浅谈制冷系统循环冷却水的水质处理

韦冬梅

（南宁化工股份有限公司，广西 南宁530031）

南宁化工股份有限公司化合厂循环水岗位负责给本厂和PVC厂制冷机组提供循环冷却水，冷却水通过冷却塔时，把空气尘埃中的有机物﹑微生物等带入水中，使浊度增加；本厂地处南方，冷却水的温度很适合菌藻的生长，不断生长的藻类会形成生物粘泥；异氧菌、铁细菌等细菌的大量繁殖，造成管道内壁腐蚀，形成铁锈皮脱落，影响冷凝器的换热；另外循环水中的钙﹑镁离子会随着制冷系统冷凝器换热时水温的升高形成水垢，附着在冷凝器铜管的内壁，形成致密水垢（主要是碳酸钙垢）。水垢和污垢结合在一起会引起或加重设备腐蚀，严重影响冷凝器的换热效果，造成冷量不足，不得不降量生产甚至停车。因此必须进行水质处理，以保证整个循环水系统的换热效率和使用年限。

1 现状

本厂循环水系统采用不锈钢、碳钢、铜等材质，设计循环水量 3200m3·h－1，满负荷生产时循环水量甚至超过最大设计能力。由于未进行水质处理，制冷机组蒸发器、冷凝器换热效果差，机组常常发生喘振、冷凝器压力高等设备故障，影响制冷效果，冷量不足使得生产岗位只能降量生产或者停车检修；另一方面，未进行水质处理的时间较长，设备腐蚀严重，制冷机组油冷却器不时漏油，使得循环冷却水的含油量大，容易滋生细菌，水质容易变坏，严重影响制冷效果。为不影响生产，车间采取的处理方法是一边排污一边加入补充水进行置换，每次需要连续置换3d水质才基本正常，造成水资源极大浪费，生产成本居高不下，更不利于节能减排。表1为该厂循环水补充水（河水）的水质情况。

表1 补充水（河水）水质

2 解决方案

对管道垢样进行分析的结果是：垢样中碳酸钙的含量高达70%以上，而氧化铁等杂物的含量仅占20%～30%。因此，该循环冷却水系统中主要的问题是水垢的堵塞及藻类的清除。针对该水质特点，我们通过实验确定了相应的水处理配方及处理方案，该方案在严格控制腐蚀和结垢的同时兼顾杀菌。为此，必须对冷却水系统进行藻类剥离、除垢清洗、预膜和水质稳定处理，以控制设备的腐蚀。同时对该系统存在的工艺及管理的问题进行改进。

2.1 水质处理

2.1.1 药剂选择

针对该水质特点，经过多次取样做小型实验，确定使用某公司研制的下列水处理剂进行清洗维护，可保证完全清除水垢又可使设备不被腐蚀。

表2 水处理用化学药品的使用及性能指标

2.2.2 化学清洗步骤

水冲洗：运行时间24～48h，操作要求：水池内注满水，开泵循环，将系统内的机械杂质和悬浮物冲洗干净。

渗透剥离清洗：运行时间24h，操作要求：在系统中，以800mg·L－1的浓度，投加渗透剥离剂LXS-128计136kg，循环清洗24h。利用该药剂的除油作用，去除油污、渗透、疏松和溶解腐蚀产物及粘泥（注：清洗过程中若泡沫过多，可按系统水量，投加 1～2mg·L－1的消泡剂）。

水质监测：每2～4h，分析循环水pH、总铁。绘制总铁～时间变化曲线，以确定操作转换时间。

系统换水：运行时间24～48h，操作要求：清洗结束后，采用同时补排水的操作方法，将清洗液置换出系统，有条件时，可将循环水池排空，进行清池，以确保清洗后的循环水达到如下指标：pH值：7～9，总 Fe＜1mg·L－1。

水质监测：置换排放过程中，每隔4h分析循环水pH值、M碱度、浊度、总Fe等指标，确定置换时间。

防腐预膜：运行时间72h，操作要求：系统水质达标后，以500mg·L－1的浓度，投加有机防腐预膜剂LXY-175计85kg，系统热态预膜 24h，冷态预膜48h。

水质监测：预膜过程中，控制系统总磷50～70 mg·L－1，预膜效果监测：碳钢监测试片表面可见蓝色光晕，不锈钢试片表面光洁，铜试片表面颜色变暗。

2.2.3 正常运行

置换预膜液：系统正常运行后24h，应采用连续补排水的方式，对系统中的预膜液进行适当置换，确保系统水质达到如下标准：pH 值 8.3～8.5，浊度≤40Ntu，总磷酸盐≤7mg·L－1。

基础投加：系统水质达标后，按照系统保有水量计，以 50mg·L－1的浓度，在循环水池中一次性投加阻垢缓蚀剂LXZ-181，使系统转入正常运行。

2.2.4 水处理日常运行管理

阻垢缓蚀剂投加量管理：系统转入正常运行后，每天根据系统补充水量，按 50mg·L－1浓度，投加阻垢缓蚀剂（LXZ-181），可将此投加量通过自动加药装置均匀投加。

杀菌灭藻剂投加管理：系统细菌总数超标或目测冷却塔填料及支撑架、池壁菌藻滋生严重时，可交替投加氧化型杀菌剂或非氧化型粘泥剥离剂。投加次数为氧化型杀菌剂隔周投加一次，非氧化型粘泥清洗剂一般隔周投加一次（即两种杀菌剂交替投加）。

水质管理：每7d取样分析循环水系统pH值、电导率、钙硬、全碱度、总铁、总磷、Cl-等指标，并根据相应分析数据适当加药调节。表3为本厂的循环水水质控制指标。

2.3 漏油处理

为了避免油冷却器穿漏而导致漏油污染水质，定期对油冷却器进行检修，腐蚀严重无法修补的油冷却器应进行更换，原先厂里采用的是定期隔油的方式，改进后采用根据现场循环水的水质情况不定期隔油的方式，在水质差时增加隔油次数，避免细菌滋生。

2.4 更换旧设备

表3 循环水水质控制指标

把原有冷却塔的填料进行规整，不能使用的进行更换，并将填料上的垃圾清理，改善了布水不均的状况，提高了冷却塔的效率。原先冷却塔风机经常出故障，检修配件需从厂家采购，检修周期较长，影响正常生产，针对这一状况，利用全厂停车检修的时间，对风机进行较为彻底的检修，及时更换相应的部件，并加强对风机等设备的维护保养。正常开车后，风机一直正常使用，较少出现问题。

3 应用效果

在进行水处理的同时，逐台对制冷机组冷凝器、蒸发器循环冷却水列管进行高压清洗，以便进行水处理前后的对比。正常运转后，机组运行状况良好，之前因为冷凝器、蒸发器换热效果差引起的喘振现象大为减少，只在夏季天气炎热，循环水温较高的情况下偶有发生，因机组制冷量不足导致降量生产的现象大大减少，保障了生产。自2010年2月实施水质处理以来，一年的现场实践表明，效果显著。2011年1月大检修拆开冷凝器、蒸发器两边封头，发现冷凝器、蒸发器循环冷却水列管表面污垢和黏泥很少，列管内壁干净，没有堵塞现象发生，说明阻垢效果很好。日常分析表明，缓蚀效果也不错，其中碳钢、不锈钢、铜的 腐 蚀 率 平 均 为 0.075mm·a－1、0.005mm·a－1、0.005mm·a－1，符合国家标准。 冷却塔框架及循环水池内、循环水管表面不生藻类及青苔，表明杀菌剂效果达到要求。更换和检修油冷却器后，几乎没有再发生漏油事故，不会造成水质污染。水质控制好之后，除非出现突发水污染事故，几乎不用排水置换，大大节约水资源。综上所述，采取的解决方案确实有效可行。

［1］ 高溪，陈洪波.炼油厂循环冷却水技术的研究及应用［J］.工业水处理，2009，（10）：80-82.

［2］ 蔡世军，赵新义，王莹莹.循环冷却水节水技术研究进展［J］.工业水处理，2009，（3）：4-7.