浅谈循环水加药系统

2012-08-30 16:54:00 科学时代·下半月 2012年6期

孙建军

[摘 要] 近年来,对于提高工业循环水处理的自动化程度,引起了人们的高度重视。新研制的循环水加药系统采用自动控制加药装置进行药剂的精确投加,从而有效的将化学药剂经济、合理的加入到循环冷却水系统中,可以保证优良的水质,对延长生产设备的运行周期,降低能耗和生产成本,提高經济效益乃至环境的保护都具有重要意义。

[关键词] 循环水加药自动系统

目前,在电厂或能源站的生产设备中,工业循环水是不可缺少的部分,工业循环冷却系统在自然运行时,会因循环水的硬度、碱度、PH值、浓缩倍数、气温、环境湿度等因素的综合影响产生结垢或腐蚀倾向,两者对循环冷却系统的安全和运行效率都会产生不良影响, 致使设备的使用寿命极大的缩短,给企业造成很大的经济损失,为了抑制结垢或者腐蚀发生,就需向水中人工投加缓蚀剂或阻垢剂,而传统的循环水加药过程主要是依靠人工进行,人工投加药物存在加药量不能随着循环冷却水的水质以及各类相关工艺参数的变化而相应地变化的缺陷。近年来,对于提高工业循环水处理的自动化程度,引起了人们的高度重视。新研制的循环水加药系统采用自动控制加药装置进行药剂的精确投加,从而有效的将化学药剂经济、合理的加入到循环冷却水系统中,可以保证优良的水质,对延长生产设备的运行周期,降低能耗和生产成本,提高经济效益乃至环境的保护都具有重要意义。

一、循环水加药系统的概述

常规循环冷却水系统加药加酸处理,常用的缓蚀剂和阻垢剂包括聚磷酸盐、锌盐、聚梭酸盐和嶙酸盐等等。虽然能够起到一定的作用,但是要达到理想的效果,距离系统常年无垢运行还有很大的差距。传统的循环水加药过程多以加入液态药品为主,存在以下缺点:1、需要配加药泵,存在结构复杂、耗能、维修麻烦的缺点;2、要配备储存液体的容器体积大、占地空间大;3、存在安全隐患:液体药品易溅入眼睛、沾染身体;4、碳排放高。以上提到的各种问题可能在冷却水系统运行中综合存在,而且随着浓缩倍数的增加而更加严重。针对不同的水质及设备型式,采取切合实际的水处理方案,确保装置及水冷设备安全经济运行成为迫切需要。为了解决现有技术的循环水加药存在结构复杂、体积大、不安全和碳排放高等问题,现研制了循环水的加药系统,此系统具有占地面积小、结构简单、加药方便可行、安全环保的特点,它既能保证加药效果,以保持和稳定循环水质在一个良好的水平,保证系统的正常运行,又减轻运行人员的负担,节省人力物力。

二、循环水加药系统的组成

循环冷却水自动加药系统主要包括两部分:一是自动投加适量的阻垢剂、缓蚀剂和杀菌灭藻剂,二是自动保持适宜的浓缩倍数或循环水电导率,两者缺一不可。

(一)自动投加适量的阻垢剂、缓蚀剂和杀菌灭藻剂

水处理工艺流程大都根据原水水质壮況经过物理、物理化学、化学和/或生物化学方法去除杂质,使出水水质达标。目前,消除上述隐患的办法有多种,如臭氧法、超低频振动法以及向水体中注入适量的添加剂(混凝剂/絮凝剂、氧化剂、中和剂、阻垢剂、缓蚀剂等,通称“药剂”)是水处理工艺经常采用的技术路线,一次性设备投入较低,但对药剂的投加有一定要求,如适量、均匀、连续或定时,否则可能达不到预期效果,或增加运行费用。实践表明:采用自动加药技术及成套设备是提高设备效率、延长使用寿命、减少运行费用、强化管理工作的有效手段。采用自动加药系统是提高水处理设备效率、減少运行费用的必要手段,也是今后发展的必然趋势。

(二)自动保持适宜的浓缩倍数或循环水电导率

浓缩倍数是循环水水质管理的一个重要经济技术指标。随着循环水水处理药剂的发展,循环水处理都向高浓缩倍数(≥3.5)方向发展。浓缩倍数高,可减少排污量,有利于节约水资源,但水质变差,影响热交换效率,增加能耗;降低‘浓缩倍数可使水质状况改善、热交换效果好,但排污量加大、用水量增加,有悖节水方针。既降低了新鲜补水量,又可节约药剂,降低运行成本,同时减少排污水量,减轻对环境的污染。反之,浓缩倍数偏低,运行成本上升。但在高浓缩倍数的运行情况下,水中的结垢性和腐蚀性离子成倍增加,并且药剂在系统中的停留时间延长。因此,在高浓缩倍数运行情况下如何判断系统水质是否具有恶化趋势,及时调整运行指标和水稳剂配方,显得尤为重要。理论计算和实验表明,保持‘浓缩倍数在2.5~3.5之间比较适宜,但须视具体环境、工艺和水质状况作适当调整。保持‘浓缩倍数的最佳手段就是采用‘浓缩倍数自动保持系统。此系统采用在线监测循环水体电导率的技术路线,设定与最适浓缩倍数对应的电导率上限值,当循环水体的电导率达到该设定值时自动排污,随着补充水在液位控制器的作用下不断进入循环水系统,电导率的实测值不断下降,到达电导率下限值时,系统自动关闭排污阀,以此来保持在最适宜的范围。循环冷却水中的溶解盐类呈离子状态,具有一定的导电能力,因此可用溶液中的电导率间接地表示溶解盐类的含量。电导率测定方法较简单,但由于系统中投入氧化性杀菌剂后会增加一些溶解性的Cl-,Br-等离子,同时系统的物料泄漏等原因会引起电导率的波动。所以,对于循环冷却水系统而言,投入氧化性杀菌剂一般都是定期的,物料泄漏也不是经常性的。因此用电导率测定循环水浓缩倍数具有一定的参考意义。

三、循环水加药系统的功能

(一)AR-xy-01型

功能:① 加药泵可工作在手动/自动两种运行模式。运行在‘自动模式时,由可编程时间控制器设定加药泵每天的运行时间段;运行在‘手动模式时,由操作人员按启动/停止按钮;② 加药泵为半自动操作计量泵。设定加药速度后即自行以恒定速率加药;③ 药箱内药剂液位低达下限时,自动停泵和发出声光报警信号。

(二)AR-xy-02型

功能:有些用户要求带有搅拌机,故在Bj-xy-01型基础上增加搅拌机及其控制器。

(三) AR-xy-03型

功能:药液多为浓缩型或粉剂,必须注入适当水量稀释或溶解粉剂。配置同Bj-xy-02型,增加配药用远传水表、注水电磁阀和控制电器。加入浓缩药液或粉剂后,按照设定的水流量值自动注入自来水,直至达到设定值时停止注水;与此同时自动开动搅拌机工作。

(四)AR-xy-04型

功能:① 在线监测循环水体的电导率,间接反映‘浓缩倍数(循环电导率/补充水电导率)。当电导率达到上限值时,自动开启排污阀和充水阀;当电导率恢复到下限设定值时,自动关闭排污阀和补充水阀。② 其他功能同Bj-xy-02型。

(五) 集中操作型(PLC控制)

适用于多套空调机组集中控制,控制柜操作盘上印有模拟控制流程图.根据用户实际需求可增加测量补充水电导率仪1台,冷却塔进、出口温度变送器各1台,集水池液位计1台以及pH计、浊度计、余氯分析仪等。

四、循环水加药系统的功效

循环水的加药系统采用固体加药的形式进行循环水处理,具有占地面积小、结构简单、加药方便可行、安全环保的特点,它既能保证加药效果,又减轻运行人员的负担,节省人力物力。由于新型的固体药品含有有机物鳌合剂和分散剂的混合物,可控制矿物质和有机物污垢,同时也含有缓蚀剂,保护系统金属材质。产品不含任何重金属,长效持久,安全无害,绿色环保,有效控制水垢沉积,不需使用加药泵,符合低碳排放,有效控制污垢,减少工人劳动力和设备的维护。确保循环水水质情况下,缓解或可能情况下解决甲方循环水系统及凝汽器钢管结垢的问题。同时还可提高循环水浓缩倍率,降低循环水的排污量。

五、总结

随着现代化工业的快速发展,冷却水的使用不仅用量越来越大,同时大量循环交换设备中存在的水垢由于得不到科学的清洗,导致了能源的消耗和环境的破坏,在设备遭到损害的同时降低了运行效率。①循环水加药系统采用自动控制加药装置进行药剂的精确投加,提高了经济效益,保护了生态环境。

参考文献:

[1] 高强.循环水加药处理的可行研究[J]. 中国电力教育. 2010(S2).

[2] 刘建芹.工业循环水系统的技术管理[J]. 内蒙古石油化工. 2009(02) .

[3] 侯凯旋,郑建,田华,沃留杰,王志勇.自动加药系统在工业循环冷却水中的应用评述[J]. 河南化工. 2008(02) .

[4] 罗胜.循环水的加药处理[J]. 广西轻工业. 2008(09) .

注释:

①罗胜.循环水的加药处理[J]. 广西轻工业. 2008(09) .