時間：2022-10-14 10:38:45
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇循環冷卻水系統，希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
關鍵詞：水質穩定、物理處理、在線監測
中圖分類號：TU991.41 文獻標識碼：A 文章編號：
一、前言
以水作為冷卻介質，并循環使用的一種水系統稱為循環冷卻水系統。目前，節約用水是全世界都在關注的話題，工業企業一直是用水領域的大戶，大部分工業企業目前采用敞開式循環冷卻水系統作為節約用水的手段，其特點是冷卻水流過生產設備升溫后，經管路重新流回冷卻設備使水溫回降，可用泵送回生產設備再次使用，大大節約了水資源。但是敞開式冷卻水在循環過程中會接觸空氣并蒸發濃縮，因此結垢、腐蝕及微生物滋生成為敞開式循環水系統的三大問題。為保證生產設備長周期安全穩定運行，必須選擇一種經濟實用的循環水處理方案。這也成為許多水工作者重點研究的課題。
二、循環冷卻水現狀及存在問題
循環冷卻水由泵送往冷卻系統中各用戶，經換熱后溫度升高，被送往冷卻塔進行冷卻。在冷卻塔中熱水從塔頂向下噴淋成水滴或水膜狀，空氣則逆向或水平交流流動，在氣水接觸過程中，進行熱交換。水溫降至符合冷卻水要求時，繼續循環使用。空氣由塔頂溢出時帶走水蒸氣，使循環水中離子含量增加，因此必須補充新鮮水，排出濃縮水，以維持含鹽量在一定濃度，從而保證整個系統正常運行。補充水的量應彌補系統蒸發、風吹（包括飛濺和霧沫夾帶）及排污損失的水量。循環水與補充水中含鹽量之比，即為該循環水系統的濃縮倍數。在一定的循環冷卻水系統中，只要改變補充水的含鹽量，就可以改變循環水系統的濃縮倍數，而提高濃縮倍數是保證整個循環冷卻水系統經濟運行的關鍵。
1、水垢附著
循環冷卻系統中，大量設備是由金屬制造，長期使用循環冷卻水，會發生腐蝕穿孔。這是由多種因素造微生物（厭氧菌、鐵細菌）引起的腐蝕等。設備管壁腐蝕穿孔，會形成滲漏，或工藝介在循環冷卻水系統中，碳酸氫鹽的濃度隨蒸發濃縮而增加。當其濃度達到過飽和狀態，或經過傳熱表面水溫升高時，會分解生成碳酸鹽沉積在傳熱表面，形成致密的微溶性鹽類水垢，其導熱性能很差（≤1.16W/（m·K），鋼材一般為45W/（m·K））。因此，水垢附著，輕則降低換熱器傳熱效率，嚴重時，使換熱器堵塞，系統阻力增大，水泵和冷卻塔效率下降，生產能耗增加，產量下降，加快局部腐蝕，甚至造成非正常停產。
2、設備腐蝕
冷卻水中溶解氧引起的電化學腐蝕；冷卻水滲入工藝介質，影響產品質量，造成經濟損失，影響安全生產。
3、微生物的滋生與粘泥
在循環冷卻水系統中，由于養分的濃縮，水溫升高和日光照射，給細菌和藻類的迅速繁殖創造了條件。細菌分泌的黏液使水中漂浮的灰塵雜質和化學沉淀物等黏附在一起，形成沉積物會堵死管道，迫使停產清洗。
三、循環水處理的新技術
循環水處理的新技術包括兩個方面：一是新的水質穩定技術，二是新的現場監測技術。
水質穩定技術
目前廣泛使用且較成熟的技術為化學藥劑處理，大部分循環水系統均采用“緩蝕阻垢劑+氧化性殺菌劑+非氧化性殺菌劑”的處理方案，由于目前國家對環境要求越來越高，水體富營養化嚴重等原因，藥劑處理也得到發展，由以前的無機磷處理發展到有機磷處理及全有機處理方案。
化學處理方法
開發應用低磷、低鋅、無鉻環保性水處理藥劑，在監測技術允許的情況下甚至盡量使用無磷藥劑。
物理處理方法
物理處理方法不僅具有除垢、防垢、緩蝕和殺菌滅藻等多種功能，更主要的是能有效的降低環境污染。雖然目前實際應用走在了理論研究的前面，技術相對不夠完善，應用上受到了一定的限制，但隨著各項技術的發展必然會作為水處理技術的一個新的發展方向，將會越來越受到人們的重視和運用。
①循環水的磁化處理
利用磁場效應對水進行處理，稱為水的磁化處理。作用原理是磁場對水及其中的離子進行磁化，形成定向移動改變了結垢離子的結合能力，降低結垢幾率，同時鈣鎂碳酸鹽和其它無機鹽的溶解度在磁處理后的活性水中得到提高，同時水中的結垢物晶體在通過磁場時其表面的電荷分布在磁場的影響下發生了變化，形成一種松散的晶體團，不會粘附在管壁或其它物體表面，可通過定期排污來除去；水流經過磁化后，水中的溶解氧被磁化水分子包圍，成為“惰性氧”切斷循環水中金屬腐蝕的主要根源；對微生物而言，水經過磁化后破壞了生物細胞的離子通道，改變了水中微生物的生長環境，使其喪失了生存條件，從而起到殺菌滅藻的作用。
②高壓靜電水處理
阻垢機理：強制水中離子在靜電場的影響下形成定向移動，無法結合且不可能靠近器壁，阻止了鈣鎂等陽離子不致趨向器壁，從而達到防垢、除垢的目的；而且能起到剝落水垢的作用，在結垢系統中能破壞垢分子之間的電子結合力，改變晶體結構，促使硬垢疏松，使已經產生的水垢逐漸剝蝕、脫落；控制腐蝕原理：經靜電處理后，水中將產生活性氧，跟電解類似，這種活性氧氧化性較強，故它能在清潔的金屬表面產生一層微薄氧化薄膜防止腐蝕；殺菌滅藻機理：干擾微生物的生物電流，破壞其生存環境達到殺滅作用。缺點仍是處理效果不夠穩定，理論基礎薄弱。
③低壓電子水處理
作用原理：電子發生器產生電子場，流經電子水處理器的冷卻水在微弱電流的作用下，水分子受到激發而處于高能狀態，水分子電位下降，使水中溶解鹽類的離子或帶電粒子因靜電引力減弱，使之不能相互集聚并失去化合力，從而抑制了水垢的形成。受到激發的水分子還可吸收水中現有的沉積物和積垢的帶負電荷的粒子，使積垢疏松，逐漸溶解并最終脫落。水分子的電位下降使水分子與器壁間電位差減小，抑制了金屬器壁的離解，起到緩蝕作用。微電流及電子易被水中的溶解氧O2吸收生成O2-和H2O2等物質，這些物質都是氧化性殺菌劑，殺生能力比氯氣還強，使微生物細胞破裂原生質流出，影響細菌的新陳代謝，從而起到殺菌、滅藻的作用。
④超聲波處理
作用原理：延長晶體形成的誘導期，從而阻止水垢形成；超聲波在水體中形成大量的微小氣泡，這些氣泡有很高的爆發力、沖擊力，不斷沖擊還未穩定的晶核，阻礙晶核達到穩定態從而得到生長點，或者使穩定生長源的數量大大減少，導致誘導期的延長，無法形成大量致密的垢。
循環水現場監測技術的新發展
循環水水質監測可以及時反映系統內部的運行情況，方便有效的監測技術可以快速準確的體現出換熱器內部的真實情況，因此，冷卻水系統日常的腐蝕、沉積物和微生物的現場監測對于保證冷卻水系統的優質運行，對于了解冷卻水處理方案的效果及指導冷卻水系統的日常運行是必不可少的。
腐蝕的現場監測技術
①試片法
目前最簡便、最經濟、使用最廣泛的腐蝕監測方法，可以同事監測腐蝕速度、蝕孔深度及觀察腐蝕形態，有助于現場方便的找出產生腐蝕的原因；缺點是所測出的腐蝕速率為一段時間的均勻腐蝕、監測周期長，不易發現冷卻水系統中瞬時出現的急劇變化。
②試驗管法
以金屬試驗管替代腐蝕試片的方法。更接近于換熱器管子的真實情況，比試片法準確度稍高一些，缺點仍是監測周期長。
③極化電阻法
通過金屬電極直接測定換熱器管子的極化電阻。該方法的優點是安裝簡單、能測量出金屬的瞬間腐蝕速度、可輸出數據實現在線監測；缺點是其所提供的腐蝕信息也是金屬均勻腐蝕的信息，因此最好與試片法或試管法結合使用。
④監測換熱器法
模擬換熱器真實運行情況的小型換熱設備。優點是有一個換熱面，可以真實模擬系統換熱器情況，能監測傳熱面上腐蝕和沉積的情況。這種監測方法為目前新建廠礦普遍采用的方法。其最大的特點是能同時完成腐蝕及沉積的監測。 （2）沉積物的現場監測技術
①監測換熱器法
與腐蝕的現場監測為同一設備，通過剖管觀察其中沉積物的沉積情況，在線監測冷卻水系統中運行時的污垢熱阻值。
②電熱式污垢監測儀法
換熱器在線監測儀的升級產品，它既保持了原產品測試準確、性能可靠等優點，又增加了許多新的功能。是實現工業循環水現場監測現代科學管理的有效手段。這類污垢監測儀具有小巧、簡便、直讀的優點。
③微生物的現場監測技術
包括微生物測定及粘泥量的測定，其中微生物測定仍是以實驗室測定為主，而粘泥量測定主要是依靠生物過濾網現場采集，均為目前的常用方法，在此不再贅述。
結語
綜上所述，循環冷卻水水質處理技術的整體發展方向是明確的，即高效、易于管理、經濟及環保。但是工廠設計應按照工廠本身的具體情況而綜合考慮。任何水質穩定技術，只要被合理的采用，都可以達到較為理想的效果。
參考文獻：
[1] 劉鈺疇:《淺議循環冷卻水水質處理》，《有色金屬設計與研究》，2002年01期
關鍵詞：濁度粘泥沉積 腐蝕 循環水系統
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冷卻水系統。循環冷卻水系統具有系統復雜、用戶多、水量大、循環水介質種類多等特點。各循環冷卻水系統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堵塞，沉積物也會引起垢下腐蝕。因此控制冷卻水系統中沉積物的工作對保證循環水系統的正常運行具有十分重要的意義。
2、循環水系統沉積物的分類
循環冷卻水系統在運行的過程中，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個系統的情況說明其影響。
系統一、高爐系統
某鋼鐵廠高爐系統投產初期，環境灰塵大，系統沒有設計旁濾器，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：該系統未設計安裝旁濾器。高爐凈環水處理是關鍵部位，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：
加強日常循環水濁度的監測，發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
系統二：軋鋼系統
某鋼廠軋鋼凈環系統運行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水濁度升高
4、粘泥沉積對循環水系統的影響
4.1粘泥沉積的形成
循環水處理不當，補充水濁度過高，細微泥沙、膠狀物質等帶入冷卻水系統，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加強循環水管理工作
循環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管道堵塞等，粘泥沉積也會引起垢下腐蝕。因此做好循環冷卻水的濁度監測和控制對做好水處理工作大有益處。
參考文獻
[1]項成林，淺淡水工業的現狀與展望，工業水處理， (1997)。
【關鍵詞】深度污水處理 循環冷卻水 系統回用
該石化公司凈化水廠是在2009年建立了污水深度處理系統，此系統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冷卻水系統開始回用到凈化廠的污水深度處理中，以構成一個循環水系統的補充水。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，對循環冷卻水腐蝕性的碳鋼掛片進行了一番詳細認真的監測，發現其的腐蝕率較高，更有甚者高于相關標準規定的上限值，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冷卻水系統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：冷卻水系統不存在腐蝕現象；不具備生黏液的微生物所需的營養物。此外，對循環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物質，進而構成新的細胞促進微生物持續良好的生長與繁殖，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生分離。通過實驗明確了絮凝劑、助凝劑的類型規格以及具體加量，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節。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 監測掛片的腐蝕率
使用新配方緩蝕阻垢劑之后，循環冷卻水系統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測后，發現其遠遠高于0.075mm/a的石化行業上限控制指標，于是，開始使用新研發的緩蝕阻垢劑，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，導致循環冷卻水的水質發生了極為嚴重的惡化；此時，應及時的對循環冷卻水中緩蝕阻垢劑的有效含量加以適當的控制，以防止循環冷卻水發生腐蝕情況。
3 結論
綜上所述可知，首先，因深度處理污水的水質呈現出不穩定現象，所以，當其回用進入到循環水系統后，會導致循環水的水質出現了極為嚴重的惡化，對緩蝕阻垢劑的緩蝕作用發揮造成了阻礙，主要監測到腐蝕率有升高的現象。其次，新的緩蝕阻垢劑有著較好的緩釋性能，在實際中應用效果顯著，循環冷卻水的腐蝕率有了進一步的降低，并且，要比石化行業規定的標準上限值低很多，社會效益、經濟效益、環境效益客觀。
關鍵詞：開式 冷卻水 循環水系統 啟動方式 虹吸井 水室真空泵
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、該機組凝汽器循環冷卻水設計為虹吸式海水開式循環冷卻水系統，配套的循環冷卻水管道為大直徑玻璃鋼管。循環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水泵水頭以降低循環水泵功耗，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%，循環水泵出口設置有液動蝶閥，循環水泵入口前池設置有移動式清污機和旋轉濾網、循環水管道采用玻璃鋼管道。
由于循環水系統啟動失敗或因水錘造成管道、膨脹節損傷事故在國內屢屢發生，而該機組循環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，一旦發生泄漏循環水管道周圍將發生沙粒流失產生空洞，循環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域地下水成分變化，影響相關區域的植被生長。盡管循環水管道的施工過程受到了嚴格的質量監督與監控，管道填埋后也進行了全面的內部檢查和地表的沉降監測，盡管循環水管道與凝汽器接口設置了膨脹節、管道沿程設置了排空氣閥，但是出于安全性與環保性考慮同時為保證調試和商業運行期間循環水系統能安全啟動和穩定運行，特設計兩種投運方案并對其進行優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水泵，通過適當開啟循環水泵出口蝶閥的方式向系統注水（此方式為常規采用的啟動方式），操作步序詳見圖1。
優點是啟動過程簡單、節省啟動時間。
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造成較大沖擊可能造成膨脹節或循環水管道的損傷，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水泵，操作步序詳見圖2。
優點是注水并預先形成虹吸的情況下啟動循環水泵對循環水管道及系統沖擊小，循環水泵的損傷小、啟動過程安全；采用預先建立虹吸的目的在于該循環水泵為斜流泵揚程17 m，且循環水泵的安裝高度在海平面以下同時凝汽器位置又較高且凝汽器循環水排水側設置有虹吸井，如果不預先建立虹吸可能會導致凝汽器水側的空氣無法及時排出，導致發生氣塞現象，可能導致啟動時循環水系統不過水或過水量很小導致啟動失敗。
關鍵詞：懸浮物 濁度 結垢 沉泥 生物粘泥 垢下腐蝕
一、循環冷卻水系統結垢、沉泥概述
在敞開式循環冷卻水系統中，冷卻水是循環利用的，冷卻水通過熱交換器后水溫提高，熱水經冷卻塔與空氣接觸冷卻，冷卻后的水再循環使用。敞開式循環冷卻水經使用后會被濃縮，導致水質惡化，使循環冷卻水系統熱交換器產生結垢、生物粘泥及附著物，不但影響熱交換器的換熱效率更重要的易于產生設備管道的垢下腐蝕，影響系統的正常運行。
循環冷卻水系統中附著物的組成通常很復雜，可把附著物分為水垢和污泥。水垢是以鹽類化合物組成的沉積物，它通常是致密和堅硬的，牢固的附著在設備及管路的過水流道上，特別是受熱面上。其組成主要是難溶性的化合物，如碳酸鈣、硫酸鈣、磷酸鎂和硅酸鎂等。污泥是指多空的、疏松的、呈凝膠狀的沉積物，它們常常含有泥沙，各種腐蝕產物，微生物和其產生的粘泥，生物的代謝物及腐爛物質等。
二、污泥的形成原因、分類
污泥可以遍布冷卻水系統的各個部位，特別是水流滯緩的部位，例如冷卻塔水池底。污泥的組成主要為冷卻水中的懸浮物及微生物繁殖過程中生成的生物粘泥。
1.冷卻水中懸浮物的形成
循環冷卻水中的懸浮物來源主要為補水源水不佳，以致泥沙、氫氧化鋁、鐵的氧化物等懸浮物進入循環冷卻水系統；冷卻水系統運行時維護不當而生成沉淀物；循環冷卻水通過冷卻塔時，將空氣中的雜質帶入冷卻水系統，不溶性的物質懸浮于循環冷卻水中，這是常見的污染源。
2.冷卻水系統中微生物的滋生
循環冷卻水系統日常補充的天然源水中微生物種類很多，主要是藻類、真菌和細菌。循環水的溫度一般在20°C至40°C，循環水中有藻類生長所需營養元素N、P、Fe、Ca、Mg、Zn、Si等，適宜藻類、真菌和細菌的生長。循環水在日常的維護中，要加藥進行殺菌滅藻處理，殺死的藻類及細菌形成生物粘泥懸浮于循環冷卻水中。
循環冷卻水系統在運行過程中，懸浮于冷卻水中的污泥會牢固地附著在設備表面上，形成氧的濃差電池，使鐵被溶解，引起嚴重的垢下腐蝕。
三、循環冷卻水分析數據
我公司原循環冷卻水旁濾器由于過濾精度不夠，冷卻水濁度較高，懸浮物無法正常過濾掉。在正常的運行中，循環冷卻水系統只能靠用周期性的大量源水補充置換以確保濁度在20mg/L以下，源水用量大，而且冷卻水系統需要大量的加藥、補水等維護費用。表一是原旁濾器運行時的循環冷卻水系統分析數據；為了改善循環冷卻水水質及熱交換器換熱效率，我公司對循環冷卻水系統旁濾器進行了技改。采用自適應流體纖維層過濾器，該技術核心在纖維素結易在濾液作用下形成濾餅層，又易反沖洗分散開來，把吸納的污垢釋放出。設計原理：既靠流體自身壓力，又靠纖維素層自身重力。設計科學巧妙。表二是技改后旁濾器運行時的循環冷卻水系統分析數據。
四、數據分析
從表一、表二的分析數據可以看出我公司在循環冷卻水旁濾器技改以前，冷卻水濁度較高，在10mg/L至51mg/L之間，總鐵在1mg/L左右，CODcr較高；循環冷卻水旁濾器技改以后，冷卻水濁度明顯降低了，在1mg/L至2mg/L，總鐵大部分時間因太低未檢測出來，即使檢測出來的也是在0.1mg/L一下，CODcr較低了；循環冷卻水旁濾器技改以前后，其他數據基本相同。
我公司在循環冷卻水旁濾器技改以后，循環冷卻水系統的水質得到了明顯的改善，不但冷卻水的日常加藥、補水等維護費用降低了，而且冷卻水的濁度很低，冷卻水系統熱交換器管路上不容物的結垢減少了，更重要的是熱交換器管路上懸浮物的附著大大的減少了，同時也減少了設備管路的垢下腐蝕。
五、結論
工業循環冷卻水系統在運行維護中，有效的控制冷卻水的濁度，降低冷卻水中的懸浮物的含量，可以減少熱交換器設備管路上的附著物，提高熱交換器的換熱效率，同時可以降低設備管路的垢下腐蝕。
參考文獻
[1]周本省.工業冷卻水系統中金屬的腐蝕與防護[M].化學工業出版社，1995.
[2]周本省.工業水處理技術[M].化學工業出版社.1997.
關鍵詞：循環冷卻水；冷卻塔；過濾器；循環冷水泵
1 引言
水是地球萬物的生命之源，是人類賴以生存和發展的基本條件，是自然環境和社會環境中極為重要而活躍的因素，是維系地球生態系統功能和支撐社會經濟系統發展不可替代的基礎性的自然資源和戰略資源。中國是一個干旱缺水嚴重的國家，淡水資源總量為28000億立方米，但人均只有2200立方米，僅為世界平均水平的1/4、美國的1/5，是全球13個人均水資源最貧乏的國家之一。扣除難以利用的洪水徑流和散布在偏遠地區的地下水資源后，我國實際可利用的淡水資源量則更少，僅為11000億立方米左右，人均可利用水資源量約為900立方米，并且其分布極不均衡，南方水多，北方水少，西部水少，沿海水多。隨著城市化和經濟社會發展，工業用水需求急劇增加，工業用水效率低加劇了水資源供需矛盾。到20世紀末，我國水資源短缺、水污染嚴重 、水資源浪費嚴重。為緩解嚴峻的水形勢，合理和節約用水已經成為發展中的一個重要問題。
2 循環冷卻水系統
2.1循環冷卻水概念
循環冷卻水是指通過換熱器交換熱量或直接接觸換熱方式來交換介質熱量并經冷卻塔涼水后，循環使用，以節約水資源。循環冷卻水系統是以水作為冷卻介質，并循環運行的一種給水系統，由換熱設備、冷卻設備、處理設施、水泵、管道及其他有關設施組成[1]。
2.2循環冷卻水系統設計主要原則及步驟
循環冷卻水系統設計主要原則：冷卻塔應布置在廠區主要建筑及露天配電裝置的冬季主導風向的下側，貯煤場等粉塵污染源的全年主導風向的上風側；除工藝有特殊要求外，冷卻塔一般不設備用。冷卻塔的集水池深度一般不大于2.0m；集水池應有溢流、排空及排泥措施；池壁的超高不小于0.3m[2]。 循環冷卻水系統的設備配置數量宜與成組換熱設備相對應。循環冷水泵一般設計成自灌式，水泵進出水管應設閥門，水泵房應遠離有安靜要求的房間，考慮采光、采暖、通風要求，地面考慮排水措施[3]。
循環冷卻水系統設計主要步驟：收集設計基礎資料，包括水質分析、垢層和腐蝕產物的分析（舊廠改造）、氣象參數、換熱器資料等[4]；根據工藝用水要求計算系統流量，所需壓力等相關參數，進行冷卻塔和循環水冷水泵選型；根據水質分析、垢層和腐蝕產物的分析（舊廠改造）等確定水處理方案，主要包括補充水來源、水量、水質及其處理方案，設計濃縮倍數、阻垢緩蝕、清洗預膜處理方案及控制條件，系統排水處理方案，旁流水處理方案，微生物控制方案[1]，根據方案進行水處理設備選型；根據設計方案及設備資料進行系統詳細設計。
3 設計實例
本文以某農藥項目循環冷卻水系統（包括冷卻設備、處理設施、水泵、管道）設計為例，設計依據為《工業循環水冷卻設計規范》（GB/T 50102-2003）及《工業循環冷卻水處理設計規范》（GB50050-2007）。
本項目所在地區地處淮河下游，江淮和黃淮兩大平原交界處，地勢平坦，由西北向東南坡降，大小溝渠縱橫成網，季風氣候顯著，氣候溫和，四季分明，光照充足，雨水充沛，主導風向為東南、東北風。
本項目循環冷卻水系統由冷卻塔、集水池、循環冷水泵、管道、過濾器等組成。系統補水由廠區生產給水系統供給，系統排污和溢流由管道收集送至污水池后由送至廠區污水處理廠。本項目分為兩期，土建工程一次到位。為避免循環水交叉污染，本項目循環冷卻水系統分為車間循環冷卻水系統和綜合機房循環冷卻水兩套系統。兩套系統均采用方型逆流機械抽風冷卻塔，兩組塔及集水池平行布置，布置間距≮4倍進風口高度，集水池均設有液位計。循環水冷水泵設于循環水泵房內，泵房布置在兩套系統中間，平面布置見圖1。
4結語
工業循環冷卻水系統的廣泛應用有著舉足輕重的作用，緩解了我國水資源短缺、水污染嚴重、水資源浪費嚴重的現狀，其系統的進一步推廣和優化任重而道遠。
參考文獻
[1] GB50050-2007 工業循環冷卻水處理設計規范 [s]
[2] GB50102-2003 工業循環水冷卻設計規范 [s]
1.1熱水供暖系統、空調（制冷）冷水或熱水（以下簡稱冷熱水系統）的水處理，以前曾采用鈉離子交換器對自來水（或深井水）進行軟化處理的方法，現今也有沿用此方法的。制冷（或空壓、空分）冷卻水（以下簡稱冷卻水系統），以前沒有采取任何水處理方法，而現今仍有不做任何水處理的。
1.2冷熱水系統采用鈉離子交換器對自來水（或深井水）進行軟化處理，而冷卻水系統則采用電子水處理儀、磁水器等物理方法進行水處理。
1.3冷熱水系統雖然裝有加藥罐，但運行中并未堅持使用，而冷卻水系統則采用電子水處理儀、磁水器等物理方法進行水處理。
1.4冷熱水系統及冷卻水系統均采用電子水處理儀、磁水器等物理方法進行水處理。
1.5冷熱水系統采用人工或自動加藥設備對系統實行加藥的化學水處理，而冷卻水系統則采用電子水處理儀、磁水器等物理方法進行水處理。
1.6冷熱水系統及冷卻水系統二套系統，均采用人工或自動加藥設備對系統實行化學水處理。
2、暖通與空調制冷循環水系統特點
2.1冷熱水系統一般為閉式循環水系統，但也有開式循環水系統（比如棉紡織廠的噴淋式空氣處理室等組成的系統等）。其運行、調試前的首次充水及運行期間的補充水一般為城市自來水（但也有用深井水的）。運行期間的補充水量，開式循環水系統比閉式循環水系統要大得多，并且對循環水水質要求也比較高。如水的細菌含量，水是否有毒性，水是否符合國家衛生標準等。
2.2冷熱水系統，其循環水的溫度夏季多在7—12℃；冬季65—50℃之間，而中央空調末端設備冬季供水溫度一般多在60℃及其以下。
2.3除蒸汽鍋爐以外的系統，熱水供暖系統循環水的溫度多在100℃以下，但也有高溫水供暖系統，比如110—70℃、130—70℃、150—90℃等。
2.4閉式循環水系統的水不受周圍環境影響，并且沒有濃縮水中原有各種離子的問題，其質量濃度不變；而開式循環水系統的水則會受周圍環境影響，如車間生產設備散發的粉塵、新風采集及處理過程中的污物等都會對循環水造成污染。
2.5表冷器加噴淋的空調機或噴淋式空調機（室）的水箱內很容易滋生大量細菌，水箱底部存有大量粘泥，衛生條件很差。現已引起同行們的高度重視。
2.6冷卻水系統一般為開式循環水系統，但也有閉式循環水系統。其首次充水及運行期間的補充水亦為城市自來水或深井水。冷卻水溫度一般為32～37℃，或低于該溫度。冷卻水受環境影響比較大，如塵埃（空氣中的懸浮物）、細菌、空氣中的氧氣、二氧化硫、氮氧化合物、酸雨等。這些物質一旦進入冷卻水系統，則將嚴重污染冷卻水，加上由于冷卻水不斷蒸發，水中的Ca2＋、Mg2＋、Cl－、SO42－及溶解固形物、懸浮物的濃度不斷增加，造成對冷卻水系統設備和管路的腐蝕、結垢以及出現細菌藻類的繁殖，嚴重時會產生粘泥并堵塞管道或設備。
3、暖通與空調制冷循環水系統的基本問題
閉式循環冷熱水系統的主要問題是腐蝕，而敞開式冷卻水系統的主要問題則是結垢和腐蝕。
3.1閉式循環水系統的主要問題是普遍存在著腐蝕現象，而不是人們所想像的結垢。如天津市河西區某道路改造中將跨道路的架空供熱管道拆除時，發現管內壁并沒有結垢而是出現全表面腐蝕并伴有點蝕現象；最近天津某大學在拆除供熱管道時也同樣出現上述腐蝕問題，通過調查，得知他們的系統沒有采用化學藥劑方法進行水處理。所以閉式循環水系統，在工程設計時應首先考慮如何防止系統腐蝕，與此同時，當然還要考慮如何防止系統結垢等問題。針對上述問題應該轉變思想觀念，將如何防止系統腐蝕放在首位，其次是防止結垢等問題。其理由是：暖通與制冷空調的閉式循環水系統循環水量大、水溫低，且設備換熱表面溫度亦低；因而不會像蒸汽鍋爐的爐水那樣，會使爐水中各種離子發生濃縮現象。加之暖通與制冷空調循環水系統的補充水量雖然比較少，但是含有一定量的溶解氧及含鹽量，故腐蝕問題已成為首要問題。
3.2冷卻水系統是一個最不利的系統，更應搞好水處理工作。我們曾對某單位的冷卻塔進行清洗工作時發現，這個冷卻水系統設有一臺500T/h的橫流式冷卻塔，并設有多臺電子水處理儀。經過一個夏季的運行后，冷卻塔的填料上出現了大量碳酸鹽水垢，其厚度約為20—50μm；進出水管道的內壁產生了很明顯的氧化鐵皮。將清理出的水垢和氧化鐵皮收裝起來足有6小麻袋。如果不及時清洗的話，將這些水垢、氧化鐵皮帶進設備，很容易堵塞冷凝器，造成事故停車。后來該單位接受建議，采用自動加藥水處理設備，對系統實行化學水處理，結垢問題隨之得到了解決。
4、暖通與空調制冷水處理的有關設計規范
4.1應嚴格執行水處理的三個技術法規
國家技術監督局的2001年版中華人民共和國國家標準“工業鍋爐水質”（GB1576-2001）、1995年版中華人民共和國國家標準“工業循環冷卻水處理設計規范”（GB50050-95）及“工業循環水冷卻設計規范”（GB/T50102-2003），是本行業水處理的技術法規，應當認真貫徹執行。
4.2新標準放寬了給水硬度指標
新標準“工業鍋爐水質”（GB1576-2001）中，對熱水鍋爐給水采用化學藥劑處理水的工藝放寬了給水的硬度。原標準GB1576-1991中規定給水硬度≤4mmol/L，新標準GB1576-2001中規定給水硬度≤6mmol/L.而我國大部分地區的自來水的硬度均為6mmol/L左右（天津灤河水的硬度約3.4mmol/L，pH=7，溶解氧10mg/L）。這對以水為載體的供暖、空調制冷循環水系統，為采用化學藥劑水處理方法創造了十分有利的條件。也就是說，中國大部分地區的熱水供暖系統、空調冷熱水系統完全可以采用化學藥劑處理水。因為這樣就可減少以去除水的硬度為主要目的而采取鈉離子交換方法，致使每年產生大量的、數以萬噸的廢鹽液污染地下水的問題。
5、暖通與空調制冷水處理設計要點
5.1收集有關水質資料
在進行水處理設計時，應首先收集系統用水的水質資料，如：硬度、pH值、溶解氧、氯離子濃度、溶解固形物（或含鹽量）、懸浮物等。以便為工程設計中設法解決循環水系統普遍存在的腐蝕或結垢現象提供基礎數據。
5.2了解系統中設備與材料的材質
應確定或了解系統中設備、管道、閥門、水泵等所用材質，以適應設計工作對水質的要求及確定水處理方案，并防止系統腐蝕及結垢。
5.3冷熱水系統的水處理工藝
熱水供暖系統、空調冷熱水系統的水處理方案，首先應采用先進技術及行之有效的方法——水處理自動加藥設備對系統實行自動加藥的化學水處理方法。單一采用鈉離子交換器制取的軟化水只防止系統結垢，不防止系統腐蝕，但空調冷、熱水的腐蝕性大于自來水。這是由于，自來水中含有天然的碳酸氫鈣，它是一種陰極性緩蝕劑。當自來水軟化后，雖然提高了水的PH值，但是隨著硬度成分的去除，水中原有的天然緩蝕劑——碳酸氫鈣也被除去了；加之鈉離子交換器的軟化水比原水含鹽量有所增加，其計算式為：
ΔG=2.95HCa+10.84HMg
式中ΔG—軟化水含鹽量的增加量，mg/L；HCa—原水中Ca硬度，mmol/L；HMg—原水中Mg硬度，mmol/L.
因此，單一采用鈉離子交換器制取的軟化水，還應投加化學藥劑以阻止系統的腐蝕。這種方法既會使鈉離子交換器產生大量再生廢鹽液而污染地下水，又會使設備一次總投資比采用化學復合藥劑方法的水處理設備大得多。不僅如此，采用與循環冷、熱水系統特點相對應的化學藥劑進行水處理，其運行費用也較低。它還是一種無污染的綠色環保產品，應大力推廣。
以物理方法進行水處理，如采用磁水器、電子水處理儀等裝置，在某種水質的情況下有阻垢效果，但沒有防止腐蝕的作用，因而會使系統發生嚴重的腐蝕。某商廈安裝2臺日立牌螺桿冷水機組，運行幾年后發現設備、管道嚴重腐蝕，原物理水處理設備未能起作用。2002年初將原有的“電子水處理儀”及所有腐蝕管道全部拆除，拆除過程中發現管道內壁有大量銹瘤及氧化鐵。因此對螺桿冷水機組也作了化學清洗。后改用“化學藥劑方法”的水處理方案，采用自動加藥設備，對空調冷熱水系統及冷卻水系統，均實施化學水處理，運行二年來收到了良好的效果。
5.4冷卻水系統的水處理工藝
為防止制冷（或空壓、空分）水系統，受環境影響，使冷卻水中混入大量的塵埃、細菌、空氣中的氧氣、二氧化硫、氮氧化合物、酸雨等的污染，并由于冷卻水不斷蒸發，水中原有的Ca2＋、Mg2＋、Cl－、SO42－及溶解固形物、懸浮物濃度不斷增加，從而造成對冷卻水系統的腐蝕、結垢和細菌藻類的繁殖，以致產生粘泥并堵塞管道或設備。所以在設計上應首選“化學藥劑方法”的水處理方案。從目前現有技術來看，采用與冷卻水系統特點相對應的化學藥劑進行水處理，比其它任何一種方法更行之有效，符合現行國家技術監督局與建設部的國家標準。該方法從國標（GB50050-95）——“工業循環冷卻水處理設計規范”及“工業循環水冷卻設計規范”（GB/T50102-2003）考慮，優于其它任何一種方法。
5.5應嚴格控制系統首次充水及運行期間的補水水質
如果首次充水或補水的水質不符合要求，則會對系統設備、管道造成腐蝕。即使是不銹鋼設備（如SUS304、SUS316等材料），如Cl－離子濃度過大，也會產生設備腐蝕甚至造成穿孔。
6、暖通與制冷空調水處理技術展望
6.1破除傳統觀念，采用水處理新技術，人人都從綠色環保的角度出發設計、建設、管理美好家園。
關鍵詞： 化學工業冷卻水處理節水措施分析探究
化工企業涉及到人們生產和生活的諸多方面，對于促進社會經濟發展有著良好的推動和保障作用。相對來說，化工企業的綜合耗水量較大，工業生產中冷卻水用量比例較大，實行冷卻水循環利用綜合效益顯著。隨著現代工業環保意識的不斷提升，加強和優化工業循環冷卻水技術處理，實現節約用水成為化工企業改善環境影響，提高經濟效益的重要手段，促進化工企業可持續發展的必要途經。
1.工業循環冷卻水處理技術概述
工業循環冷卻水處理就是采用相關水質穩定劑基于工業冷卻水在系統設備內的污垢淤結、腐蝕和微生物繁殖等現象進行控制和處理。所謂冷卻水處理技術，是指針對循環水系統的水質、設備材質、工況條件選擇合適的緩蝕劑、阻垢劑、分散劑、殺生劑等水質穩定劑進行正確匹配組成水處理配方，在一定工藝控制條件下提供相應的清洗、預膜方案進行全過程控制的水處理技術。冷卻水處理中所用的化學水質穩定劑是現代工業循環水處理的必要前提條件和基礎。
2.工業循環冷卻水處理的技術原理
天然水是進行工業生產的主要水資源。天然水都不同程度的含有一些比重較小的泥土微粒、動植物腐物，鐵、鋁、硅等化合物以及各種礦物質離子等懸浮、膠體和溶解性雜質。循環水在工業生產系統中運行經常會遇到結垢腐蝕、微生物繁殖等相關問題，為了控制工業循環冷卻水系統結垢和腐蝕，保證設備的換熱效率和使用年限，應針對工業循環冷卻水進行技術處理。
工業循環冷卻水處理技術的實質就是針對循環冷卻水系統中的污垢、腐蝕及微生物進行控制和處理。工業循環冷卻水處理方法主要有磁處理、靜電處理、光化學處理、超聲波處理等適用于硬度較小水質的物理處理技術。相對于硬度較高的復雜水質來說，通常是向補充水中加入定量水質穩定劑，利用阻垢分散劑與結垢離子的螯合作用達到防垢目的，利用緩蝕劑抑制腐蝕反應的陽極過程、在金屬表面形成沉淀膜并覆蓋陰極表面、在金屬表面定向吸附并形成保護性的吸附膜阻止腐蝕過程，從而起到緩蝕作用。磷系配方技術在工業循環冷卻水處理中使用效果較好，但隨著含磷廢水排放的環保要求，磷系配方逐漸被環保型水處理劑代替。
3.化工企業循環冷卻水處理技術
3.1 循環冷卻水防垢處理技術
化工企業循環冷卻水防垢處理方法較多，采用緩蝕阻垢劑、聚丙烯酸類聚合物、含磺酸、膦酸和其它官能團的共聚物阻垢分散劑，都能有效降低結垢物質含量；離子交換法是目前使用較廣的循環冷卻水處理法，正確處理和控制能有效降低水中陽離子含量。使用時要做好節能減排處理，避免造成地下水鹽堿化環境污染。采用多種配方組成的無機和有機類復合藥劑處理技術屬于綠色處理方法。選用循環水防垢處理方法時應根據給水水質、水資源環境等因素合理選擇。
3.2 循環冷卻水中微生物控制
由于天然水體中含有多種藻類、細菌和真菌等微生物，冷卻水中的藻類在冷卻塔填料上生長會影響水分散和通風量，死亡后會形成懸浮物和沉淀物等污垢，；循環水中的細菌在代謝過程中能分泌黏液粘合固體懸浮物和無機沉淀物附著于換熱表層引起結生污垢和腐蝕，影響冷卻效果，因此必須交替采用氧化性殺生劑和非氧化性殺生劑進行定期殺滅相關微生物。常用的藥劑有次氯酸鹽、二氧化氯、季胺鹽、異噻唑啉酮、戊二醛等氯劑、溴劑和有機氮硫類藥劑。
3.3 循環冷卻水的補充處理及旁流處理
對于濁度較高的補充水質，可在復合水處理劑處理的同時加入適量聚氯化鋁等濁度處理劑以增強防垢效果。很多化工企業循環冷卻水的補充水中往往存在相關影響水處理效果的灰塵、粉類等懸浮物，會加重粘泥的附著性，因此需進行旁流過濾處理，通過旁流裝置從循環水中抽取部分循環水過濾去除相關懸浮物及沉淀物后再返回到循環水系統中，以提高循環水濃縮倍率，減少排污量。
4.化工企業循環冷卻節水措施
4.1 優化循環冷卻水處理配方
利用高效阻垢分散劑、緩蝕劑調整循環水處理配方，提高工業循環水系統濃縮倍率，在循環水水質監測和自動加藥系統穩定運行的基礎上減少操作波動，選用相應加酸設備，加強旁流處理和殺菌，降低循環水懸浮物、膠體和部分微生物，能有效提高工業用水重復利用率和減少排污量。
改善循環水補充水水質
特別在北方高堿、高硬水系地域的化工企業，采取對補充水進行預處理的辦法改善和提高循環水補充水水質，利于循環水系統濃縮倍數的提高。根據化工企業給水排水水質標準，若采用順流再生固定床技術對循環水補充水進行離子交換處理，可有效提高循環水濃縮倍數，降低補充水量，實現工業節約用水。
循環水分級濃縮串聯補水技術
將循環水分成兩級進行處理，原水進入第一級循環水系統低濃縮倍率運行并過濾循環污水并對弱酸離子交換樹脂脫堿軟化處理后作為第二級機組循環補給水進行高濃縮倍率運行，其廢水經澄清過濾和反滲透處理后作為循環水系統補給水，具有濃縮倍率高、廢水排放量較小、節水效果明顯的技術特點。
海水冷卻技術和空氣冷卻技術
工業生產利用海水替代天然淡水作為工業循環冷卻水具有水源充沛穩定、水溫適宜、動力消耗低的技術優勢，特別是沿海地區淡水資源不足的化工企業直接利用海水作為工業冷卻水綜合效益明顯。采用空氣冷卻方式進行循環水處理，能夠有效降低用水量和排污量，適用于水中氯離子含量高，缺水嚴重的地區。
結束語：
總之，作為國民經濟發展的重要基礎，化工企業是當前促進市場經濟可持續發展的重要基礎行業，加強化工企業的循環冷卻水處理技術及節水措施研究，有利于推動和提高社會經濟的綜合效益發展。
參考文獻：
關鍵詞：軋鋼 棒材 凈循環 濁循環 循環水處理
中圖分類號：TN2 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2013）06（c）-0045-01
云南永昌鋼鐵有限公司80萬噸棒材工程循環水系統包括生產給水系統、凈循環水系統、加熱爐凈循環水系統及軟水系統、穿水冷卻水系統、濁循環水系統、鐵皮溝沖渣水系統等。主要構筑物包括循環水池及泵房、旋流沉淀池、水處理間等。
1 生產給水系統
生產給水系統是為滿足生產用水所設置，包括洗手拖把池等。管徑為DN50。
2 凈循環水系統及加熱爐凈循環水系統
凈循環水系統為軋線主輔電機、液壓站、站、輥道軸承、齒輪箱、監測儀器等的冷卻所設置，水量合計883 m3/h，主管徑DN400，在水泵房設置凈循環水泵兩臺，一用一備，Q=920 m3/h，H=55 m。管道出口設Q=1000 m3/h自清洗過濾器一臺。加熱爐凈循環水系統為加熱爐系統各設備的冷卻所設置，水量合計120 m3/h，主管徑DN150，在水泵房設置加熱爐凈循環水泵兩臺，一用一備，Q=120 m3/h，H=55 m。另為滿足事故狀態的供水，在水泵房設置事故柴油機泵一臺，Q=60 m3/h，H=55 m。管道出口設Q=150 m3/h自清洗過濾器一臺。以上兩路凈循環回水在冷卻塔之前匯合，有壓上冷卻塔，循環水經風冷熱量交換后流至凈循環水池，供用戶循環使用。
3 加熱爐軟水系統
加熱爐軟水系統為加熱爐系統汽化冷卻汽包用水所設置。軟水在軟水間制備，設置一套Q=30 m3/h軟水處理裝置，其包括預處理過濾器及軟水器等設備，水量25 m3/h，主管徑DN100，設置軟水供水泵兩臺，一用一備，Q=25 m3/h，H=30 m。
4 穿水冷卻水系統、濁循環水系統及沖渣水系統
穿水冷卻水系統為穿水直接冷卻用水所設置。水量合計800 m3/h，主管徑DN400，在水泵房設置穿水冷卻水泵兩臺，一用一備，Q=800 m3/h，H=55 m。管道出口設Q=1000 m3/h自清洗過濾器一臺。在穿水冷卻系統中有加壓泵使得穿水冷卻的壓力得到進一步提升，滿足穿水冷卻系統的需要。穿水冷卻水還有另一種做法，即從水泵房供出的就是高壓水，這需要根據穿水冷卻設備的需求而定。
濁循環水系統為溫控冷卻、高壓水除磷、軋輥、軋機機列、導位、活套等的直接冷卻所設置。水量合計902 m3/h，主管徑DN400，在水泵房設置濁循環水泵兩臺，一用一備，Q=950 m3/h，H=55 m。管道出口設Q=1000 m3/h自清洗過濾器一臺。
沖渣水系統為沖鐵皮溝內氧化鐵皮所設置。水量合計250 m3/h，主管徑DN250，在旋流沉淀池泵房設置沖渣水泵兩臺，一用一備，Q=250 m3/h，H=55 m。沖渣點為鐵皮溝左右側支溝端頭及交匯處。
以上三種濁循環水在鐵皮溝混合后流入旋流沉淀池沉淀，用抓斗將鋼渣從旋流池中間圓筒抓出，一部分水用泵提升沖氧化鐵皮；另一部分用泵提升送稀土磁盤凈化設備，經處理后經濁環調節池至濁循環水熱水池，用濁循環水上塔泵送至冷卻塔冷卻后再回到濁循環冷水池，供用戶循環使用。
5 鐵皮溝及旋流沉淀池
鐵皮溝由左右側支溝和主溝組成。左側支溝主要供粗軋區中軋區濁循環水排放。右側支溝主要供精軋區及穿水冷卻濁循環水排放。主溝匯集左右側支溝的濁循環水。左右側支溝匯合處為三岔口圓弧異形溝便于導流。支溝及主溝前部分為開口結構，后部分為全封閉隧道與地下旋流沉淀池聯通，濁循環水通過主溝流入旋流沉淀池。旋流沉淀池根據水質，水量，表面負荷等參數進行設計。
鐵皮溝底以鑄石板進行砌筑，主要用輝綠巖或頁巖鑄石。設計鐵皮溝時先確定鐵皮溝的坡度，不應小于3.5%，沖渣斷面流槽采用圓底梯形斷面，根據濁循環水量初步確定流槽設計總高，設計水深，底面圓弧半徑，查詢相關給排水手冊確定該斷面在沖渣溝內的流速流量是否能滿足實際水量的需要。鑄石板廠家也應提供詳細的參數。
6 管網敷設
循環水管網分為室內管網和室外管網。在室外，循環水泵房離棒材車間距離不應太遠，考慮到檢修方便采用管道架空而不選擇管道埋地，各類管道可采用管道共架形式，布置上滿足標準規范。
循環水室內管網主管道在平臺下方梁柱間穿行，也盡量采取共架形式，注意不要與梁柱或其他專業管道電纜橋架相碰。
濁循環水主管道應分出粗軋、中軋、精軋三部分支管，因主軋線會出現堆鋼的情況需要人為及時處理，所以此時需要在三支管上設置電動蝶閥迅速切斷水源，管網壓力會瞬間升高，主管系統需要設置超壓釋放閥來調整系統的壓力，或通過水泵的變頻來減少濁循環水流量。在平臺下地面應圍繞軋機基礎做相應排水溝道，因系統正常運行中會有少量的濁環水漏到地面。
7 循環水補充水處理
循環水補充水系統應參照《工業循環冷卻水處理設計規范》設計。凈循環水為間冷開式系統循環冷卻水系統，補充水量按2%進行考慮，其水質滿足規范表3.1.8的要求，其濃縮倍率不小于3。濁循環水為直冷系統循環冷卻水系統，補充水量按5%進行考慮，其水質滿足規范表3.1.10的要求，其濃縮倍率不小于3。根據原水水質和目標水質要求確定補充水處理技術方案，可綜合采用生化、石灰、混凝、沉淀、過濾、消毒、超濾、離子交換、反滲透等處理工藝。如原水的BOD及COD含量較高，可采用生物濾池及膜生物反應器（MBR）進行預處理。如原水為高硬度，高堿度水質，宜采用石灰或弱酸樹脂軟化等處理辦法。如原水所含陰離子（如CL-或SO42-）比較多，可進一步采取離子交換或反滲透的處理辦法。具體流程可進行組合，以提高循環冷卻水的濃縮倍率。
8 循環水管道沖洗試壓及清洗預膜處理
循環水管道沖洗試壓按《建筑給水排水及采暖工程施工質量驗收規范》相關規范進行。清洗和預膜程序按照人工清掃、水清洗、化學清洗、預膜處理順序進行。為了工藝的順利完成，可能需要增加臨時管道，完成后需要拆除。
人工清洗和水清洗為物理清洗，主要除去管道中的泥石焊渣等。化學清洗是在系統中添加化學藥劑，除去系統中殘留的油污、浮銹、泥沙等物質，為預膜創造良好的金屬表面。預膜處理是在溶液中添加緩蝕劑，使金屬表面迅速形成一層均勻的保護膜，使腐蝕反應停止或減緩。
9 循環水運行加藥處理
系統運行時，根據循環水水質情況，投加適量的緩釋阻垢劑及殺菌滅藻劑，確保減少系統的結垢和腐蝕，保證系統的換熱效果，增加系統的使用壽命。
參考文獻
【關鍵詞】循環水泵；技術經濟比較；火力發電廠
引言
西北地區部分火力發電廠因冬季供熱，凝氣量減少，造成冬、夏季需冷卻水量差別較大。本文就以新疆阿勒泰地區某小型火力發電廠為例，對水泵的選擇及運行方案進行比較并做結論。
1.概述
本電廠為新建工程，本期容量為2×135MW超高壓、一次中間再熱、單抽、凝汽式機組，配2臺超高壓、一次中間再熱440t/h煤粉鍋爐；并預留擴建場地。
現就本期工程的循環水泵是否調速運行提出以下兩種方案：
方案一：本期供水系統采用帶自然通風冷卻塔的二次循環供水方式，擴大單元制供水系統。2臺135MW機組配2座2500m2自然通風冷卻塔，塔前設1座集中循環水泵房，泵房內設置4臺單速循環水泵。兩座冷卻塔布置在主廠房的東側，循環水泵房布置在2座冷卻塔西側中間位置。
方案二：本期供水系統采用帶自然通風冷卻塔的二次循環供水方式，擴大單元制供水系統。2臺135MW機組配2座2500m2自然通風冷卻塔，塔前設1座集中循環水泵房，泵房內設置4臺循環水泵，兩臺單速水泵、兩臺雙速水泵。兩座冷卻塔布置在主廠房的東側，循環水泵房布置在2座冷卻塔西側中間位置。
2.循環冷卻水量
本期工程安裝2臺135MW濕冷凝汽式汽輪發電機組，供水系統采用帶自然通風冷卻塔的二次循環供水系統。根據機組參數，1臺135MW機組在各工況下凝氣量為：TRL工況：292.763 t/h，冬季供熱工況：100.70 t/h
經供水系統優化計算，凝汽器的夏季冷卻倍率取60，春秋季冷卻倍率取50，冬季的冷卻倍率取45。夏、冬季及凝汽器循環冷卻水、輔助設備冷卻水和其它附屬設備冷卻水所需的循環水量如下：
夏季：兩臺機冷卻水量為35132 m3/h；輔機水量為3120 m3/h，共需冷卻水量為38252 m3/h；
冬季：兩臺機冷卻水量為9064 m3/h；輔機水量為3120 m3/h，共需冷卻水量為12184 m3/h。
3.供水系統布置
本期2×135MW機組冷卻塔采用2座2500m2的鋼筋混凝土雙曲線自然通風冷卻塔。每臺135MW機組配1座2500m2自然通風冷卻塔，2臺循環水泵。1號機對應的1#冷卻塔位于主廠房固定端；2號機對應的2#冷卻塔位于主廠房擴建端。循環水泵房至主廠房前壓力鋼管及主廠房至冷卻塔壓力鋼管均為DN1800鋼管，輔助冷卻水管為DN600鋼管。循環水自流溝為鋼筋混凝土結構，斷面1.6m×1.6m。
4.循環水系統水力計算
本期供水系統采用帶自然通風冷卻塔的二次循環供水方式，擴大單元制供水系統。
供水系統阻力計算結果如下：
凝汽器：4.80（3.89）m，靜揚程（冷卻塔水池水面中央豎井設計水位）：9.3m，系統局部和沿程水阻：5.85（4.74）m，富裕量：0.3m；共計：20.25（18.23）m。
注：括號內為冬季供熱工況供水系統阻力
5.循環水泵選型比較：單速泵與雙速泵的比較
5.1 循環水泵選擇
5.1.1 方案一：
根據循環冷卻水的流量和揚程，本工程共選四臺泵，其中大流量泵2臺，小流量泵2臺。夏季一機兩泵（一臺大流量泵，一臺小流量泵）運行，冬季一機一泵（一臺小流量泵）運行，所選循環水泵參數如下：
大流量泵：2臺；流量： 3.62m3/s；揚程：24m；效率：88%；配電動機功率：950 KW；電壓：6000V；
小流量泵：2臺；流量：1.70m3/s；揚程：19m ；效率：88%；配電動機功率：425 KW；電壓： 6000V
5.1.2 方案二：
根據循環冷卻水的流量和揚程，本工程共選四臺水泵，其中單速泵2臺，雙速泵兩臺。夏季一機兩泵運行（一泵定速，一泵高速）；春秋季一機兩泵運行 （一泵定速，一泵低速）；冬季一機一泵低速運行。所選循環水泵參數如下：
定速泵：2臺；流量： 2.66m3/s；揚程： 21m ；效率： 88%；配電動機功率：710 KW；電壓： 6000V。
雙速泵：2臺；流量： 2.66 m3/s （高速）；1.70m3/s（低速）；揚程：21m 、19m；效率： 88%；配電動機功率：710KW、425 KW；電壓： 6000V。
5.2綜合經濟性比較
方案一：
循環水泵價格：大流量泵兩臺，每臺單價：105萬元；小流量泵兩臺，每臺單價：40萬元；共計：280萬元。循環水泵運行狀況：啟停水泵臺數控制流量。
方案二：
循環水泵價格：單速泵兩臺，每臺單價：55萬元；雙速泵兩臺，每臺單價：85萬元，共計：290萬元。循環水泵運行狀況：調整水泵轉速調整流量
綜合評價：方案一較方案二增加10萬元，但方案二較方案一春秋季運行更合理，電耗及水量損失較小。本工程為供熱電廠，夏、冬季循環水系統運行工況要求多，方案二運行費用較低，對運行人員的要求也較低。因此，推薦方案二。
6.立式泵與臥式泵的比較
循環水泵有立式和臥式兩種，立式泵優點是單獨布置，占用場地較小，但價格較臥式泵較貴，泵房高度較高，檢修困難。臥式泵占地稍大，但工程實例較多，應用廣泛，且價格較立式水泵較低，泵房高度較低，檢修方便。
以下是對兩種泵在本工程中運用情況的比較。
立式泵：
循環水泵房尺寸：32.4m×15m×24.2m、每座泵房造價：408.24萬元；循環水泵價格：每臺單速泵：75萬元、每臺雙速泵：87萬元；共計：732.24萬元；
臥式泵：
循環水泵房尺寸：36m×15m×18.5m，每座泵房造價：349.65萬元；循環水泵價格：每臺單速泵：65萬元，每臺雙速泵：75萬元；共計：629.65萬元。
7.結論及建議
根據工程總體投資比較，采用臥式泵方案比采用立式泵方案初期投資少102.59萬元，且電廠廠內空間較大，立式泵房相較臥式泵房節省的空間并無他用；2臺定速2臺雙速泵結合形式較4臺定速泵形勢初期投資少10萬元。且從運行的角度考慮，對于供熱機組，采用2臺定速2臺雙速泵運行控制比較靈活，對運行人員的素質也要求較低，比較適合西部地區的實際情況。
立式泵單獨布置，占用場地較小，但價格較貴，泵房高度高，檢修困難。臥式泵占地稍大，但工程實例較多，應用廣泛，且價格較低，泵房高度低，檢修方便，投資較少。
因此，本工程推薦采用4臺臥式循環水泵，其中兩臺定速泵，兩臺雙速泵的方案。
參考文獻：
[1]《火力發電廠水工設計規范》DL/T5339-2006.
[2]《泵站設計規范》GB50265-2010.
關鍵詞:空調；循環水系統；變頻節能；原理
中圖分類號：TK212.+2文獻標識碼： A 文章編號：
隨著我國社會經濟建設的不斷發展，中央空調系統已廣泛應用于工業、高層建筑、政府辦公樓和酒店等建筑當中，成為了大型建筑物不可缺少的配套設備之一。中央空調系統主要由制冷主機、循環水系統和風機盤管等設備組成，具有節約空間、投資方便、簡化管理和滿足客戶個性化需要等優點。但是，中央空調系統的能耗非常大，約占大型建筑總能耗的50%，其中，循環水系統的耗電量約占整個系統耗電量的20%，極大地浪費了電能，同時也惡化了中央空調系統的運行質量。因此，如何有效地降低循環水系統的能耗成為了技術人員急需解決的問題。
目前，空調節能方法使用較為頻繁的是水系統變頻節能技術。本文通過介紹水系統變頻節能的原理，結合工程實例闡述了節能效果。結果表明，改造后的空調系統運行穩定，溫度及適度滿足要求，節能效果較為顯著。
1 空調水系統變頻節能原理
中央空調水系統變頻指的是對冷卻水泵和冷凍水泵進行改造。通過對水泵變頻，將水系統改造為變流量運行，使空調系統的負荷與實際相匹配。
通常冷水機組是在定流量設計下運行的，冷水機組要保持定流量的主要原因是:①蒸發器(或冷凝器)內水流速的改變會改變水側放熱系數，影響傳熱；②管內流速太低，若水中含有機物或鹽，在流速小于1m/s時，會造成管壁腐蝕；③避免由于冷水流量突然減小，引起蒸發器的凍結。實際空調系統水泵變頻改造工程表明，對空調水系統水泵進行變頻節能改造，對冷水機組的功率幾乎沒有影響。因此，合理利用變頻節能控制方法，對整個中央空調控制系統會起到更好的保護作用。
空調系統變頻節能的依據是空調系統在部分負荷的運行狀態下，通過減小水流量來維持空調系統冷負荷的不變，從而節省循環水系統中水泵的能耗。根據水泵的工作原理可知，水泵的流量、揚程、轉速與功率之間的關系為:
(1)
式中:Q1、Q2為水泵的流量，m3/h；n1、n2為水泵的轉速，r/s；H1、H2為水泵的揚程，m；P1、P2為水泵的功率，kW。
由式(1)可知，水泵的流量與轉速成正比關系，而水泵的輸入功率與轉速的立方成正比關系。由該關系可知，當水泵的轉速降低后，流量按照某比例減小，相應泵的功率按照該比例的三次方下降。
一次泵水系統是實現空調水系統節能的最佳配置。傳統的空調水系統在末端設置電動兩通閥或電動三通閥，通過閥門開度來調節水流量。這種方法雖然能減小空調系統的流量，但卻大大增加了系統的壓力，即增加系統的管路阻力，使大部分的能量消耗在閥門上。
隨著變頻器價格的下降，變頻泵在空調水系統中的應用也越來越多。當泵的轉速由n1變為n2時，相應的流量也從Q1變為Q2，實現了流量調節，與普通的循環泵相比，節約了水泵的能耗。另外，變頻泵可以使管網的流量連續變化，實現無級調節，有利于更好地降低水泵的能耗。設置旁通閥調節水量原理如圖1所示。
圖1 設置旁通閥調節水量原理圖
工頻和變頻運行效果比較如表1所示。
表1 工頻和變頻運行效果比較
2 變頻節能控制原理
空調水系統包括冷卻水和冷凍水系統兩部分。冷卻水部分包括冷卻水泵、冷卻塔和冷卻水管道。冷凍水部分包括冷凍水泵和冷凍水管道。在冷凍水部分出口和冷卻水部分進出口都安裝有二線制的溫度變送器，對冷卻水部分的進出口溫度送至變頻器作溫差控制，而冷凍水的出口溫度作恒溫控制。系統結構如圖2所示。
圖2 系統結構示意圖
圖2中，溫度變送器傳送三個溫度模擬量(冷卻水進口溫度、冷卻水出口溫度和冷凍水出口溫度)至變頻器，三個模擬量作為變頻器控制判定根據。變頻器再將啟動泵信號傳至PLC，通過PLC啟動相應水泵，實現水泵間的切換。變頻器輸出信號控制著電機轉速的大小，最終實現水泵內水的流量控制。變頻器將設置最低限和最高限來保護制冷主機和電機，根據實際需要，冷卻水進出口溫差變大時，則變頻器增大頻率，加快電機轉速，加大水的流量；反之，溫差變小，則減小頻率，減慢電機轉速，減小水的流量。
水系統變頻節能改造系統控制原理如圖3所示。
圖3 系統控制原理圖
3 工程改造及節能效果
由于空調系統的不同，采用變頻節能改造的節能效益也不相同。本文以改造的某工程為例，分析其改造和節能效果。
改造工程為一政府辦公樓，采用H2蒸汽雙效型溴化鋰吸收式制冷主機，配備兩臺冷卻水泵和兩臺冷凍水泵。空調水系統的主要設備如表2所示。
表2 空調水系統主要設備
改造前，系統工頻運行，即冷凍水和冷卻水系統均按工頻運行。運行過程中出現電機電流遠超過電機的額定電流，電機外殼發熱嚴重，甚至出現啟動電流過大直接導致系統不能啟動的情況。按照文中的控制原理和方法對現場系統進行改造，分析對比了系統改造前后的能耗狀況。改造前，水系統每天的能耗基本相等；改造后，每天水系統的能耗會根據當天天氣情況導致空調房間制冷量的變化。系統改造前后水系統單月的耗電量如表3所示。
表3 耗電量
其中，E前冷卻水為改造前冷卻水系統所消耗的總能量；E前冷凍水為改造前冷凍水系統所消耗的總能量；E后冷卻水為改造后冷卻水系統所消耗的總能量；E后冷凍水為改造后冷凍水系統所消耗的總能量。
該工程冷卻水部分節省電能計算式為:
ΔE=E后冷卻水－E前冷卻水=5957kWh(2)
冷凍水部分節能電能為:
ΔE'=E后冷凍水－E前冷凍水=5129kWh(3)
冷卻水部分節電率為:
η=(5957/18630)×100%=32%(4)
冷凍水部分節電率為:
η'=(5129/15525)×100%=33%(5)
綜上所述，該工程水系統部分變頻節能改造的節電率約為33%。
4 結束語
結合空調水系統變頻技術和控制原理，對空調系統進行改造。結果表明，改造后的空調系統運行穩定可靠，室內溫濕度均滿足要求，并且有利于系統設備使用壽命的延長，優化系統運行的質量。因此，隨著制冷技術的不斷發展和完善，中央空調水系統變頻節能技術的應用將更為廣泛。
參考文獻
關鍵字：暖通空調系統；制冷水處理；方法意見
一、暖通與空調制冷水處理狀況
利用鈉離子交換器技術對自來水進行軟化處理的就是冷熱水系統，而磁水器和電子水處理儀等物理方式進行水處理一般運用于冷卻水系統。選用磁水器和電子水處理儀等物理手法進行水處理一般是在冷卻水系統，而冷熱水系統運行中并沒有堅持使用加水罐，但是，均采用磁水器和電子水處理儀等物理手法進行水處理的包括冷卻水系統和冷熱水系統。使用手動和自動定量加藥設備對系統實施化學品進行水處理的有冷熱水系統，使用電子水表和磁水器等物理方式進行水處理的是的冷卻水系統，熱水和冷水供水系統自動或手動加藥設備加藥系統集中水處理化學品用于空調系統實行化學水處理系統，包括冷熱水和冷卻水系統，這兩個系統的手動或自動加藥設備可以滿足系統要求。
二、暖通與空調制冷水循環系統的特色
2.1冷熱水系統通常是開環水系統，但也會有封閉的循環水系統，（例如，一家紡織廠霧化室和空氣處理系統等組成部分）。通常運行調試和操作前充滿了水，補充水前的第一次是從城市來的自來水，但偶爾也有水來自深井水。開環水系統比封閉循環水系統在操作過程中加水要大得多，對循環水的質量要求比其他系統都要高。這種水是否含有其他雜質，水中微生物含量是否達到國家衛生規則。
2.2冷熱水空調系統，它的循環水在冬季氣溫通常一般在攝氏45-60℃，在夏季攝氏8-13℃左右，冬季中央空調設備末端的供水水溫一般在65℃或以下。
2.3熱水循環采暖系統的水溫不包括蒸汽鍋爐水系統外的情況下，一般在攝氏95℃以下，但高溫水供暖系統也有可能出現，例如在攝氏70―110℃、80―130℃、90―150℃等。
2.4閉式循環水系統中，水的質量一般是不會受到周圍環境的改變，通常不會改變它的濃度，而且濃縮水中沒有存在不同離子的問題， 然而，盡管跟周圍環境不同的是開式循環水系統的水，就像新風采集和處理材料從生產設備的污垢車間出來那樣，會形成粉塵造成循環水的污染。
2.5噴霧罐和表冷器加噴淋的空調器和冷卻器內的空調機往往形成很多種病菌，水箱里面的衛生條件比較差，存在著大量污泥。需要經常清理，如今行業內的人都對它極度注意。
2.6封閉循環水系統和開式循環水系統是冷卻水系統通常用到的。第一次裝滿水和運作期間的補充水大多來自深井水或自來水。冷卻水的水度通常為攝氏31～36℃，或者低于該溫度也可以。就像空氣中受周圍環境影響一般很大的漂浮物有：病菌、微粒、二氧化氮、大氣中的氧氣、酸雨、硫氧化合物等。如果讓這些微小顆粒侵入冷卻水系統，就會造成冷卻水的重度破壞，還有因為冷卻水會繼續蒸發，水中的Mg2+、Ca2+、Cl-和漂浮物、固體的溶解物濃度繼續加大，成為冷卻水系統管道和設備的污垢、造成管道腐蝕和藻類的生長繁殖和病菌的產生，出現很多污泥并造成設備和管道的堵塞。
三、暖通與空調制冷循環水系統的基本問題
打開冷卻水系統，一個重要的問題是水侵蝕和結垢，閉環冷熱水系統，關鍵的問題是侵蝕。
3.1 普遍存在著腐蝕跡象是閉式循環水系統的里面比較嚴重的問題，而不是大家所知道的存在污垢。如北京市通州區某道路進行改造時將跨道路的供熱管道移除時出現像上面的管道受到侵蝕導致腐爛，經過調查，他們的管道內部不結垢是因為經過特別的化學處理，北京某大學在最近拆遷的加熱管道是，看到管內壁并沒有結垢而是出現全表面被侵蝕腐爛并且伴隨有點蝕狀況。因此閉式循環水系統，怎樣防止系統腐蝕在工程設計時應當第一考慮，與此同時，如何防止系統結垢等現象還是要慎重考慮的。對于上面說到的情況，放在第一位的是怎么樣防止系統的腐蝕，其次，預防結垢等問題，因此，我們要改變傳統觀念，不要受原來的保守思想影響，原因主要有：暖通空調，制冷和空調系統的閉環水溫比較低，水系統的循環水量是很大的，并且，該設備的傳熱面的溫度是非常低的；因此不會像蒸汽 鍋爐的爐水會使爐水中其他離子造成濃縮現象。因此，解決腐蝕問題，已成為當務之急，暖通空調和制冷及空調循環水系統，雖然不是需要很多水去填補，但是它里面有很多鹽分和溶解的氧氣。
3.2冷卻水處理系統要加強做好水處理的難題，因為它是最不利的系統之一，所以要加強水處理問題。我們在對前一家公司的冷卻塔進行清理工作，發現這個冷卻水系統設有幾臺電子水處理儀和一臺600T/h的橫流式冷卻塔。經過夏天幾個月的調試后，龐大數量的碳酸鹽污垢出現在冷卻塔的內壁上，它的尺寸足足有30―50μm厚；產生了很顯眼的氧化鐵 皮層在進出水管道的內壁上。把清洗出來的氧化鐵皮和水垢裝起來足有6麻袋子。如果不是我們及時清洗的話，這些水垢、氧化鐵皮就會帶進設備內，很容易造成不必要損失，造成冷凝器堵塞，引起事故停車。后來該公司聽取了我們意見，結垢問題隨之得到了解決，原因是對整個機器進行化學水處理，利用的是全自動加化學藥水處理設備。
3.4暖通與空調制冷水處理的相關設計標準
國家科技監督局公布的2002年出版的中國國家標準“工業鍋爐水的質量標準”（GB1576-2002）、“工業的循環水冷卻設計標準”（GB/T50102-2003）、1996年出版的中國國家標準“工業循環冷卻水處理的設計標準”（GB50050-96），應該認真貫徹執行這些本行業水處理的技術法律規章。
四、暖通與空調制冷水處理的設計重點
4.1 首先要收集有關水質量材料，在設計過程中的水處理，比如：水的pH值，水的硬度，溶入水中的氧含量，氯離子的含量，漂浮固體，溶解固體或其鹽的含量，在剛開始時就應當整理系統用水的水質材料。在進行暖通空調工程設計時，以便找到一個解決方案，為在循環水系統通常存在的腐蝕現象，提供了重要的基礎資料。
4.2 理解明白水系統中材料和設備的質量
應確定和清楚知道系統中管道、設備、水泵、閥門等所用材料質量怎么樣，為了防止對整個系統的侵蝕和產生污垢，所以要確保進行設計工作時，以適應水質和水處理的設計選擇的要求。
4.3 關于冷熱水系統的水處理技術
空調冷熱水系統，熱水供熱系統水的處置方法，率先運用有效的方法和先進的技術 - 自動加藥系統，以實現化學水處理自動加藥裝置處理程序。只能防止結垢的系統僅用于鈉離子交換水軟化系統，但不保證可以防止系統的腐蝕，因為自來水中含有的天然碳酸鈣，碳酸氫鈉，這是一個陰極抑制劑。因此，即使改進的水軟化后的水的PH值，但由于硬度成分，在水中的碳酸氫鈣和一些化合物已被破壞 ， 它是一種天然的抑制劑，與鈉離子交換使水軟化程度增加，一般高于原水鹽度。
例如運用電子水處理儀和磁水器等設備都是用物理方法進行水處理，雖然在某種特別水質的情況下有阻止形成水垢的效果，但還是沒有預防腐蝕現象的作用，因此還是會使系統產生很嚴重的腐蝕。在某商業大廈安裝3臺格力牌螺桿冷水機組，運用幾年后發覺原本的物理水處理設備并沒有能起關鍵效果，管道、設備還是發生了很嚴重的腐蝕現象。2003年初將本來使用的所有腐蝕管道和“電子水處理儀”都全部換掉，拆洗時看到管道內壁有很多氧化鐵及銹瘤。所以使用化學劑對螺桿式冷水機組也進行了清洗。通過物理處理后再用實施“化學方法”處置方案，對空調冷卻水系統和熱水系統，采用自動加藥設備運行兩年后獲得了良好的效果。
每個人打破傳統思想觀念，堅持實施水處理新技術，大家從綠色環保的角度出發建設、設計、管理，共同打造屬于我們美好的家園。有一種循環水系統，可實現定時器或自動水加藥定量給設備加藥，為了減少工作人員的勞動強度，并降低其壓力。該裝置可以根據比例加藥或自動加藥到定時補充水的量，也可以根據水的pH值，并請填滿水定量加藥實現在線控制。因此我們要繼續開發操控方便、技術先進、性價比高的自動水處理加藥設備，加快我國暖通空調與制冷行業化學水處理的可持續發展。
參考文獻：
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