國(guó)內(nèi)中小化工企業(yè)循環(huán)冷卻水運(yùn)行管理現(xiàn)狀及對(duì)策
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- 發(fā)布時(shí)間：
- 2022-04-25
摘要：
如果循環(huán)冷卻水在運(yùn)行過程中不進(jìn)行指標(biāo)監(jiān)控分析加藥（其他靜電水處理等技術(shù)不包含），長(zhǎng)時(shí)間就會(huì)對(duì)換熱設(shè)備產(chǎn)生水垢、污垢及生物淤泥的沉積、腐蝕的加劇以及菌藻的滋生等問題，直接影響設(shè)備長(zhǎng)周期運(yùn)行，節(jié)水減排也就流于形式，造成生產(chǎn)過程成本增加。
循環(huán)冷卻水處理是一門實(shí)驗(yàn)性科學(xué)，但由于企業(yè)專業(yè)技術(shù)人員不滿足實(shí)際需要，管理上不重視，很難提高工業(yè)循環(huán)水運(yùn)行管理標(biāo)準(zhǔn)和水平。按照國(guó)家節(jié)水相應(yīng)環(huán)保政策，如何優(yōu)化運(yùn)行循環(huán)水場(chǎng)、減少排污以及綠色生產(chǎn)將是今后中小化工企業(yè)面臨的實(shí)際問題。
國(guó)內(nèi)中小化工企業(yè)循環(huán)水運(yùn)行現(xiàn)狀
加藥系統(tǒng)與主體設(shè)計(jì)不同步
相當(dāng)一部分企業(yè)水場(chǎng)現(xiàn)場(chǎng)加藥設(shè)施、藥劑儲(chǔ)存都是臨時(shí)的，擺放隨意，相當(dāng)?shù)牟灰?guī)范。產(chǎn)生這樣的現(xiàn)象主要的原因就是在設(shè)計(jì)循環(huán)冷卻水系統(tǒng)時(shí)沒有提前或同步考慮到實(shí)際水質(zhì)處理方案以及選定的第三方水處理系統(tǒng)未融入整體循環(huán)冷卻水系統(tǒng)設(shè)計(jì)當(dāng)中，往往也沒有預(yù)留加藥孔、采樣孔及檢測(cè)孔等，造成后期在設(shè)備和管道上開孔或焊接安裝取源部件，違反了《自動(dòng)化儀表工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》GB50093-2013規(guī)定。
有些企業(yè)新建項(xiàng)目在投產(chǎn)前，作為公用工程的循環(huán)水系統(tǒng)卻沒有嚴(yán)格按照吹掃、水洗（化學(xué)清洗）以及冷態(tài)預(yù)膜進(jìn)行，那么系統(tǒng)管壁就形成不了一層致密的緩蝕保護(hù)膜，導(dǎo)致不利于設(shè)備防腐，影響冷換設(shè)備使用周期。
預(yù)膜的藥劑盡量選取低磷或無磷，減少對(duì)環(huán)境的影響。“提高濃度的預(yù)膜方案”由于操作和管理比較簡(jiǎn)單，適用范圍比較廣。
旁流過濾器不投用
旁濾水量一般經(jīng)驗(yàn)是占循環(huán)水量的1%~5%，通常情況下化工企業(yè)要求濁度控制小于2mg/L，其中一個(gè)原因是濁度過高會(huì)加速金屬設(shè)備腐蝕。
從GB50050-2017《工業(yè)循環(huán)冷卻水處理設(shè)計(jì)規(guī)范》（簡(jiǎn)稱“設(shè)計(jì)規(guī)范”）來看，旁流過濾器（簡(jiǎn)稱“旁濾”）出水濁度應(yīng)小于3.0 NTU要求。如果當(dāng)初設(shè)計(jì)時(shí)考慮不充分就會(huì)導(dǎo)致使用效果差，久之就會(huì)被棄之不用。建議定期對(duì)旁濾效果進(jìn)行監(jiān)測(cè)、清理以及更換濾料。
換熱器管理松散
（1）水側(cè)流速不監(jiān)測(cè)。
大部分中小型化工企業(yè)沒有意識(shí)到流速如果低于規(guī)定值的后果，也沒有考慮到其與腐蝕的強(qiáng)相關(guān)性。日常多數(shù)企業(yè)沒有制度規(guī)定對(duì)換熱器進(jìn)行便攜式超聲波流量?jī)x進(jìn)行測(cè)量。規(guī)范要求流速見表1。
（2）換熱器基礎(chǔ)臺(tái)賬不健全
如《工業(yè)水系統(tǒng)的冷換設(shè)備臺(tái)帳》沒建立或不健全；目前很多企業(yè)各工藝單元之間和生產(chǎn)過程的不同環(huán)節(jié)熱聯(lián)合程度不夠,對(duì)全廠的能源整體利用仍有不足以及生產(chǎn)裝置熱量未充分回收利用,造成了大量低溫位熱量被循環(huán)水冷卻器或空氣冷卻器取出。調(diào)節(jié)循環(huán)水給水有的是關(guān)小入口閥，反而增加了結(jié)垢和腐蝕趨勢(shì)。建議使用循環(huán)水冷卻器的循環(huán)水出口流量控制，會(huì)比循環(huán)水入口流量控制對(duì)熱流冷卻效果更加穩(wěn)定；運(yùn)用系統(tǒng)節(jié)能思維改變循環(huán)水工藝流程,深化循環(huán)水串聯(lián)的應(yīng)用,可大幅降低循環(huán)水使用量。
淋水填料選型及破損，收水、布水設(shè)計(jì)選型及破損，風(fēng)機(jī)葉片損壞等未及時(shí)發(fā)現(xiàn)，甚至有的企業(yè)檢修期間也沒有對(duì)其進(jìn)行有針對(duì)性的檢修造成了影響熱量的傳遞和揮發(fā)的后果。對(duì)塔池出口濾網(wǎng)定期清理也是判斷冷卻塔內(nèi)構(gòu)件有無破損一個(gè)手段。
回水與給水溫差小
有些企業(yè)實(shí)際溫差小于設(shè)計(jì)指標(biāo)；沒有按照設(shè)計(jì)規(guī)范要求對(duì)換熱器進(jìn)出口安裝熱偶溫度計(jì)、壓力表；關(guān)鍵換熱器沒有流量計(jì)；缺乏監(jiān)測(cè)手段和相關(guān)數(shù)據(jù)的采集；沒有認(rèn)真計(jì)算校對(duì)當(dāng)工況變化時(shí)，換熱面積是否夠用；也沒有在保證流速情況下進(jìn)行換熱器水側(cè)出口閥門調(diào)整，造成極大的能源浪費(fèi)。
藥劑加入量計(jì)算不準(zhǔn)確
有些企業(yè)日常對(duì)循環(huán)水運(yùn)行管理缺失，補(bǔ)水和排污沒有計(jì)量表，甚至有的也不進(jìn)行補(bǔ)水、也 不加藥；存在濃縮倍數(shù)通過估算而不是計(jì)算公式?？梢钥闯銎髽I(yè)的專業(yè)技術(shù)人員能力不足，可想而知循環(huán)水場(chǎng)運(yùn)行的效果了。一般情況下水質(zhì)穩(wěn)定劑的加藥量可以根據(jù)水質(zhì)穩(wěn)定劑配方的要求、補(bǔ)充水水量和循環(huán)水的濃縮倍數(shù)來估算。
計(jì)量?jī)x表不健全
有些企業(yè)計(jì)量?jī)x表選型、安裝位置不對(duì)，配置不全甚至長(zhǎng)時(shí)間沒有進(jìn)行校準(zhǔn)。建議應(yīng)按照《化工企業(yè)能源計(jì)量器具配備和管理要求》GBT21367-2008配置，須注意被測(cè)的流量范圍應(yīng)不小于最小流量和不大于額定流量，額定流量至最大流量計(jì)量區(qū)間只可供短時(shí)間計(jì)量流量值用(每日應(yīng)不超過1h)。
水表需水平安裝，水表前后管路可分別保持管徑的6~8倍和3~5倍的直管段，建議“前6后3”即可，使水流穩(wěn)定測(cè)量準(zhǔn)確。其他類型流量計(jì)量?jī)x表按照《自動(dòng)化儀表工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》GB 50093-2013及設(shè)計(jì)文件規(guī)定安裝。
專業(yè)性缺失造成能源損失
有的企業(yè)對(duì)于循環(huán)水系統(tǒng)運(yùn)行管理不重視，甚至直接進(jìn)行了外包，所以企業(yè)的化驗(yàn)室對(duì)水質(zhì) 相關(guān)分析項(xiàng)目缺失，沒有相關(guān)數(shù)據(jù)，導(dǎo)致對(duì)掛片管理、腐蝕速率以及濃縮倍數(shù)計(jì)算等流程無法開展。很多中小化工企業(yè)的循環(huán)水濃縮倍數(shù)不達(dá)標(biāo)（不宜小于3，GB/T50050規(guī)定），直接加大了循環(huán)水補(bǔ)充水的用量和水處理劑用量，造成循環(huán)水冷卻效率不高，增加了動(dòng)力消耗、藥劑消耗和水資源的消耗。
建全循環(huán)冷卻水運(yùn)行管理系統(tǒng)
健全基礎(chǔ)工作
企業(yè)公用工程車間首先完善當(dāng)?shù)氐乃|(zhì)數(shù)據(jù)、設(shè)備材質(zhì)、工藝狀況，進(jìn)、出口水溫、流速、 循環(huán)量、保有水量和有關(guān)圖紙資料等；完善現(xiàn)場(chǎng)水處理設(shè)備，檢查集水池、冷卻塔、加藥裝置以及檢測(cè)裝置等，并規(guī)范實(shí)施要求，提出整改建議。如小型循環(huán)水系統(tǒng)如無條件，也可采用間斷加藥即每班或每日加1~2次，可采取定時(shí)定量的加藥方式。采用間斷排污時(shí)，應(yīng)在排污之后加藥。
加藥點(diǎn)位置以保證混合均勻?yàn)樵瓌t，建議直接加入補(bǔ)水系統(tǒng)或循環(huán)水系統(tǒng)，若加入循環(huán)水系統(tǒng)應(yīng)保證藥劑在池中有充分混合的時(shí)間，不能在取樣點(diǎn)上游，也要避免靠近某一臺(tái)泵，以防止藥劑分布不均。
加強(qiáng)換熱器管理
循環(huán)冷卻水系統(tǒng)管理是系統(tǒng)工程，它關(guān)聯(lián)到設(shè)計(jì)、工藝、設(shè)備、環(huán)保、質(zhì)檢、檢修以及計(jì)量等部門，企業(yè)應(yīng)制定相應(yīng)管理制度或細(xì)則，對(duì)需經(jīng)常調(diào)節(jié)循環(huán)水使用量的循環(huán)水冷卻器建議增加調(diào)節(jié)閥,根據(jù)工藝需要調(diào)整閥位;對(duì)循環(huán)水冷卻器運(yùn)行工況動(dòng)態(tài)管理,建立冷卻器循環(huán)水進(jìn)出口水溫測(cè)記錄臺(tái)帳,定期定時(shí)測(cè)量所有冷卻器循環(huán)水進(jìn)出口水溫。
從系統(tǒng)角度看目前很多企業(yè)各工藝單元之間和生產(chǎn)過程的不同環(huán)節(jié)熱聯(lián)合程度不夠,對(duì)全廠的能源整體利用仍有不足以及生產(chǎn)裝置熱量未充分回收利用,造成了大量低溫位熱量被循環(huán)水冷卻器或空氣冷卻器取出。
回用水要有指標(biāo)控制
回用水來源于“中水”或“再生水”。中水是指污水經(jīng)過處理后的出水，水質(zhì)介于上水（給水）和下水（污水）之間，故稱為中水，中水用于回用，故稱為再生水。再生水可以是中水，如果處理的好也可以成為生活用水甚至直飲水。為了確保循環(huán)水系統(tǒng)水質(zhì)穩(wěn)定，參考指標(biāo)見表3，企業(yè)也可根據(jù)化驗(yàn)室條件選擇一些項(xiàng)目進(jìn)行分析監(jiān)控。
含鹽量的控制
含鹽量又稱礦化度，是水中各種陽(yáng)離子的量和陰離子的數(shù)量總和。含鹽量可用電導(dǎo)率表示， 因水中溶解鹽絕大部分都是強(qiáng)電解質(zhì)，它們?cè)诘腥侩婋x成離子，所以可以用離子的導(dǎo)電能力（電導(dǎo)率）的大小來判斷水中含鹽量的多少，電導(dǎo)率同含鹽量的關(guān)系是（25℃）， LgIDS=1.006Lgk-0.125(適用于IDS=500~5000mg/L)
式中：IDS為含鹽量（mg/L）K為電導(dǎo)率（ms/cm）含鹽量高的水中，Cl-和SO42-的含量往往較高，因而水的腐蝕性較高。
含鹽量高的水中，如Ca2+、Mg2+和HCO3-含量較高，則水的結(jié)垢傾向增大，因此應(yīng)控制冷卻水中的含鹽量在2500mg/L以下，但也要根據(jù)投加水處理劑的性能效果而定。
結(jié)論
循環(huán)水的成本在企業(yè)水系統(tǒng)中占比重很高，約達(dá)30%，往往是新鮮水的三倍以上。未來中小 型化工企業(yè)發(fā)展要沿著綠色生產(chǎn)方向，構(gòu)建綠色循環(huán)低碳發(fā)展的產(chǎn)業(yè)體系。
從技術(shù)和管理兩個(gè)維度上改善循環(huán)水的運(yùn)維,通過循環(huán)水場(chǎng)的濃縮倍數(shù)的高低、補(bǔ)水率的大小、進(jìn)出口溫差大小以及產(chǎn)品平均循環(huán)水用量等指標(biāo)來最終判定運(yùn)行好壞。
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