1、石油化工循環(huán)冷卻水處理設(shè)計(jì) 陳應(yīng)新 南京揚(yáng)子石油化工設(shè)計(jì)工程有限責(zé)任公司（210048）摘 要 循環(huán)冷卻水在循環(huán)使用的過(guò)程中，往往在系統(tǒng)中產(chǎn)生結(jié)垢、腐蝕和生物粘泥。循環(huán)冷卻水處理的任務(wù)是消除或減少結(jié)垢、腐蝕和生物粘泥的危害，使系統(tǒng)安全可靠地運(yùn)行。結(jié)合揚(yáng)子石化南京溶劑有限責(zé)任公司的循環(huán)冷卻水處理設(shè)計(jì)的工程實(shí)例，具體說(shuō)明。 關(guān)鍵詞 循環(huán)冷卻水 處理 設(shè)計(jì) 一、工程概況 揚(yáng)子石化南京溶劑有限責(zé)任公司是揚(yáng)子石油化工公司投資建設(shè)的工廠，生產(chǎn)原料為13萬(wàn)噸/年重整抽余油，工廠由1.6萬(wàn)噸/年己烷（80正己烷）、0.88萬(wàn)噸/年90溶劑油、4.8萬(wàn)噸/年120溶劑油和5.72萬(wàn)噸/年加氫抽余油裝置以及相應(yīng)的

2、輔助生產(chǎn)設(shè)施和公用工程系統(tǒng)組成。工廠總圖占地3.8公頃，總投資約1.1億元RMB，1999年12月正式投產(chǎn)運(yùn)行。 循環(huán)冷卻水系統(tǒng)為敞開(kāi)式，設(shè)計(jì)規(guī)模3000m3/h。循環(huán)冷卻給水壓力0.5MPa、溫度33；循環(huán)冷卻回水壓力0.2MPa、溫度43。 二、循環(huán)冷卻水處理流程、工藝參數(shù)及設(shè)備介紹 循環(huán)冷卻水處理流程是根據(jù)循環(huán)冷卻水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)、補(bǔ)充水水質(zhì)指標(biāo)、濃縮倍數(shù)、熱交換設(shè)備對(duì)污垢熱阻值和腐蝕率的要求，考慮保護(hù)環(huán)境、節(jié)約用水、水質(zhì)穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)合理，同時(shí)吸取成功的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，通過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后確定。 循環(huán)冷卻水系統(tǒng)劃分為1個(gè)主流程和旁流水處理系統(tǒng)、加藥系統(tǒng)、菌藻處理系統(tǒng)、加酸系統(tǒng)、監(jiān)測(cè)換熱系統(tǒng)共5個(gè)相關(guān)系統(tǒng)

3、，5個(gè)相關(guān)系統(tǒng)即為循環(huán)冷卻水處理內(nèi)容，參見(jiàn)圖1。 圖 1 循環(huán)冷卻水系統(tǒng)工藝流程示意圖 1. 主流程 由生產(chǎn)給水管道供應(yīng)的生產(chǎn)給水通過(guò)補(bǔ)充水管道進(jìn)入冷卻塔集水池，通過(guò)循環(huán)水泵加壓后進(jìn)入循環(huán)冷卻給水管道，供應(yīng)工藝裝置區(qū)、罐區(qū)的生產(chǎn)冷卻用水。循環(huán)冷卻回水則通過(guò)循環(huán)冷卻回水管道返回循環(huán)水站，經(jīng)冷卻塔的配水系統(tǒng)均勻分布后，在冷卻塔內(nèi)自上而下進(jìn)行氣水換熱降溫，冷卻后進(jìn)入冷卻塔集水池，再通過(guò)循環(huán)水泵加壓供出。如此循環(huán)往復(fù)。 2. 濃縮倍數(shù)的確定 濃縮倍數(shù)是循環(huán)冷卻水的含鹽濃度與補(bǔ)充水的含鹽濃度之比值。敞開(kāi)式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中有蒸發(fā)、風(fēng)吹、滲漏、排污四種水量損失，這四種水量損失的總和由補(bǔ)充水補(bǔ)給。系

4、統(tǒng)運(yùn)行平衡時(shí)，補(bǔ)充水帶入系統(tǒng)的鹽量等于損失水量帶出系統(tǒng)的鹽量，而且，蒸發(fā)損失并不帶走鹽量，即： 因此，式中 濃縮倍數(shù)； 循環(huán)冷卻水的含鹽濃度()； 補(bǔ)充水的含鹽濃度()； 補(bǔ)充水量()； 蒸發(fā)損失水量()； 風(fēng)吹損失水量()； 滲漏損失水量()； 排污水量()。 為了控制結(jié)垢，應(yīng)使循環(huán)冷卻水的碳酸鹽硬度小于極限碳酸鹽硬度。當(dāng)補(bǔ)充水的含鹽濃度不變，如果不加限制地降低濃縮倍數(shù)即通過(guò)增加排污水量和補(bǔ)充水量的方式降低循環(huán)冷卻水的含鹽濃度，雖然可以有效地控制結(jié)垢，但是既不經(jīng)濟(jì)，也不合理。 以循環(huán)冷卻水量10000m3/h、水溫差10為基準(zhǔn)，在濃縮倍數(shù)1.510.0的范圍，分別計(jì)算系統(tǒng)的排污水量、補(bǔ)充水量

5、，詳見(jiàn)表1。表1 系統(tǒng)不同濃縮倍數(shù)的排污水量和補(bǔ)充水量表 濃縮倍數(shù)（N） 計(jì)算項(xiàng)目1.52.03.04.05.06.07.010.0循環(huán)冷卻水量（m3/h）1000010000100001000010000100001000010000水溫差（Dt）（）1010101010101010排污水量（Qb）（m3/h）343.8169.482.253.138.629.924.114.4補(bǔ)充水量（Qm）（m3/h）523.2348.8261.6232.5218.0209.3203.5193.8排污水量（Qb）占循環(huán)冷卻水量的百分比（）3.41.70.80.50.40.30.20.1補(bǔ)充水量（Qm）占循

6、環(huán)冷卻水量的百分比（）5.23.52.62.32.22.12.01.9 濃縮倍數(shù)在1.53.0的范圍，排污水量、補(bǔ)充水量的減少趨勢(shì)明顯，而在3.010.0的范圍則不明顯。可見(jiàn)，適當(dāng)提高濃縮倍數(shù)，可以降低排污水量、補(bǔ)充水量。但是，如果過(guò)高地提高濃縮倍數(shù)（>4），不僅節(jié)水效果有限，而且使循環(huán)冷卻水的硬度、堿度、氯離子（Cl）的濃度過(guò)高，水的結(jié)垢傾向大大增加，腐蝕性大為增強(qiáng)，極大地提高了水質(zhì)穩(wěn)定處理的難度，阻垢緩蝕劑的投加量亦很大。綜合考慮，濃縮倍數(shù)取值3.0。 3. 旁流水處理系統(tǒng) 循環(huán)冷卻水在循環(huán)過(guò)程中，由于受到污染（包括空氣帶入的灰塵、粉塵等懸浮固體物，換熱設(shè)備的滲漏而帶入的污染物如油及

7、其它雜質(zhì)）使水質(zhì)不斷惡化，另外，由于水質(zhì)的濃縮而引起某一項(xiàng)或幾項(xiàng)成份超出允許值。對(duì)系統(tǒng)分流出的旁流水進(jìn)行相應(yīng)處理，可以維持水質(zhì)指標(biāo)在允許范圍之內(nèi)。旁流水處理還可以適當(dāng)降低對(duì)補(bǔ)充水水質(zhì)的要求，減少排污水量、補(bǔ)充水量，從而保護(hù)環(huán)境、節(jié)約用水。旁流水處理的目的是保持循環(huán)冷卻水水質(zhì)，使系統(tǒng)在滿足濃縮倍數(shù)的條件下有效、經(jīng)濟(jì)地運(yùn)行。 (1).旁流水處理內(nèi)容 旁流水處理包括過(guò)濾、混凝、沉淀、除油、軟化、除鹽等內(nèi)容。根據(jù)循環(huán)冷卻水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，分析循環(huán)過(guò)程的環(huán)境和其它污染因素，本系統(tǒng)旁流水處理的目的是去除懸浮物，即過(guò)濾。 (2).旁流過(guò)濾水量 敞開(kāi)式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的旁流過(guò)濾水量計(jì)算公式如下：式中 旁流過(guò)濾水量()

8、； 補(bǔ)充水量()； 補(bǔ)充水的懸浮物含量()； 懸浮物沉降系數(shù)，通過(guò)試驗(yàn)確定，通常取值0.2； 冷卻塔空氣流量()； 空氣中含塵量()； 風(fēng)吹損失水量()； 排污水量()； 循環(huán)冷卻水的懸浮物含量()； 旁流過(guò)濾后水的懸浮物含量()。 根據(jù)公式計(jì)算的結(jié)果，并考慮經(jīng)濟(jì)合理，同時(shí)吸取成功的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，取2.5（75m3/h）的循環(huán)冷卻回水經(jīng)過(guò)旁流過(guò)濾設(shè)備過(guò)濾后進(jìn)入冷卻塔集水池。 (3).旁流過(guò)濾設(shè)備 1臺(tái)鋼制全自動(dòng)過(guò)濾器，過(guò)濾能力100m3/h。根據(jù)虹吸原理采用濾后水反沖洗，不設(shè)置反沖洗水泵，濾前進(jìn)水、濾后出水、反洗供水、反洗排水均依靠水力控制自動(dòng)工作。 4. 加藥系統(tǒng) 為了控制循環(huán)冷卻水流經(jīng)的管道、

9、換熱設(shè)備的結(jié)垢、腐蝕，應(yīng)對(duì)循環(huán)冷卻水投加阻垢劑、緩蝕劑。另外，在系統(tǒng)正常運(yùn)行之前，應(yīng)預(yù)先投加預(yù)膜劑，使管道、換熱設(shè)備水側(cè)金屬表面形成一層較薄的、密致的緩蝕保護(hù)膜。 阻垢緩蝕劑通過(guò)自吸泵吸入藥劑儲(chǔ)存罐，再由自動(dòng)控制系統(tǒng)動(dòng)態(tài)控制的加藥計(jì)量泵將藥劑送入冷卻塔集水池。 近年來(lái)開(kāi)發(fā)了一些利用物理原理的磁化除垢器、靜電除垢器、電子水處理器等，具有一定的除垢、殺菌滅藻的作用，但效果不穩(wěn)定，適用于循環(huán)冷卻水量較小而且水質(zhì)較清潔的系統(tǒng)。 (1).阻垢緩蝕劑的選擇 在循環(huán)冷卻水處理中使用的藥劑有阻垢劑、緩蝕劑和復(fù)合型藥劑三種。 阻垢劑的作用是利用其與水中的金屬離子起絡(luò)合反應(yīng)而產(chǎn)生可溶性絡(luò)合鹽，使金屬離子的結(jié)垢傾向

10、受到抑制，不易結(jié)成堅(jiān)硬的水垢；同時(shí)，阻垢劑作用還在于其吸附作用與分散作用，通過(guò)提高結(jié)垢物質(zhì)微粒表面的電荷密度，使微粒間排斥力增大，降低結(jié)晶速度，并使晶格結(jié)構(gòu)發(fā)生畸變，從而防止結(jié)成硬實(shí)的水垢。 緩蝕劑的作用是能在金屬表面形成一層致密而連續(xù)的金屬氧化膜或其它類(lèi)型的膜，覆蓋在金屬表面，從而與腐蝕介質(zhì)隔絕，控制腐蝕。 循環(huán)冷卻水處理包括對(duì)結(jié)垢、污垢、腐蝕和微生物等幾方面的控制，無(wú)論是阻垢劑、緩蝕劑或其它藥劑都有其片面的作用范圍。因此，選用具有協(xié)同效應(yīng)而且互為增效的復(fù)合配方，即復(fù)合型藥劑，不僅可以保持循環(huán)冷卻水的水質(zhì)，而且使系統(tǒng)運(yùn)行高效、可靠。 選用JC463型阻垢緩蝕劑，為有機(jī)磷、共聚物和銅緩蝕劑的復(fù)

11、合配方。該配方經(jīng)過(guò)長(zhǎng)江南京段水質(zhì)多年使用的結(jié)果表明，效果良好，具有阻垢、緩蝕、分散等多種作用。該配方可在堿性條件下使用，不需調(diào)節(jié)循環(huán)冷卻水的pH值，對(duì)環(huán)境的污染輕微，在控制碳酸鈣垢、磷酸鈣垢等方面均具有優(yōu)異性能。 (2).加藥量的計(jì)算 系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中的風(fēng)吹損失、排污損失均會(huì)帶走部分藥劑，而進(jìn)入系統(tǒng)的補(bǔ)充水不含藥劑。因此，應(yīng)不斷向循環(huán)冷卻水中投加藥劑，使藥劑濃度相對(duì)恒定，加藥量為：式中 系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)單位時(shí)間內(nèi)的加藥量()； 風(fēng)吹損失水量()； 排污水量()； 單位體積循環(huán)冷卻水的加藥量()，JC463型阻垢緩蝕劑在長(zhǎng)江南京段水質(zhì)的投加量60mg/L； 蒸發(fā)損失水量()，當(dāng)冷卻塔進(jìn)水、出水溫差1

12、0，干球溫度32.6時(shí)，蒸發(fā)損失水量約占總水量的1.6； 濃縮倍數(shù)，3.0。 (3).自動(dòng)控制加藥設(shè)備 a. 組成 自動(dòng)控制加藥設(shè)備由自動(dòng)控制系統(tǒng)和加藥裝置組成。 (a).自動(dòng)控制系統(tǒng) 自動(dòng)控制系統(tǒng)包括各類(lèi)信號(hào)傳感器、數(shù)據(jù)顯示儀表、信號(hào)轉(zhuǎn)換儀表、計(jì)算機(jī)。其中，計(jì)算機(jī)采用人機(jī)對(duì)話的方式，列有中文菜單，除了控制加藥量、采集和處理所列的各類(lèi)相關(guān)工藝參數(shù)之外，還能夠分別以漢字、表格、曲線的形式顯示循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的運(yùn)行狀況，例如補(bǔ)充水量（瞬時(shí)、累計(jì)）、藥劑投加量（瞬時(shí)、累計(jì)）、pH值、電導(dǎo)率、溫度等。另外，計(jì)算機(jī)具有數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)、查詢、打印、報(bào)警的功能，為循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的操作管理提供幫助。 (b).加藥裝置

13、 加藥裝置包括藥劑儲(chǔ)存罐、加藥計(jì)量泵。 .藥劑儲(chǔ)存罐 阻垢緩蝕劑通常采用藥劑直接投加。當(dāng)氣溫較低時(shí)，藥劑粘度增大，為避免管道、設(shè)備的堵塞，需要加入適量的水進(jìn)行稀釋。設(shè)置12個(gè)藥劑儲(chǔ)存罐，儲(chǔ)存大約30天的加藥量。 藥劑儲(chǔ)存罐配置攪拌機(jī)，當(dāng)藥劑沉淀時(shí)或者需要稀釋時(shí)使用。藥劑儲(chǔ)存罐配置液位計(jì)，與控制進(jìn)水（用作稀釋?zhuān)┑碾姶砰y聯(lián)鎖，能夠按照設(shè)定的稀釋倍率自動(dòng)完成稀釋、攪拌的工作。藥劑儲(chǔ)存罐、攪拌機(jī)的材質(zhì)均為不銹鋼。 .加藥計(jì)量泵 2臺(tái)加藥計(jì)量泵，1臺(tái)工作、1臺(tái)備用。加藥計(jì)量泵根據(jù)操作情況可以手動(dòng)或者自動(dòng)改變?nèi)萘浚貜?fù)精度高，并能夠輸出粘度較大的液體。每臺(tái)加藥計(jì)量泵配置1臺(tái)均流器，將加藥計(jì)量泵的脈沖輸出轉(zhuǎn)

14、變?yōu)槠骄従鶆虻闹本€輸出，以便于對(duì)流量進(jìn)行記錄和累計(jì)。 b.工作原理 通過(guò)監(jiān)測(cè)循環(huán)冷卻水系統(tǒng)補(bǔ)充水量，并根據(jù)水質(zhì)穩(wěn)定試驗(yàn)所選定的藥劑濃度，將循環(huán)冷卻水的電導(dǎo)率與補(bǔ)充水的電導(dǎo)率之比即濃縮倍數(shù)（注：經(jīng)常處于波動(dòng)）、排污水量作為加藥量的修正值以實(shí)現(xiàn)連續(xù)、按比例、自動(dòng)地投加藥劑。選用能夠輸出頻率信號(hào)的顯示儀表，同時(shí)轉(zhuǎn)換成420mA標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)由計(jì)算機(jī)進(jìn)行采集并處理，再轉(zhuǎn)換成頻率信號(hào)送至加藥計(jì)量泵。當(dāng)頻率信號(hào)隨著補(bǔ)充水量的變化而同步變化時(shí)，加藥計(jì)量泵接受并執(zhí)行的加藥量也隨之同步變化，從而準(zhǔn)確地實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制加藥。 自動(dòng)控制加藥過(guò)程采樣PID控制原理參見(jiàn)圖2。圖 2 自動(dòng)控制加藥過(guò)程采樣PID控制原理圖(4).加

15、藥效果比較 詳見(jiàn)表2。表2 加藥效果比較表 加藥方式 比較項(xiàng)目普通加藥方式自動(dòng)控制加藥方式配置1個(gè)藥劑儲(chǔ)存罐、2臺(tái)加藥計(jì)量泵。1套自動(dòng)控制系統(tǒng)、1個(gè)藥劑儲(chǔ)存罐、2臺(tái)加藥計(jì)量泵、1套流量計(jì)、1套濃縮倍數(shù)儀、1套pH/ORP測(cè)試儀。設(shè)備價(jià)格3萬(wàn)元11萬(wàn)元藥劑投加量總價(jià)/年24.5萬(wàn)元/年13.2萬(wàn)元/年故障率約20次/年，主要是加藥計(jì)量泵堵塞。無(wú)。加藥計(jì)量泵堵塞后，立即啟動(dòng)反沖洗程序，5min內(nèi)恢復(fù)正常工作。工作效率人工崗位巡檢，12次/日。數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳，遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)工作。 5. 加氯系統(tǒng) 控制敞開(kāi)式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的菌藻繁殖，是循環(huán)冷卻水處理的重要內(nèi)容。藻類(lèi)通常在冷卻塔和冷卻塔集水池受陽(yáng)光照射的地方大

16、量繁殖，并附著于塔體和池壁上，干擾空氣和水的流動(dòng)，降低冷卻效率。脫落的藻類(lèi)進(jìn)入管道而沉積，附著在熱交換設(shè)備器壁上形成污垢，降低傳熱效率，增加水頭損失。同時(shí)，藻類(lèi)是細(xì)菌的食物，促使細(xì)菌繁殖，加劇腐蝕過(guò)程，危害很大。 控制菌藻繁殖的方法是投加殺生劑，殺生劑選用液氯。氯氣從氯瓶中蒸發(fā)，依次經(jīng)過(guò)氯氣過(guò)濾器、真空調(diào)節(jié)器、加氯控制柜，最后通過(guò)水射器送入冷卻塔集水池。 (1).殺生劑的選擇 殺生劑按照殺生機(jī)理分為氧化型、非氧化型、表面活性型三類(lèi)。 氧化型殺生劑有液氯、二氧化氯、臭氧、次氯酸鈉。液氯在水中發(fā)生如下水解反應(yīng)： 殺菌作用主要依靠HOCl，OCl殺菌能力只有HOCl的12。用氯殺菌，能夠與較多阻垢、

17、緩蝕劑配合使用，彼此干擾少，殺菌效果好，而且價(jià)廉、制取方便。 非氧化型殺生劑有硫酸銅、氯酚類(lèi)。硫酸銅不能單獨(dú)使用，一方面是為了防止Cu2沉淀，需要同時(shí)投加銅的螯合劑；另一方面是為了使Cu2能滲進(jìn)菌藻內(nèi)部，需要同時(shí)投加表面活性劑。氯酚類(lèi)殺生劑雖然可以殺滅多種菌藻，但對(duì)水生動(dòng)物和哺乳動(dòng)物有危害，不易被其它微生物迅速降解，造成環(huán)境污染。 表面活性型殺生劑也屬于非氧化型殺生劑，以季銨鹽類(lèi)化合物為代表，有AMT、DBA、DBL。季銨鹽具有殺生力強(qiáng)、毒性低、對(duì)污泥有剝離作用、化學(xué)穩(wěn)定性好、使用方便等特點(diǎn)。但當(dāng)水中有機(jī)物含量較多時(shí)，季銨鹽易被吸附，從而降低藥效，增加藥劑消耗；另外，水中的金屬離子也會(huì)使藥效受

18、到影響，季銨鹽類(lèi)還容易引起發(fā)泡現(xiàn)象，需要配合使用消泡劑。 部分殺生劑對(duì)循環(huán)冷卻水中微生物的有效性及其特點(diǎn)詳見(jiàn)表3。表3 部分殺生劑對(duì)循環(huán)冷卻水中微生物的有效性及其特點(diǎn)殺生劑細(xì)菌真菌藻類(lèi)特點(diǎn)粘泥形成菌鐵沉積細(xì)菌腐蝕性細(xì)菌形成芽孢的不形成芽孢的氯一般很好很好無(wú)效一般很好氧化性，搬運(yùn)時(shí)有危險(xiǎn)，對(duì)金屬有腐蝕性，能破壞冷卻塔木結(jié)構(gòu)的木質(zhì)素，高pH值時(shí)殺生性能降低季銨鹽很好很好很好好一般好有泡沫生成，陽(yáng)離子型表面活性劑有機(jī)錫化合物季銨鹽很好很好很好很好好很好有泡沫生成，陽(yáng)離子型表面活性劑二硫氰基甲烷很好很好好好一般一般pH7.5時(shí)無(wú)效，非離子型異噻唑啉酮很好很好好好好很好搬運(yùn)時(shí)有危險(xiǎn)，非離子型銅鹽一般一般

19、一般無(wú)效一般很好將有銅析出在鋼設(shè)備上，引起電偶腐蝕溴的有機(jī)化合物很好很好很好好無(wú)效一般水解，必須直接從桶中加入有機(jī)硫化合物好很好好好好無(wú)效排污水有毒，使鉻酸鹽還原，陰離子型 綜合考慮，殺生劑選用液氯。 (2).液氯投加方式 液氯投加方式分為連續(xù)投加和間歇投加。連續(xù)投加殺生效果好，但運(yùn)行費(fèi)用高，操作工作量大。間歇投加較為經(jīng)濟(jì)，每天投加13次，每次34h。夏季菌藻繁殖旺盛，采用連續(xù)投加，其余季節(jié)間歇投加。 (3).加氯量計(jì)算 加氯量計(jì)算公式如下：式中 加氯量()； 循環(huán)冷卻水量()； 單位循環(huán)冷卻水的加氯量()。 控制循環(huán)冷卻水的余氯量0.51.0mg/L。余氯量小于0.5mg/L，投加次數(shù)增加，

20、操作管理困難，而且降低了殺滅菌藻的效果。余氯量大于1.0mg/L，雖然增加了耗氯量，卻并沒(méi)有明顯提高殺滅菌藻的效果，而且加劇金屬點(diǎn)腐蝕。間歇投加，gc取值24mg/L，加氯量612kg/h；連續(xù)投加，gc取值0.50.8mg/L，加氯量1.52.4kg/h。 (4).自動(dòng)控制真空加氯設(shè)備 a.組成 自動(dòng)控制真空加氯設(shè)備由1套控制系統(tǒng)、2組真空加氯機(jī)組（1組工作、1組備用）、2臺(tái)氯瓶組成，能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)加氯或者人工加氯的切換。設(shè)備的核心為真空加氯機(jī)，配置1臺(tái)在線余氯分析儀以控制余氯量，同時(shí)，在線余氯分析儀與真空加氯機(jī)聯(lián)鎖，能夠?qū)崿F(xiàn)連續(xù)自動(dòng)加氯。 真空加氯機(jī)包括真空調(diào)節(jié)閥、加氯控制柜和水射器三個(gè)基本

21、部件。真空調(diào)節(jié)閥安裝在氯瓶間，控制柜安裝在加氯間，水射器安裝在冷卻塔集水池附近。 b.工作原理 當(dāng)水射器產(chǎn)生的真空通過(guò)加氯控制柜傳到真空調(diào)節(jié)閥時(shí)，該閥自動(dòng)開(kāi)啟，并將壓力氣體調(diào)節(jié)為真空氣體。真空調(diào)節(jié)閥上設(shè)有壓力止回調(diào)節(jié)閥和壓力放泄閥，當(dāng)真空調(diào)節(jié)閥失靈時(shí)，壓力止回調(diào)節(jié)閥起到二級(jí)保護(hù)作用；當(dāng)前兩者均關(guān)閉不嚴(yán)時(shí)，壓力放泄閥自動(dòng)開(kāi)啟，將泄漏的氯氣排至室外，確保加氯系統(tǒng)不出現(xiàn)正壓。由于加氯系統(tǒng)為全真空運(yùn)行，故有效地控制了氯氣泄漏，從而保護(hù)環(huán)境和操作人員的健康。 加氯控制柜內(nèi)有一V型槽孔板，槽上有一滑塞可沿密封環(huán)滑動(dòng)，其滑動(dòng)的每一個(gè)位置對(duì)應(yīng)一個(gè)孔徑，即對(duì)應(yīng)著一定的投加速率。因此，該加氯機(jī)可以精確控制加氯量。

22、加氯機(jī)和在線余氯分析儀聯(lián)鎖，可以根據(jù)余氯當(dāng)前值隨時(shí)調(diào)整V型槽孔徑，從而實(shí)現(xiàn)連續(xù)、自動(dòng)加氯。而且，也可手動(dòng)調(diào)整旋鈕，改變V型槽孔孔徑，控制加氯量。 水射器內(nèi)部裝有止回閥，阻止回水進(jìn)入加氯系統(tǒng)。 c. 技術(shù)特點(diǎn) （a）真空操作 對(duì)操作人員和設(shè)備提供安全保障，系統(tǒng)的負(fù)壓部分有任何泄漏都能夠自動(dòng)關(guān)閉系統(tǒng)。 （b）計(jì)量精確 易于調(diào)整的V型槽孔板的結(jié)構(gòu)使加氯量精確到0.2。 （c）無(wú)擾動(dòng)傳輸 在改變控制方式和開(kāi)、停電源時(shí)，控制器自動(dòng)重新計(jì)算技術(shù)參數(shù)，防止執(zhí)行器移動(dòng)。 （d）備用運(yùn)行 當(dāng)控制器因其輸出信號(hào)被凍結(jié)而離線時(shí)可處于備用方式，控制器可從鍵盤(pán)或遠(yuǎn)程接入備用，或從備用方式接出。 （e）軟件可控靈敏度 可

23、以調(diào)整靈敏度，因而控制器并不調(diào)節(jié)執(zhí)行器進(jìn)行改正閥位的微小誤差，這樣可以防止不必要的執(zhí)行振蕩而造成部件磨損。 （f）手動(dòng)修正 用執(zhí)行器上安裝的旋鈕可以手動(dòng)調(diào)節(jié)執(zhí)行器閥位和加氯量，并且在控制器的液晶屏幕上指示。 (5).加氯效果比較 詳見(jiàn)表4。表4 加氯效果比較表 加氯方式 比較項(xiàng)目普通加氯方式自動(dòng)控制加氯方式配置2臺(tái)真空加氯機(jī)、2個(gè)氯瓶、1臺(tái)電子秤。1套自動(dòng)控制系統(tǒng)、1套在線余氯分析儀、1套漏氯報(bào)警儀、2臺(tái)真空加氯機(jī)、2個(gè)氯瓶、1臺(tái)電子秤。設(shè)備價(jià)格30萬(wàn)元43萬(wàn)元液氯投加量總價(jià)/年8.6萬(wàn)元/年6.2萬(wàn)元/年故障率約10次/年，主要是真空加氯機(jī)調(diào)節(jié)器、流量計(jì)故障。無(wú)。發(fā)生故障后立即聯(lián)鎖停止加氯，

24、同時(shí)測(cè)試空氣中氯氣濃度，并向控制中心發(fā)出報(bào)警信號(hào)、指示事故位置。安全性較低很高工作效率人工崗位巡檢，12次/日。數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳，遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)工作。 6. 二氧化氯投加系統(tǒng) 由于安全生產(chǎn)和操作管理的原因，菌藻處理系統(tǒng)于2001年增加了1個(gè)二氧化氯投加系統(tǒng)，殺生劑為二氧化氯（ClO2），該系統(tǒng)與原有的加氯系統(tǒng)交替使用。二氧化氯由穩(wěn)定性二氧化氯溶液和活化劑現(xiàn)場(chǎng)制取，投加方式采用負(fù)壓投加，參見(jiàn)圖3。圖 3 二氧化氯投加系統(tǒng)示意圖PID for adding ClO2 (1).二氧化氯的性質(zhì) 二氧化氯（ClO2）在常溫常壓下是黃綠色氣體，沸點(diǎn)11，凝固點(diǎn)59，極不穩(wěn)定，在空氣中濃度大于10或在水中濃度大于30

25、具有爆炸性。使用時(shí)必須以水溶液的形式現(xiàn)場(chǎng)制取，立即使用。 二氧化氯易溶于水，不發(fā)生水解反應(yīng)，在10g/L以下沒(méi)有爆炸危險(xiǎn)。水處理所用的二氧化氯溶液的濃度遠(yuǎn)低于此值。 (2).二氧化氯消毒的作用機(jī)理 二氧化氯對(duì)細(xì)胞壁有較強(qiáng)的吸附和穿透能力，與微生物接觸時(shí)釋放原子氧及次氯酸分子，可有效地氧化細(xì)胞內(nèi)含巰基的酶，還可以快速抑制微生物蛋白質(zhì)的合成來(lái)破壞微生物，還能分解殘留的細(xì)胞結(jié)構(gòu)。即使存在懸浮物，二氧化氯也能以較小的劑量殺死大腸桿菌類(lèi)炭疽桿菌。對(duì)其他諸多細(xì)菌、病毒都有良好的失活效果。 (3).二氧化氯消毒的優(yōu)缺點(diǎn) 優(yōu)點(diǎn)：對(duì)細(xì)菌、病毒的消毒效果好；在水的pH值為69的范圍內(nèi)消毒效果不受pH值的影響；不與

26、氨反應(yīng)，當(dāng)水中存在氨時(shí)不影響消毒效果；二氧化氯在水中的穩(wěn)定性次于氯胺，高于游離氯，能保存較長(zhǎng)時(shí)間，起剩余保護(hù)作用；二氧化氯既是消毒劑，又是強(qiáng)氧化劑，對(duì)水中多種有機(jī)物有氧化分解作用。 缺點(diǎn)：費(fèi)用很高。 (4).穩(wěn)定性二氧化氯溶液 穩(wěn)定性二氧化氯溶液是一種可以保存的化工產(chǎn)品。其生產(chǎn)方法是將生成的二氧化氯氣體通入含有穩(wěn)定劑的液體（如碳酸鈉、硼酸鈉、過(guò)氯化物的水溶液）中而制成的二氧化氯溶液，二氧化氯的含量約2，儲(chǔ)存期2年。 二氧化氯存在于以碳酸鈉為穩(wěn)定劑的液體中，存在形式為ClO2。制取穩(wěn)定性二氧化氯溶液的反應(yīng)方程式為： 穩(wěn)定性二氧化氯溶液的消毒分為活化和不活化兩種。不活化的二氧化氯消毒的反應(yīng)方程式為

27、： 盡管ClO2的消毒效果與二氧化氯相當(dāng)，但作用緩慢。 穩(wěn)定性二氧化氯溶液活化后釋放出二氧化氯氣體。活化的二氧化氯消毒的反應(yīng)方程式為： 故穩(wěn)定性二氧化氯溶液在消毒時(shí)應(yīng)以酸活化而達(dá)到最佳使用效率。活化劑為稀酸，在酸性條件下，二氧化氯游離釋放。制取和活化的過(guò)程中，有一部分二氧化氯損失。因此，應(yīng)控制穩(wěn)定性二氧化氯溶液中的ClO2的含量，而該含量的多少與產(chǎn)品的pH值有關(guān)。活化過(guò)程中，應(yīng)適當(dāng)調(diào)整混合活化劑量。 (5).二氧化氯投加量 穩(wěn)定性二氧化氯溶液與5稀鹽酸體積比為1:1，活化時(shí)間1015min，活化后pH值3.04.0，投加濃度0.5mg/L，投加時(shí)間12h，投加頻率每周2次。 (6).二氧化氯投

28、加設(shè)備 二氧化氯投加設(shè)備中的二氧化氯儲(chǔ)存罐、活化劑儲(chǔ)存罐、混合活化罐的材質(zhì)均為玻璃鋼，水射器、管道材質(zhì)均為PVC，液位計(jì)的材質(zhì)為玻璃。二氧化氯儲(chǔ)存罐有效容積1.0m3，尺寸1000×H1500（mm）；活化劑儲(chǔ)存罐有效容積1.0m3，尺寸1000×H1500（mm）；混合活化罐有效容積2.0m3，尺寸1500×H1500（mm）。 7. 加酸系統(tǒng) 循環(huán)冷卻水系統(tǒng)在每次運(yùn)行之前，應(yīng)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行酸洗。另外，在系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，為了保證阻垢緩蝕劑的處理效果而需要降低系統(tǒng)pH值時(shí)，也進(jìn)行加酸處理。 本系統(tǒng)中，由槽罐車(chē)運(yùn)來(lái)的濃硫酸（98）經(jīng)硫酸泵加壓后進(jìn)入硫酸儲(chǔ)存罐，再通過(guò)水射

29、器送入冷卻塔集水池。 三、系統(tǒng)監(jiān)測(cè) 1. 水質(zhì)監(jiān)測(cè) 為了及時(shí)分析、了解循環(huán)冷卻水處理的狀況和效果，設(shè)置水質(zhì)監(jiān)測(cè)項(xiàng)目，詳見(jiàn)表5。表5 循環(huán)冷卻水水質(zhì)監(jiān)測(cè)項(xiàng)目表監(jiān)測(cè)項(xiàng)目監(jiān)測(cè)目的監(jiān)測(cè)頻率pH值控制循環(huán)冷卻水的加藥效果連續(xù)硬度（Ca2+、Mg2+）控制循環(huán)冷卻水的阻垢、緩蝕效果1次/24小時(shí)堿度控制循環(huán)冷卻水的結(jié)垢趨勢(shì)1次/24小時(shí)K+控制循環(huán)冷卻水的濃縮倍數(shù)1次/24小時(shí)電導(dǎo)率控制循環(huán)冷卻水的含鹽量、濃縮倍數(shù)1次/24小時(shí)懸浮物控制循環(huán)冷卻水的污垢、粘泥連續(xù)游離氯控制循環(huán)冷卻水中菌藻繁殖1次/12小時(shí)藥劑濃度控制循環(huán)冷卻水的腐蝕、結(jié)垢趨勢(shì)1次/48小時(shí)PO43控制磷酸鹽的水解度1次/48小時(shí) 2.

30、監(jiān)測(cè)換熱系統(tǒng) 為了了解循環(huán)冷卻水對(duì)換熱設(shè)備的不良影響，檢驗(yàn)循環(huán)冷卻水處理效果，設(shè)置具有模擬功能的監(jiān)測(cè)換熱設(shè)備，可以在熱流密度、壁溫、材質(zhì)、流速、流態(tài)、水溫等方面進(jìn)行與實(shí)際換熱設(shè)備極為接近或相同的模擬。因?yàn)楸O(jiān)測(cè)換熱設(shè)備接近實(shí)際換熱設(shè)備的工作過(guò)程和狀態(tài)，可以檢測(cè)污垢熱阻值（或者結(jié)垢速率）、腐蝕速率。 由于循環(huán)冷卻水的水質(zhì)穩(wěn)定劑的配方直接影響的換熱效 (1).智能化監(jiān)測(cè)換熱設(shè)備 a.組成 智能化監(jiān)測(cè)換熱設(shè)備由控制系統(tǒng)和機(jī)械部分組成。控制系統(tǒng)包括控制柜（含UPS穩(wěn)壓電源）、蒸汽控制器（1套）、流量控制器（3路）、A/D數(shù)字監(jiān)控儀、D/A數(shù)字回控儀、組態(tài)編輯器、打印機(jī)、雙工作備份處理器、碳鋼流程儀表探頭、不銹鋼流程儀表探頭、銅流程儀表探頭；機(jī)械部分包括加熱循環(huán)柜、熱源控制發(fā)生器、3路（碳鋼材質(zhì)、不銹鋼材質(zhì)、銅材質(zhì)）水質(zhì)模擬監(jiān)測(cè)換熱器。參見(jiàn)圖4。圖4 智能化監(jiān)測(cè)換熱設(shè)備示意圖 b.技術(shù)特點(diǎn) 智能化監(jiān)測(cè)換熱設(shè)備可以檢測(cè)污垢熱阻值，同時(shí)分別檢測(cè)碳鋼材質(zhì)、不銹鋼材質(zhì)、銅材質(zhì)的換熱設(shè)備的腐蝕速率，能夠準(zhǔn)確地反映循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的腐蝕、結(jié)垢趨勢(shì)。智能化監(jiān)測(cè)換熱設(shè)備的熱源為低壓飽和蒸汽。 智能化監(jiān)測(cè)換熱設(shè)備采用智能化操作，監(jiān)測(cè)準(zhǔn)確，性能穩(wěn)定可靠