冷却塔循环水水质分析
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摘 要：在厦门烟草工业有限责任公司生产系统中，循环冷却水系统是指冷却水通过热交换器完成冷却作用后，进入冷却塔或喷水池中冷却，然后循环重复利用，在重复使用的过程中，循环水系统会出现结垢、腐蚀和产生藻类等多种现象，为了达到既节约用水又保护冷却水系统的目的，文章探讨通过哪些途径的改进来提高冷却循环水系统水质。
关键词：PH值 电导率 氯根 总碱度 大冷却水系统 真空系统 空压系统 软化水 中水深度处理。
一、冷却塔水质处理效果
冷却塔水质指标解析
PH：循环水PH与循环水中碱度有一定关系，对于加酸处理的循环水系统，应严格控制循环水的PH；当循环水PH有较大幅度变化时，循环水碱度也变化很大；循环水PH的变化，也可验证加酸的稳定性，当循环水PH有较大变化，则加酸不稳定，应调整加酸。合理、有效、及时地控制循环水PH值在适当范围，应当兼顾阻垢、缓蚀和防黏泥附着，是控制循环水水质的关键。
氯根：氯离子是引起铜管发生点蚀的主要因素之一。它会破坏氧化亚铜保护膜的形成，其腐蚀产物氯化亚铜会水解生成氧化亚铜和盐酸。因此，在任何一点上，如果氯化亚铜生成很快，而它的水解产物又没有被迅速去除，都要发生点蚀。在点蚀内部，铜、氯化亚铜和氧化亚铜同时存在，其溶液的PH值为2.5～4，这样基底金属处于酸性条件下所产生的自催化作用，使铜管逐渐为腐蚀穿透。
电导率：同一类型淡水，在PH值5～9的范围内，电导率和总溶解固形物含量大致成线性关系，其比例约为1：0.55～0.90。该比例随不通离子及离子含量高低而不同。但有少数系统的线性关系不明显或比例过低。因此，要准确地由电导率换算为总溶解固形物值，应由循环水系统积累运算数据找出准确的线性关系。一般可按循环水的总溶解固形物值=0.7×浓缩倍率×补充水电导率计算，但也有局限性。
总硬度：一般而言，当循环水补水碳酸盐硬度较低时，循环水的极限碳酸盐硬度也较低，但对应的循环水系统浓缩倍率较高；当循环水补水碳酸盐硬度较高时，循环水的极限碳酸盐硬度也较高，但对应的循环水系统浓缩倍率较低。硬度为结垢性离子，应控制在合理的范围内。
总碱度：采用碱度来控制循环水的加酸量，控制碱度值在5.0～11.0mmol/L，在循环水碱度未达到极限碳酸盐碱度下碱度值的变化及波动幅度与加酸量的大小和加酸是否稳定、连续、恒流量有关，当循环水碱度变化较大时，应及时调整加酸量并保证加酸的稳定性，避免不均匀加酸对系统造成的结垢及腐蚀。
细菌：冷却塔当空气与水充分接触时，空气中的灰尘、细菌孢子、烟丝烟末都进入了系统；同时由于冷却塔周围适宜温度和湿度，适合细菌生长；浓缩后的循环水中含有丰富营养源，这些导致细菌大量繁殖，产生生物粘泥而使水质恶化，进而引起粘泥垢沉积同时发生垢下腐蚀。
各冷却塔系统水质分析
大冷却水系统电导率较高：周边存在粉尘，被吸入冷却塔内，悬浮在水中，无法从系统内清除掉，且大冷却水系统从来不排污，以及该冷却塔散失飞溅水量少，使浓缩倍数超高，旁路过滤器也较少开启，过滤浮渣的能力较低。
处理方法：应保证系统运行时开启旁路过滤器，并加强对旁滤过滤罐的反冲洗。若能定期排污便能够将电导率控制在指标范围内，但考虑到节水降耗的原因，故应在数值指标和能耗方面寻找一个平衡点。
大冷冻水系统总铁偏高：大冷冻水系统由于经常停机，导致每次停机后水的浊度和总铁离子都偏高。
处理方法：系统不应长时间停机，应定期开启系统使水质得到循环。
真空系统总铁偏高：真空系统的真空腔体由于水气存在，水气腐蚀较大，且真空水池较小，系统循环水蒸发后数据上升较快，导致总铁偏高。
处理方法：一方面需现场人员确保定期切换三台真空机开机运行，避免机台长时间处于停机不开的状态，而使水路属于死水状态，增加死水水路管道和设备部份的腐蚀。另一方面人员每周二次对停机的真空机进行置换水的手段，使其内腔水得到置换而成为相对的“活水”。再者可否考虑采用不锈钢材质来替代作腔体，以减少由此引起的腐蚀。
空压系统电导率、氯根、浊度偏高：该系统与大冷却水系统共用旁路过滤器，一方面大冷却水系统的旁路过滤器较少投入运行，另一方面，它们共用旁路过滤器，使得二者系统水混在一起，水质要求不一致。同时若旁路过滤器暂停时，出现大冷却水系统水压入空压系统内，作为了空压系统的补充水，由于本底数据高，经再一次的浓缩，造成空压水质数据偏高的现象。
处理方法：对旁路系统过滤器进行重新改造，使空压系统和大冷却系统单独分开使用旁路过滤系统，避免出现当旁路过滤器暂停使用时，大冷却塔的循环水倒灌入空压系统，影响数据指标。
冷却塔系统主机小温差
主机蒸发器和冷凝器的小温差指标在排除主机设备问题外反映了水系统热交换好坏，小温差小说明冷却水与冷媒热交换效果好，反之小温差高（大于3℃）说明冷却水与冷媒热交换效果不好，也就无法高效相互交换，交换器有污垢存在，清除污垢则会恢复小温差（小于3℃）。主机的冷凝器的小温差正常，均达到控制范围内（
二、冷却循环水补水水质效果评价
1.软化水
对冷却水系统水质影响：通过一年半软水作为补充水的运行，因全部采用软水作为冷却水的补充水水源，起到了对冷却水质硬度数据下降的作用，特别是成水垢的钙、镁离子降低。我公司根据水质情况变化，及时调整该系统的水处理药剂，在水处理药剂的配方中把原先以阻垢为主、缓蚀为辅的组成，改变为阻垢缓蚀平衡态和以缓蚀为主、阻垢为辅的配方组成，也就是把分散剂的药量减少同时增加了有机膦酸的药剂量，加强缓蚀功能；但对于空压冷却水系统，由于该系统的浓缩倍数超高，钙离子含量在90mg/L以上，所以选择阻垢缓蚀平衡态的药剂配方 ；大冷却水系统，浓缩倍数正常，钙离子含量在40mg/L左右，所以选择以缓蚀为主、阻垢为辅组成的药剂配方。
2.中水深度处理后的补水
中水深度处理后的补水，是对中水进行超滤和反渗透过滤后的出水，每天的中水回用水量在冬季明显不足，夏季也只能作为辅助补充，特别对空压水系统蒸发量大，循环水的浓缩倍数高，回用中水常常无法补充，因为回用水先补于大冷却系统，导致水质数据高。回用中水作为冷却水的补充水使用，不足部分采用自来水，起到对冷却水质数据下降的作用，特别是成水垢的钙离子和总碱，我公司根据水质情况，及时调整该系统的水处理药剂，在水处理药剂的配方中把原先以阻垢为主缓蚀为辅组成改为阻垢缓蚀平衡态，也就是把分散剂的药量减少同时增加了有机膦酸的药剂量，因中水回用是废水的再利用，难免随带着废水的菌（如丝状菌一类），需加强菌藻的杀灭工作。中水回用水应作为空压系统的一部份的补充水，以利于该系统水质数据有所降低，有利于系统正常运行。对系统热交换效率和节约用水的影响：中水回用水的补充，一方面使冷却系统水质数据下降，有利于减少结垢率，表现为大冷却水系统的主机冷凝器小温差在控制范围内（小于3℃），另一方面为此减少冷却水的外排污水量，由于过去水质数据高需要采取排污措施，现不排污了，节约自来水的补充水量，一举二得。
三、 总结
循环冷却塔用水水质应根据企业循环水系统的特点和工艺条件，结合补水的水质特点，选择适合企业运行条件的水处理方案，通过加药等措施，控制循环水指标在一定范围内运行，既保证生产设备的长周期运行，又提高了循环水利用率。循环水处理技术的利用，既能给企业带来显著的经济效益，又能为社会带来良好的社会效益。
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