循环冷却水系统浓缩倍数的管理

系统浓缩倍数稳定运行的措施。
引言
  随着世界人口的迅猛增长和工业的高速发展 ,
全球面临严重的水危机。我国是个贫水的国家 ,全国每年缺水总量达 12 ×10 9m 3 ,而工业用水占城市  供水量的的 80%左右 ,循环冷却水又占工业用水的70% ~80%以上。提高循环水的浓缩倍数可以降低补充水量 ,节约水资源 ,降低排污量 ,减少对环境的污染 ,节约水处理药剂的消耗量 ,降低冷却水处理成本。因此 ,随着水资源的日趋紧缺 ,新鲜水费和排污费的明显上升 ,提高循环水的浓缩倍数 ,是节水、降低运行成本 ,提高经济效益的有效措施。
1 理论上影响浓缩倍数的因素
  循环冷却水系统在运行过程中 ,由于水份蒸发使系统中的水份愈来愈少 ,而水中各种矿物质和离子含量就会愈来愈浓 ,为了使循环水中含盐量维持在一定的浓度 ,必须补入新鲜水 ,排出浓缩水。水在浓缩过程中 ,主要有蒸发损失、风吹损失、泄露损失和排污损失影响浓缩倍数。循环水系统水量平衡可见图 1。
      图 1 循环水系统水量平衡示意图
 
1. 1 蒸发损失 E (m3 /h)         
      蒸发损失水量 E与循环冷却水量、进出塔水温差、蒸发潜热及空气的湿度和温度等因素有关 ,如粗略计算可用下式表示:
      E = (0. 1 + 0. 002Φ) R△t/100, (m 3/h)                                 
      R - 系统中的循环水量 , (m3 /h)              
      △t -冷却塔进出水温差 , ℃
      Φ -空气的干球温度 , ℃
1. 2 风吹损失 (包括飞溅和雾沫夹带 ) D (m /h)                          3
      风吹损失通常以占循环水量 R的百分率来估计 ,其值约为
      D = (0. 05% ~0. 2% ) R (m 3/h)
1. 3  泄漏损失 F (m3 /h)         
      泄漏损失量不定 ,应视系统管理的具体情况而定。
1. 4 排污损失 B (m3 /h)         
      排污损失的大小 ,由需要控制的浓缩倍数和凉水塔的蒸发量来确定。可人为进行控制。
      补充水量 M (m3 /h) ,根据循环水系统的水量平衡可得
      M =B +D + E + F
1. 5 浓缩倍数 K的确定
      根据浓缩倍数定义可得
      K = (B +D + E + F) / (B +D + F)= 1 + [ (0. 1 + 0. 002Φ) R △t/100 ] / (B + D +
 F)
      由上式可得 ,在一定环境温度和设定循环水量的条件下 ,浓缩倍数与 △t成正比 ,与 B、D和 F成反比。因此 ,提高凉水塔进出口水温差 △t,减少风吹损失、泄漏损失和排污损失量 ,可以提高浓缩倍数
2 提高循环水浓缩倍数的经济效益
     表 1:不同浓缩倍数下的补水率、减排水率

由表1可以看出,使用循环水较使用直流水具有显著的节水减排效果,浓缩倍数在2.0时,节水率已为96.51% ,减排率为98.31%。随着浓缩倍数升高,节水减排效果提高,节水率和减排率提高,但随着浓缩倍数的提高,节水和减排的幅度逐渐下降。但随着浓缩倍数的提高,水质处理难度增大,处理成本增加,考虑到循环水系统的经济运行,一般敝开式循环水系统浓缩倍数控制在3-4倍左右运行。当前由于着重节约用水0,排放减少的原则,浓缩倍数要求控制在5.0以上。
3 循环水系统存在的问题及解决办法
    (1)设计 V /R 比过大 ,增加了提高浓缩倍数的难度 ,工业循环水设计规范中要求 V /R在 1/5~1/
 3。V /R比过大 ,即整个系统容量相对循环量来说太大 ,浓缩倍数上升非常缓慢 ,大大增加了达到要求浓缩倍数的时间。
    (2)设计热负荷过高 ,造成实际运行时 △t过低。循环水在冷却水系统设计时 ,由于热负荷估算过高 ,使得设计 △t大于实际运行时的 △t。主要体现在循环水系统在实际运行时 ,热负荷较小 ,温差只有 2℃~4℃(设计温差为 10℃) ,造成蒸发水量 E过小 ,浓缩倍数提高困难。
    (3)设计时将循环水当作其他生产用水 ,造成部分循环水流失 ,循环水流失量为 2~4m3 /h,占补水量的 30%左右 ,影响了浓缩倍数的提高。
    (4)循环水系统管网密闭性差 ,造成循环水无法回收。
    由浓缩倍数公式可知 ,浓缩倍数与 △t成正比 ,与 B +D + F成反比 ,从理论上讲 D和 F应该是一个很小的常量 ,只要控制好排污量 B,便可将浓缩倍数控制在一个理想的范围之内。我们发现 ,在实际生产中 ,即使在长期不排污 ,旁滤罐也不反洗的情况下 ,浓缩倍数仍然无法达到理想值 ,一直忽高忽低 ,产生这种情况除了前述原因外 ,主要原因是使用循环水单位随意排放循环水 ,用循环水冲洗设备和地面 ,造成循环水流失。影响浓缩倍数提高。