循环水防结垢节水的工艺技术探究

循环水防结垢节水的工艺技术探究

冉学良 柳军红 吕雯静

兰州石化公司 甘肃省兰州市 730060

摘要：近年来，在经济社会的不断发展过程中，人们生产生活发生了翻天覆地的变化，在这一背景下，人们对于各个方面的追求也有所提升，尤其是用水方面，对于水质提出了更高的要求，这也就使得在各个领域，都需要切实加强对循环水的处理与利用。循环水结垢与浪费现象相对普遍，在实际的循环水工艺中，需从这些角度来提高水资源的综合利用率。基于此，本文分析了循环水防结垢与节水的工艺技术，有利于改变循环水领域的现状与技术趋势。

关键词：循环水；防结垢；节水；工艺技术

近年来，在技术的不断发展过程中，循环水防结垢与节水工艺都取得了明显的发展成效，各种新技术的出现改变了人们生产生活的诸多领域。在实际的循环水防结垢、节水技术应用过程中，常常会存在诸多的问题，一些影响因素的存在使得相关工艺难以取得理想的技术应用效果，严重阻碍了循环水防结垢、节水工作的顺利进行，无法满足人们的用水需求。在未来的发展过程中，相关人员需加大对防结垢、节水工艺方面的投入，实现技术创新。

1.循环冷却水系统结垢机理

以某个企业的生产为例，循环冷却水经由凝汽器，水温会逐步上升，当这些水回到冷却塔中加以喷淋以后，水分会呈现出散热状态，而在此过程中，部分水分会逐步被蒸发，进而使得整体的水温有所降低。在整个的循环过程中，水中的一部分碳酸氢根离子会逐步转变为碳酸根离子，与此同时，pH值与含盐量也将增大，使得水中的碳酸钙含量大大上升，当其含量超过其溶解度以后，将会以过饱和的状态存储于水中^[1]。在整个生产系统内，要使得循环冷却水维持高浓缩倍速的运行状态，必须要创造高含盐量的条件，而在此过程中，盐类溶液结垢物质存在一个逆着溶解度曲线的问题，结垢的碳酸钙物质的溶解度与水温之间存在着密切的联系，当水温不断升高时，碳酸钙物质的溶解度将会随之有所降低。水的温度在传热表面或者附近时，这一温度往往会略微高于大部分系统中的温度，在这一区域，碳酸钙等物质的溶解度非常小，这也就使得这些物质结构出现结垢现象。高浓缩倍率运行的循环冷却水系统中，结垢现象极为突出。

2.循环水防结垢节水的相关措施

2.1加强对循环水pH值的控制

在循环水处理的过程中，为实现防结垢的目标，相关人员在实际的生产过程中，就需要对水的pH值加以有效控制，可以在水中添加一定量的硫酸来实现。在具体的实施过程中，相关人员需在循环水中连续、均匀地添加硫酸液体，尽量将pH值控制在7.5～8.3之间，在此过程中，最需要注意的一点就是，pH值的调整范围极不固定，往往需结合其实际的需求来进行相应的调整。当循环水pH值控制在了特定的范围时，循环水的碱度也就被控制在了7mmol/L以内。当循环水的pH值在7.5以下时，水质具有腐蚀性，出现水垢现象的概率相对较低，但是，在这种情况下，对于循环水设备却会产生一定的影响，设备腐蚀的出现会影响设备的正常运转^[2]。在pH高于8.3时，循环水水质具有结垢特性，极易出现结垢现象，水中的碳酸氢根离子含量较高，结垢现象出现的概率非常高。当pH值处于7.5～8.3之间时，就是最佳的阶段，在此阶段，水质处于腐蚀性与结垢性之间，对于控制腐蚀、防结垢极为关键。因此，在实际的工作过程中，有关部门必须要加强对循环水pH值的监测，通过pH值的控制来进行循环水水质的控制，最大程度上进行腐蚀与结垢的预防。但是，在循环水pH值的监测过程中，往往需要借助于专业的设备来进行，并要保障监测的连续性，通过长时间的监测来掌握循环水水质的拜年话锅炉，实现有效的控制。在循环水加酸的过程中，一般会利用硫酸小桶与小活塞泵的方式。

2.2加强对换热设备出水温度的控制

循环水系统中，换热是其中的关键工序，换热工作进行时，如果在夏季或者水温热量极高的情况下，当冷却水量交换增大时，换热设备所换出的水的温度将难以降低，发生结垢现象的概率相对较高。因此，这种情况下，相关人员要实现结垢的科学控制，就需要加强对加酸量的有效控制，尽量将pH值控制在7.5左右，通过酸碱性的控制来控制循环水中碳酸氢根、碳酸氢钙的含量，通过这些参数的控制，不仅可以对结垢现象极易必要的抑制，还能够实现对相关设备的保护^[3]。如果循环水系统运行时处于冬季或者水温较低的情况下，可以采取必要的措施，尽量将换热设备的出水温度保持在40℃以内，与此同时，还需要将循环水的加酸量控制在合理的范围内，结合其具体的需求，相应提高循环水的温度，维持系统的可靠运转。

一般情况下，循环水换热设备的出水温度一般小于45℃，一般在循环水系统的运行过程中出现了换热设备出水温度超出这一标准的情况，循环水中的碳酸氢钙、碳酸氢镁在受热状态下会出现分解现象，使得水中会出现碳酸钙与碳酸镁沉淀物，引发结垢现象。而碳酸氢钙与碳酸氢镁的分解速率与水温有着直接的关系，在水温越高的情况下，其分解速度将越快，过快的分解速度也将会导致循环水中的结垢物越来越多。当水温过高时，也充分体现了换热水量不足，在这种情况下，为达到良好的防结垢控制效果，专业人员必须要采取相应的控制措施，对水量与水位加以必要的调整，将换热设备的出水温度控制在合理的条件下，实现水中碳酸氢钙、碳酸氢镁分解的控制。

2.3加强对补排水均衡方面的控制

在循环水系统的运行过程中，为了彻底进行循环水结垢现象的控制与预防，相关人员在系统的运行过程中，必须要对循环水的硬度加以有效控制。一般情况下，在循环水的硬度与浓度控制方面，最为常用的就是均衡补排水的方式。从排水角度来看，其最终目的是为了将循环水的硬度与浓度控制在合理的范围内，避免循环水系统运行时出现硬度与浓度超标的情况。如果是对循环水换热负荷较大时的排水设计，一般要将其间隔时间控制在8h左右；而当换热负荷相对较小时，需要结合系统运行的实际需求，进行相应的排水设计与处理，而在此过程中，需利用均衡控制的方式来对排水的吨位数加以控制，尽量保持每天排水吨位数的差值较小^[4]。循环水浓缩倍数与总硬度的控制往往是通过pH值、换热设备出水温度的控制来实现的。

在循环系统的管理过程中，相关人员需对整个系统开展全过程、全方位的控制，尤其是要重点加强对工艺与运行流程的控制，做好循环水系统的现场管理，定期开展相应的清洁工作，避免藻类、泥沙等阻碍物对相关设备所造成的不利影响。此外，专业的维修与管理部门需在日常的工作中做好相关设备的维护、检修管理，及时处理设备使用中存在的各种问题。

结束语：

循环水系统的运行过程中，结垢现象极为常见，根据循环水结垢的形成原因，有关部门在实际的工作过程中，必须要加强对循环水结垢现象的控制，采取相应的控制措施，抑制和预防结垢现象的发生，进一步保持循环水系统的稳定运行。

参考文献：

[1]王军.循环水防结垢节水的工艺技术[J].硫酸工业,2017,000(004):22-24.

[2]刘博.循环水结垢和腐蚀的机理及其控制[J].建筑工程技术与设计,2018,000(019):2961.

[3]余家峰,胡贵勇.循环水系统工艺改造总结[J].氯碱工业,2016,52(9):43-45.

[4]何洪艳.循环水系统防腐防垢及节能工艺优化探讨[C]// 中国电机工程学会电厂化学学术年会.2016.