對以下水質加以考慮：冷卻水系統(tǒng)不存在腐蝕現象；不具備生黏液的微生物所需的營養(yǎng)物。此外，對循環(huán)冷卻水補水的水質有著極為嚴格的要求，由于鈣、鎂等一些硬度離子的存在，不同程度上會出現部分特殊的問題。
按照原污水的水質特征以及對深度處理出水的具體要求，在深度處理污水過程中，應根據以下條件選擇合適的工藝，即可以將原污水中遺留下來的COD、BOD進一步降低；能夠除磷、除氮氣的；能夠清理懸浮物、減少濁度的；能殺毒、滅菌的。由于原污水中含有一定的鹽量和鈣鎂離子，以及對出水提出的要求，工藝選擇時，必須涵蓋軟化及除鹽方法。
在通過一番詳細的論證后得出下列深度工藝流程。不過，因原水中存在諸多的細菌，所以，先進行臭氧殺菌，然后加入適當量的加氯予以消毒。所選擇的工藝流程是：原水―生物接觸氧化―絮凝沉降―過濾―O3氧化―CI2消毒―納濾膜過濾―出水。以下對這些工藝流程進行概述：
生物接觸氧化；主要是在有氧的情況下，憑借好氧微生物的作用，確保有機物能夠順利的產生生化反應。在這一過程中，廢水中存在的溶解性有機質會通過微生物的細胞壁及細胞膜被良好的吸收，有的有機物會通過微生物氧化成為簡單的有機物，還有的有機物會通過微生物轉化成生物體不可缺少的營養(yǎng)物質，進而構成新的細胞促進微生物持續(xù)良好的生長與繁殖，產生出大量的菌體。
混凝沉淀；混凝主要指的是將化學藥品投入到污水中，對使懸浮固體相互分離的力量予以去除的過程。該過程主要在快速攪拌池中產生物理作用。絮凝指的是懸浮物的聚焦作用，發(fā)生因重力影響而沉降的顆粒；沉淀指的是懸浮固體因重力和污水的影響而發(fā)生分離。通過實驗明確了絮凝劑、助凝劑的類型規(guī)格以及具體加量，對他們的實際反應時間和凝聚后的懸浮物沉降時間予以了掌握，為絮凝池的設計提供了重要的依據。在同時加入絮凝劑和助凝劑后，膠體顆粒會逐漸的凝聚，溶液電位不同程度發(fā)生變化。絮凝劑與助凝劑在相應的范圍領域內如果電位較低，那么，效果就會特別明顯，直觀礬花就會越大。
過濾；目的在于消毒之前提供潔凈的水，這樣，就能夠減少諸多的有機物、膠狀物、懸浮物。顆粒物去除之后，消毒會不同程度上有了改善。要想制定詳細的出水濁度標準，就必須做好過濾這一環(huán)節(jié)。實驗過程中，對精密過濾器的操作條件進行了認真的考核，最理想的運行壓力是>0.45MPa，對反洗周期、反洗水量等設計所需參數加以了明確。
臭氧消毒；臭氧能夠使廢水中的細菌、細菌孢子以及營養(yǎng)型微生物失活，同時將有害的病毒去除掉。另外，臭氧和廢水中產生的化學氧化物質反應，會使BOD5與COD進一步降低，進而出現氧化有機中間體與最終產物。通過臭氧處理還能夠使廢水中存在的氣味和顏色不斷減輕。
加氯消毒；主要在廢水中加入氯氣或者次氯鹽酸。如果采用的是氯，其在和水結合后會產生次氯酸和鹽酸。次氯酸屬于重要的消毒劑。所以，應確保pH在7.5以下，從而避免次氯酸離解成次氯酸離子。
反滲透；具有三個組成部分，即前處理、反滲透脫礦質、后處理。實驗過程中，針對反滲透膜與新型膜材料―納濾膜的比較，發(fā)現只要采用操作條件簡單的納濾膜就能夠達到出水的水質要求。
2 緩蝕阻垢劑配方篩選及監(jiān)測掛片的腐蝕率2.1 緩蝕阻垢劑配方篩選
通過市場中常見的緩蝕劑，制定出新的緩蝕阻垢劑配方，做相關的旋轉掛片腐蝕實驗，不僅要對鋅鹽和其他組分的配伍性、藥劑的穩(wěn)定性加以考察，還必須詳細認真的考察水中Zn2+濃度和試片腐蝕率間的關聯性。
在化肥廠循環(huán)冷卻水現場取出一定量的已回用了的深度處理污水后的循環(huán)冷卻水，其的水質分析數據是：磷整體濃度是6.2mg/ L，pH值是8.0，鈣實際硬度是805mg/L，Zn2+濃度是1.10mg/L。將去離子水和實驗用水進行調配，再分別添加濃度在200mg/L的含磷預備液，確保各燒杯溶液的整體磷濃度不會存在太大差距，最后，分別加入濃度在60mg/L的含鋅預備液，以逐漸增加各燒杯溶液的Zn2+濃度。將去離子水當做補充水，每天的早上與晚上進行一次補水，確保液位的穩(wěn)定性。通過實驗得出，當實驗水中的Zn2+濃度進一步升高時，掛片腐蝕率就會逐漸降低，這足以證明Zn2+濃度是減少掛片腐蝕率的最佳方法。隨水溶液中的Zn2+濃度低于1.2mg/L，隨Zn2+濃度的不斷升高時，大大降低了緩蝕率；而當水溶液中的Zn2+濃度高出2mg/L時，緩蝕率沒有特別明顯的提高。2.2 監(jiān)測掛片的腐蝕率
使用新配方緩蝕阻垢劑之后，循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的鋅離子濃度保持在二到四mg/L的范圍。在回用深度處理污水之前，循環(huán)冷卻水的掛片腐蝕率實際控制的較好；回用深度處理污水后的初期階段，對掛片腐蝕率進行監(jiān)測后，發(fā)現其遠遠高于0.075mm/a的石化行業(yè)上限控制指標，于是，開始使用新研發(fā)的緩蝕阻垢劑，掛片腐蝕率有了顯著的下降；不過后來由于深度處理污水水質進一步惡化，并且，回用量不同程度上加大，導致循環(huán)冷卻水的水質發(fā)生了極為嚴重的惡化；此時，應及時的對循環(huán)冷卻水中緩蝕阻垢劑的有效含量加以適當的控制，以防止循環(huán)冷卻水發(fā)生腐蝕情況。
3 結論
關鍵詞：鋼鐵企業(yè) 循環(huán)冷卻水系統(tǒng) 節(jié)能技術
前言：對于鋼鐵企業(yè)而言，影響成本的因素較多，雖然原材料價格、產品銷售等占據主導地位，但是，能源消耗也產生較大影響，關乎企業(yè)盈利能力。因此，要注重節(jié)能理念的滲透，應用節(jié)能技術，切實提升企業(yè)競爭能力。面對循環(huán)冷卻水系統(tǒng)在能耗方面的突出問題，需要重視節(jié)能技術應用，節(jié)省資源，擴大節(jié)能措施的應用范圍，強化節(jié)能設計，在根本上降低水系統(tǒng)的電耗，實現對整個鋼鐵企業(yè)能耗的合理控制，強化節(jié)能減排措施的推行。
1對鋼鐵企業(yè)循環(huán)冷卻水系統(tǒng)節(jié)能技術應用概括介紹
對于鋼鐵企業(yè)的循環(huán)冷卻水而言，主要構成為直接冷卻水開路循環(huán)水系統(tǒng)以及間接冷卻循環(huán)水系統(tǒng)。立足間接系統(tǒng)，主要構成部分為敞開和密閉水處理系統(tǒng)。針對不同的冷卻水系統(tǒng)，對水質提出差異性的要求，涉及諸多冷卻裝置，如冷卻塔、冷卻器、換熱器等。立足常溫條件，傳統(tǒng)冷卻裝置能夠實現循環(huán)水系統(tǒng)溫度降低的目的，但是，在溫度較高的情況下，循環(huán)冷卻水溫度過高的問題成為困擾鋼鐵企業(yè)的重要問題。另外，立足節(jié)能，循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中蘊含大量技術，需要進行深入分析，切實提升技術應用效率。
2對風機、水泵等進行變頻改造
在當前的循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中，涉及大量風機和水泵設備，其處于額定功率下運行，在進行風機流量設計的時候，應用的是最大風量需求設計原則，因此，很難形成閉環(huán)的控制，忽視省電要求。另外，在調控方式、電氣控制等方面都存在不合理的地方。對于風機、水泵的負載，其設計的標準是滿負荷工作量，但是，并不是都處于滿負荷狀態(tài)下運行。因此，為了實現對節(jié)能的改善，應用變頻器實現對風機和水泵負載的控制極具科學性。發(fā)揮變頻器內部PID軟件的作用，對電動機轉速進行調節(jié)，滿足水壓和風壓的恒定狀態(tài)，保證整個系統(tǒng)的壓力達到運行標準，滿足閉環(huán)恒壓控制狀態(tài)，這在根本上大大提升了節(jié)能效率。另外，變頻器能夠滿足大電動機軟起和軟停的目的，降低電動機故障率，設備使用周期被延長。這一技術在鋼鐵企業(yè)中得到廣泛推廣和應用。針對風機、水泵電機的變頻改造，需要重視對測試、變頻器選擇以及使用方面的關注，以更好地提升改造效率，提高改造效果。首先，在進行系統(tǒng)測試的時候，要結合改造標準和要求，制定合理的參數，同時，構建更加嚴謹的測試方案，結合生產工藝進行合理組織安排，進行具有代表性的多次測試。其次，對于變頻設備類型的選擇，要結合應用環(huán)境與背景，對設備的各種性能進行考量，如速度精度、轉矩等，在此基礎上實現控制模式的明確，保證防護結構的合理性。再次，在應用變頻器的時候，需要注意的是在變頻器和電源之間安裝斷路器，目的是避免變頻器發(fā)生故障時事態(tài)的擴大?？傊?，通過對風機、水泵電機變頻器的改造，節(jié)能效果十分顯著，對降低維修、改善等費用也產生一定的作用。
3對熱泵技術應用的介紹
對于熱泵技術而言，主要是借助高位能，促使低位熱源流向高位熱源裝置，是當前水冷卻系統(tǒng)中能效比較高的制冷和制熱方式。在冬季，水體溫度高于環(huán)境空氣溫度，借助這一時差有效提升熱泵循環(huán)的蒸發(fā)能力和供暖能效。而在夏季，水體溫度低于空氣環(huán)境溫度，因此，制冷的冷凝溫度降低，冷卻效果突出，整個機組的運行效率得以顯著提升。在實際的應用中，水源熱泵優(yōu)點突出，其主要能源類型為清潔可再生能源，有利于水資源的節(jié)約，環(huán)保效果突出，滿足供暖和制冷的雙重需要，改進措施相對簡單。與此同時，水溫波動相對穩(wěn)定，不會出現較大的變動，整個熱泵機組的運行更加可靠與穩(wěn)定，維護了系統(tǒng)的高效性與經濟性，維護費用大幅降低，有效延長了設備的使用周期。在熱泵技術應用與改善中，需要關注經濟性指標，加強試驗，重視對雜水質循環(huán)冷卻系統(tǒng)的預處理，制定有效的方案。
4對冷卻塔水輪機驅動改造的介紹
在鋼鐵企業(yè)中，比較常見的冷卻設備為冷卻塔。借助水輪機驅動實現對葉輪風機的替代，勢十分突出，首先，能夠滿足節(jié)能和節(jié)電的要求。在水輪機驅動的應用下，風機部分的耗電為零。其次，能夠達到環(huán)保和無噪聲的標準。對于水輪機的機量轉換而言，其主要完成的位置是水流道內，同時，不需要電機和減速機的支持，有力消除了低頻電磁聲和機械噪音。再次，凸顯高效性。借助水輪機直接驅動風機，省去了減速機，同時，水流量的變化會誘發(fā)風量的變化，保證穩(wěn)定在合適的氣水比范疇，散熱效果顯著。第四，使用壽命被延長。對于水輪機而言，其結構相對簡單，技術完善。第五，具有相對安全的運行環(huán)境。冷卻塔自身存在漏電、爆炸等潛在危險，而水輪機不用電，避免高危環(huán)境作業(yè)，增加了冷卻塔運行環(huán)境的安全性。第六，具有較強的適用性，改造費用不高。水輪機驅動改造適合于多種冷卻塔，安裝相對簡單，對原有結構不會產生破壞，設備不需要改變，省去大量場地要求，節(jié)約了大量電能和維護支出。鑒于冷卻塔水輪機驅動改造技術的優(yōu)勢，同時，考慮到鋼鐵企業(yè)生產運行的連續(xù)性需求，在進行具體改造的時候，需要關注幾個問題，一方面，要考量水輪機改造之后之后能否適應較為惡劣的運行環(huán)境；水輪機驅動改造之后能否對循環(huán)水泵的電流產生影響，一旦出現改變，需要進行預防措施的制定；在水輪機改造中，還要全面考慮冷卻塔中填料的布置情況，重視冷卻塔的規(guī)模以及受力結構等技術問題。在整個改造中，最為關鍵的環(huán)節(jié)是冷卻塔水輪機的改造，要立足水量穩(wěn)定的前提下進行。
5冷卻水溫對鼓風汽輪機真空經濟性影響的分析
對于鼓風汽輪機凝汽器真空的建立和形成主要分為兩個組成部分，即機組的啟動和運行兩個階段。在啟動時期，凝汽器真空實現的目的是抽出凝汽器中的空氣，真空建立的效果主要取決于抽氣器的容量和性能，同時，也受到真空系統(tǒng)嚴密性的制約。在機組啟動之后，一旦氣體排到凝汽器，在冷介質的影響下出現冷卻現象，同時凝結成水，體積被大大縮小，凝汽器成為真空環(huán)境。真空的形成實現了對機組危害的有效降低?？茖W的降低冷卻水水溫能夠提升真空，促使汽輪機理想的比焓降增大，汽輪機的效率得到大幅的升高。冷卻水的降低需要大量冷卻塔冷風機的支持，因此，要對汽輪機效率與增大冷卻風機用電量之間進行經濟性的比較。
結束語：綜上，對于鋼鐵企業(yè)而言，能源系統(tǒng)備顯綜合性，涉及諸多能源介質的使用，因此，要重視對能源介質的平衡，以實現能源的最佳匹配。要重視對循環(huán)冷卻水系統(tǒng)內部工藝和設備的節(jié)能改造，在根本上強化對能源系統(tǒng)全流程的管理。
參考文獻：
中圖分類號：TH03 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2015）19-0016-03
包頭煤化工有限責任公司位于包頭市九原工業(yè)園區(qū)內。公司設置有三個循環(huán)水場，均采用敞開式循環(huán)冷卻水工藝。其中第三循環(huán)水場主要為MTO裝置、烯烴分離裝置、PP/PE裝置、C4裝置提供循環(huán)冷卻水；系統(tǒng)設有8間冷卻水塔、8臺風機；系統(tǒng)的設計循環(huán)水量為43000m3/h、保有水量為13000 m3；采用正磷酸鹽水穩(wěn)藥劑配方，控制系統(tǒng)的腐蝕、結構及微生物，主要工藝控制指標見表一：
2014年6月下旬，第三循環(huán)水冷卻塔的配水系統(tǒng)、塔內壁、填料及支撐構件上出現了藻類滋生的現象，藻類的大量繁殖，不僅能使換熱器有機物結構，而且能導致無機物結垢[1]，水場工藝管理人員安排采用連續(xù)投加活力溴、間歇投加次氯酸鈉的方式（方案一）進行控制，效果甚微。至8月初，藻類在冷卻塔內壁大量滋生，為及時更好控制藻類的進一步繁殖，防止發(fā)生生物黏泥沉積，工藝人員在原有控制方案的基礎上安排沖擊性投加三氯異氰尿酸（方案二），效果甚佳，藻類不但被殺滅而且被剝離，系統(tǒng)恢復正常。
現就上述控制調整過程進行論述，從而更好的指導日常的工作。
1、殺菌劑介紹
1.1 活力溴SW1102
活力溴SW1102是最新一代溴類液體氧化型殺菌劑。同其它常用的氧化型殺菌劑或非氧化殺菌劑比較，活力溴能較好的控制生物膜的形成。 由于活力溴在具備氧化殺菌劑的作用同時，可降低氯離子的產生，更好的穩(wěn)定水質指標參數[2]。其殺菌滅藻的作用機理：
Br2+H2OHBrO+HBr
HBrOH++BrO-
1.2 次氯酸鈉
次氯酸鈉是一種強氧化劑，外觀為淡黃色的透明液體，有類似于氯氣的刺激性氣味，具有理想的殺菌效果和漂白、除臭功能，第三循環(huán)水系統(tǒng)使用的次氯酸鈉的有效氯的濃度為10%。它在水中生成次氯酸根離子，再通過水解反應生成次氯酸，具有殺菌作用。其作用機理：含氯消毒劑在水中形成的次氯酸，作用于菌體蛋白質。次氯酸不僅可與細胞壁發(fā)生作用，且因分子小，不帶電荷，故侵入細胞內與蛋白質發(fā)生氧化作用或破壞其磷酸脫氫酶，使糖代謝失調而致細胞死亡。
另外，當用較高濃度的次氯酸鈉時，對循環(huán)水系統(tǒng)有良好的黏泥剝離作用，可以用來處理系統(tǒng)中沉積的黏泥。
1.3 三氯異氰尿酸
三氯異氰尿酸英文縮寫TCCA？，白色片狀，是一種高效有機氯消毒劑，有效氯含量高達90%以上，具有速效、緩釋作用的特點，與其他氧化性殺菌劑相比，其性能穩(wěn)定，儲存和使用安全方便，而且不含Ca2+，不會增加水的硬度，三氯異氰尿酸對不銹鋼幾乎無腐蝕作用，但對黃銅的腐蝕比較嚴重[3]，作為新型高效的消毒、漂白劑，應用范圍很廣，且對人體無不良影響。其作用機理：三氯異氰尿酸在水中水解次氯酸和異氰尿酸，由于異氰尿酸的存在，使次氯酸在水中的狀態(tài)更加穩(wěn)定，對比其他氯類殺菌劑效果更強。
2、藻類滋生原因分析
2.1 氣溫：包頭地區(qū)2014年6月-8月白天最高氣溫35℃，最低氣溫24℃。
2.2 光照：光照的時間和強度為一年中最強。
2.3 供回水溫度：第三循環(huán)水系統(tǒng)在夏季風機全部運行的情況下，供回水溫度均接近指標上限（供水溫度≤30℃，回水溫度≤41℃）。
2.4 pH值：第三循環(huán)水系統(tǒng)常年將pH值控制在工藝指標7.9-8.6之間。
2.5 營養(yǎng)源：第三循環(huán)水系統(tǒng)采用正磷酸鹽的水質穩(wěn)定劑配方，而磷酸鹽是藻類
很好的營養(yǎng)鹽。
2.6 二氧化碳：對于敞開式的循環(huán)冷卻水系統(tǒng)其中溶解大量的二氧化碳。
綜上所述：夏季的第三循環(huán)水場采用敞開式循環(huán)冷卻工藝，水溫在25-30℃，pH在7.9-8.6，日照充足，水中溶解氧達到飽和，營養(yǎng)源充足，這些都為藻類的滋生提供了良好的環(huán)境、能源及營養(yǎng)條件。因此，由補充水與空氣帶進系統(tǒng)的藻類會很快繁殖起來。
3、系統(tǒng)正常運行時的相關指標（6月1日-6月20日）
系統(tǒng)正常時通過連續(xù)投加活力溴，間歇式投加次氯酸鈉的方式進行菌藻的控制。其中活力溴日平均投加量439kg，次氯酸鈉日平均投加300kg。相關水質指標如下：
3.1 系統(tǒng)余氯
由圖1可知：系統(tǒng)余氯平均值為0.14mg/L，接近控制指標下限。同時有5日余氯控制在0.10mg/L以下。
3.2 系統(tǒng)氯離子含量
由圖2可知：系統(tǒng)氯離子含量平均值為693.8mg/L，已超中心級控制指標，接近工藝控制指標上限。其中6月15日的氯離子更是超過750mg/L。
經過上述圖表及分析可知：
系統(tǒng)正常時余氯值控制偏低，藻類雖未出現滋生繁殖現象，但是只要條件具備，隨時都可發(fā)生；
可同時由于投加次氯酸鈉導致系統(tǒng)中氯離子含量偏高，這樣一方面給系統(tǒng)帶來腐蝕風險，另一方面又加大了系統(tǒng)的排污置換量（每日平均置換量1820m3）。
4、方案一：投加效果分析（6月21日-8月10日）
方案一：活力溴+次氯酸鈉；活力溴采用連續(xù)投加，次氯酸鈉間歇式投加。其中活力溴日平均投加425kg，次氯酸鈉日平均投加658kg，相關水質指標如下：
4.1 系統(tǒng)余氯
由圖3可知：系統(tǒng)余氯平均值為0.12mg/L，低于控制指標下限。同時有22天的余氯低于0.10mg/L。
4.2 系統(tǒng)氯離子
由圖4可知：系統(tǒng)氯離子含量平均值為686.0mg/L。已超中心級控制指標，接近工藝控制指標上限，且出現3次超標現象。
4.3 系統(tǒng)濁度
由圖5可知：系統(tǒng)濁度平均值為5.82NTU。
經過上述圖表及分析可知：
系統(tǒng)出現藻類滋生現象后，活力溴的投加和系統(tǒng)正常時的投加量基本持平，次氯酸鈉的投加量較系統(tǒng)正常時的投加增加了119%；
系統(tǒng)余氯值控制偏低，藻類出現滋生繁殖，且未能很好控制；
同時由于大量投加次氯酸鈉，致使系統(tǒng)中氯離子含量偏高，一方面給系統(tǒng)帶來腐蝕風險，另一方面加大了排污置換量（每日平均置換量1663m3）。
5、方案二：投加效果分析（8月11日-8月31日）
方案二：活力溴+次氯酸鈉+三氯異氰尿酸；活力溴連續(xù)投加，次氯酸鈉間歇式投加，三氯異氰尿酸沖擊性投加。其中活力溴日平均投加量512kg，次氯酸鈉日平均投加量557kg ，三氯異氰尿酸日平均投加量90kg，相關水質指標如下：
5.1 系統(tǒng)余氯
由圖6可知：系統(tǒng)余氯平均值為0.155mg/L，在正常工藝控制指標范圍內，且系統(tǒng)余氯控制較平穩(wěn)。
5.2 系統(tǒng)氯離子
由圖7可知：系統(tǒng)的氯離子平均值：652.9 mg/L，在正常工藝指標控制范圍內，且低于中心控制指標。
5.3 濁度
由圖8可知：系統(tǒng)濁度的平均值：9.28NTU。
經過上述圖表及分析可知：
方案二較方案一活力溴的投加量增加了20%，次氯酸鈉的投加量減少了15%，同時投加了三氯異氰尿酸；
采用方案二后系統(tǒng)的余氯、氯離子控制較好，且系統(tǒng)的濁度出現了三次大的波動，這三次波動和系統(tǒng)余氯的波動情況吻合，說明藻類的滋生繁殖得到了很好的控制，藻類被殺滅剝離，進入系統(tǒng)中致使系統(tǒng)的濁度增加；
系統(tǒng)中氯離子降低，一方面系統(tǒng)腐蝕風險降低，另一方面降低了排污置換量（每日平均置換量1439m3）。
6、結論
通過上述分析可得出以下結論：
夏季的循環(huán)水系統(tǒng)如若控制不當，必然出現藻類的滋生與繁殖。為此，必須提前進行預防控制，及時查看相關水質參數，加強現場管控。保證系統(tǒng)余氯在正常指標范圍內，且不出現大的波動。如此不僅降低了藻類滋生繁殖產生生物黏泥對系統(tǒng)的危害，而且減少藥劑損耗。
次氯酸鈉的大量投加，增加了系統(tǒng)氯離子腐蝕的風險，為降低氯離子的危害，需進行大量的的排污置換，致使次氯酸鈉在系統(tǒng)中的停留時間太短，藥劑未發(fā)揮作用，即排出系統(tǒng)，從而導致系統(tǒng)余氯偏低，余氯偏低需再次投加次氯酸鈉進行控制。如此惡性循環(huán)，即不能保證系統(tǒng)余氯，又造成藥劑及水量的損耗。而三氯異氰尿酸在控制藻類滋生繁殖方面具有很好的效果，因其加入系統(tǒng)后有一個溶解的過程，在此過程中藥劑持續(xù)發(fā)揮作用，不僅很好的控制穩(wěn)定了系統(tǒng)的余氯，而且不會造成氯離子的突然升高，同時可及時將藻類從系統(tǒng)剝離，減少了藥劑及水量的損耗。
活力溴不僅對系統(tǒng)沒有氯離子的貢獻，而且在殺菌滅藻方面具有獨特的作用；次氯酸鈉可短時間內提升系統(tǒng)余氯，但對系統(tǒng)氯離子貢獻高；三氯異氰尿酸在穩(wěn)定系統(tǒng)余氯及氯離子方面效果顯著。因此合理投加三種藥劑，發(fā)揮藥劑間的協(xié)同作用，使每種藥劑的功效最大化，不僅能夠降低藥劑成本，而且可以很好的控制藻類的滋生與繁殖。
參考文獻
[1] 季國義.藻類在電廠循環(huán)冷卻水中的危害[J].水處理技術，1987，（04）： 255.
高耗能是化工生產企業(yè)的主要特點，因此降耗工作成為企業(yè)日常工作中的重中之重。循環(huán)冷卻水系統(tǒng)是化工生產系統(tǒng)中的重要單元，其能耗在整個化工生產系統(tǒng)中占很大比例，因此如何通過降低循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的運行成本提高生產效益，成為眾多化工生產企業(yè)探討的方向。本文主要從循環(huán)水降溫冷卻環(huán)節(jié)降耗措施進行討論。
1 循環(huán)水系統(tǒng)節(jié)能改造簡介
1.1 目前循環(huán)水系統(tǒng)的運行現狀
在工業(yè)循環(huán)水系統(tǒng)中，一般回流入冷卻塔的水流還具有大量的能量，表現在：
1.1.1 因為換熱設備位置高，循環(huán)水必須泵到很高的位置，循環(huán)水從最高位置流到出水口（或熱水池）的位差較大，循環(huán)回水就具有位能，又叫勢能；
1.1.2 水泵富余，就是選用的水泵的額定揚程偏大。這是因為計算系統(tǒng)阻力是經驗估算，不準確，設計考慮安全系數，選用的水泵的額定揚程一般就偏大，很多大10米以上，因此，水泵實際提供給循環(huán)水的能量就有富余。可以說，目前這兩種能量的浪費情況在很多企業(yè)是很常見的。
1.2 水輪機項目改造工藝簡介
水輪機是把水流的能量轉換為旋轉機械能的動力機械，它屬于一種利用水能的原動機，其應用大大降低了企業(yè)生產電耗，是企業(yè)節(jié)支降耗的重要途徑。
水輪機按原理可分為沖擊式水輪機和反擊式水輪機兩大類，沖擊式水輪機的轉輪受到水流的沖擊而旋轉。工作過程中轉輪部分受水，與大氣聯通，主要是動能的轉換。
反擊式水輪機可分為混流式、軸流式、斜流式、和貫流式。反擊式水輪機中水流充滿整個轉輪流道，全部葉片同時受到水流的作用所以在同樣的水頭下轉輪直徑小于沖擊式水輪機。
每種水輪機有自己的適用范圍，不同的水頭、流量、應采用相適應的水輪機，才能獲得較佳的效率、轉速匹配才能達到滿意出力。
2 系統(tǒng)概況及能量計算
2.1 改造前系統(tǒng)運行概況及能量試算
本系統(tǒng)有10臺4500m3/h冷卻塔，總處理水量為：45000m3/h；目前實測回水總量為：38000m3/h，和冷卻塔總處理水量相比，水量略微偏小。目前實測單塔回水量Q=3800m3/h，冷卻塔溫降6℃（40/34 ℃），能滿足冷卻設備正常生產要求?，F工況上塔閥門開度23°，如將上塔閥門23°調整至90°，在流量3800m3/h時，閥門閉壓計算如表1、表2。
表1 通過閥門特性參數及公式Kv=Cv/1.167計算流量系數值
表2 蝶閥閉壓壓差計算（P）
通過以上計算可分析：當改造后經過目前閥門開度23°調整至90°時，在回水壓力基本不變的前提下，此處就有有富裕壓力P，=P1-P2=0.15-0.00038=0.15（Mp）供水輪機運轉。
2.2 改造后涼水塔風機運行工況預算
2.2.1 改造預選水輪機工作參數為
Q=3800～4600m3/h、H=12.5m（3）功率=107～133KW。當改造系統(tǒng)中水量和富裕壓力參數符合水輪機設計參數時，改造后水輪機轉速600/分通過1：4減速機減速后風機轉速達到150轉/分鐘（可根據旁通進水量調節(jié)轉速）。
2.2.2 風機電機軸功率和水輪機功率計算
根據風機實測電流243～282A、電壓380∨可算出風機實際功率為107KW水輪機輸出功率能達到現風機電機實際功率107KW就可取代風機電機做工，
那么水輪機進水按照實測3800 m3/h計算、產生107K動力所需揚程計算：
H（水輪機需要揚程）=P 水輪機要達到的功率/Q容重×G流量（每秒）×η效率
=107÷（9.81×1.0555556×0.85）
=12.1566M
其中：Q容重―水的容重（9.81）
結論：在改造后，當流量為3800m3/h、富裕壓力12.16m時，水輪機完全能夠滿足冷卻塔風機轉速要求。
3 節(jié)能改造方案及改造效果
3.1 具體改造方案
安裝水輪機可以將該富余能量變?yōu)閯幽芗右岳?，在冷卻塔原電動機位置用水輪機代替原電動機，通過聯軸器、傳動軸、減速機（根據工況情況調整減速比，選用配套減速機可有使用方指定品牌保證與原減速機一致）。將上塔主管引到塔平臺，將水引到水輪機進口，做功后再從水輪機出口引到原布水主管中，水輪機前進水管路安裝一個蝶閥，水輪機進水口安裝一個伸縮節(jié)，便于安裝檢修。在原上水管中，水輪機進出引水管之間加一閥門控制水流，如風機轉速過高，可以將部分水流從該閥門流進冷卻塔，不通過水輪機。該改造利用原循環(huán)水系統(tǒng)具有的富余能量，采用水輪機完全代替原來的風機電動機，水輪機達到原電動機轉速。改造示意如圖1：
圖1
3.2 節(jié)能改造效果
該改造用水輪機利用原循環(huán)水系統(tǒng)具有的富余壓能，保持水泵出口壓力不變，因此水泵流量也和改造前一樣，只是用水輪機將原浪費了的壓能轉變?yōu)樾D的動力，代替電動機驅動風機，節(jié)約了電能。該改造完全不改變原冷卻塔內部結構，因此，原冷卻效果不變。
4 節(jié)能改造經濟分析
本公司流量4500m3/h中溫塔為例：取消電機功率200kW節(jié)能計算：（下轉第115頁）
（上接第112頁）冷卻塔電機功率200KW（實際功率107KW），每年使用時間按330天，每天按24小時計：107Kw×330天×24小時×10臺=8474400度/年。
電價按0.5元/度計：0.5元/度×8474400度/年=423.72萬元/年。
電機日常管理和維修保養(yǎng)成本費根據實事求是的普查計算出電機最低的日常管理和維修保養(yǎng)成本（10元/噸/年）：10元/ 噸/年×4500T 臺×10臺=45萬元/年。
