循环水浓缩倍数的涵义及控制方法

第31卷第28期循环水浓缩倍数的涵义及控制方法探讨

李晋萍

（宁夏工商职业技术学院，宁夏银川750021）

收稿日期：2012-08-22作者简介：李晋萍（1978—），女，陕西乾县人，在读硕士研究生，讲师，

研究方向：煤化工。

摘

要：文章介绍了甲醇厂循环水系统的具体情况，探讨了浓缩倍数的涵义，并详细分析了浓缩倍数控制范围及影响因

素、

具体浓缩倍数的计算和控制方法。关键词：浓缩倍数；电导率；腐蚀；结垢中图分类号：V448.15+1

文献标识码：A

文章编号：1006-8937（2012）28-0061-02

Discussion on circulating water enrichment diploid meaning and control method

LI Jin-ping

（Ningxia Vocational Technical College of Industry and Commerce ，Yinchuan ，Ningxia 750021，China ）

Abstract:The article introduces the methanol plant circulating water system specific situation ，discussion on the meaning of

concentration ，and detailed analysis of the concentration multiple control range and influence factors ，specific concentration multiple computing and control methods.Keywords ：concentration ratio ；electric conductivity ；corrosion ；scale formation

1

循环水浓缩倍数的涵义

1.1

循环水浓缩倍数的基本概念

《工业循环冷却水处理设计》规范GB50050—95对循环水浓缩倍数有明确的定义，即循环冷却水的含盐浓度

与补充水的含盐浓度之比值。

甲醇厂循环冷却水系统采用的是目前应用最广泛也是水质处理技术相对较复杂的敞开式循环冷却水系统。敞开式循环冷却水系统的特点之一就是它的浓缩作用。

循环冷却水在循环过程中会产生4种水量损失，即蒸发损失、风吹损失、渗漏损失和排污损失。初期进入系统的盐量大于从系统排出的盐量。随着系统的运行，循环水中盐量逐渐提高，产生浓缩作用。由于蒸发损失的存在，浓缩倍数永远大于1，即循环冷却水中含盐量总是大于补充新鲜水的含盐量。

1.2控制循环水浓缩倍数的意义

由于循环水的蒸发浓缩，水中含盐浓度增加，要使循环冷却水系统长期、高效、经济的运行，操作管理是关键因素。有时即使筛选了合理的水质稳定加药配方，也确定了较好的工艺参数，但由于运行管理不善，则往往达不到预期的管理效果。科学、准确地控制好循环水系统的浓缩倍数是运行管理好系统的关键因素之一。将循环水浓缩倍数根据系统的实际情况控制在一个科学合理的范围之内，使系统的腐蚀、结垢倾向处于一个动态平衡的状态，对生产装置的稳定运行有着重要意义。此外，在浓缩倍数控制范围内，尽量提高循环水系统的浓缩倍数，可以减少排污水量，节约水资源。同时，排污水量的减少，也节约了药剂消耗量。

综上所述，控制浓缩倍数对于循环水系统的稳定运

行和循环水系统节能降耗，以及提高循环水重复利用率有着非常重要的意义。

2确定系统浓缩倍数的控制范围

《工业循环冷却水处理设计》规范GB50050—95中3.1.9条规定：循环水系统的浓缩倍数不宜小于3.0。从生产实际来看，浓缩倍数愈高，越会增加循环水的腐蚀、结垢倾向。这样不仅会给水质稳定处理带来极大的麻烦，还会增加控制和处理这种腐蚀、结垢倾向所使用的缓蚀阻垢剂等药剂的消耗量。因此，浓缩倍数不是越高越好，

而是有一个科学合理的上限值。

如果从节约药剂观点出发，要使排污水量降到合理的程度，浓缩倍数控制在5左右较合适，故浓缩倍数控制在3～5是经济合理的。然而在实际运行中，要把浓缩倍数控制在这个范围内是不容易的，因为有很多因素影响了浓缩倍数的提高。3浓缩倍数难以控制和提高的因素

在正常运行时，可以用强制排污来管理和控制浓缩倍数在目标范围。然而在生产实际中，浓缩倍数是很难控制的，主要包括以下几个方面：

①强制排污以外的非正常排水；②非正常的向循环水系统补水；

③定期工作中投加黏泥剥离剂过后，浊度大幅升高，而这时的浓缩倍数快速降低，药剂消耗大幅增加，需要对系统浓缩倍数进行重新调整；

④当系统换热设备中的热介质泄露或系统转动设备漏油而进入系统，或由于外界温度、系统工况调整不当，导致系统微生物大量繁殖，黏泥大量产生而超标必须大量排污时，因为破坏了系统原来的动态平衡，浓缩倍数下降，需要重新提高浓缩倍数；

⑤工艺介质泄露进循环水或外界补水水质发生变

企业技术开发

TECHNOLOGICAL DEVELOPMENT OF ENTERPRISE

第31卷第28期Vol.31No.28

2012年10月Oct.2012

企业技术开发2012年10月

化，在最初没有发现的情况下，会造成浓缩倍数的计算发生失真而给运行维护带来错误的指导和判断；

⑥浓缩倍数提高后，系统中腐蚀性离子含量增加，其含量超过合适值；

⑦工艺指标范围威胁到了系统中冷却设施、管道及换热设备，故不能再提高浓缩倍数。

4提高浓缩倍数的计算准确度

4.1单纯用电导率来计算浓缩倍数不准确

浓缩倍数是循环水水质管理中的一项重要参数，如何相对准确地确定系统的浓缩倍数对循环水系统的运行维护有着非常重要的指导意义。

甲醇厂循环水系统的在线监测仪器为南京苏仪环保应用技术研究所生产的3KIV电加热型智能化监测换热器。其内部使用的浓缩倍数计算方法为循环水和补充水电导率的比值。采用循环水和补充水电导率来计算循环水的浓缩倍数，根据生产实践分析，它只有参考意义。因为影响补充水和循环水中电导率的因素非常多，如，向循环水中投加的缓蚀阻垢剂，黏泥剥离剂，若在实际运行中超过了药剂的允许停留时间，高分子的药剂部分会分解到循环水中，促使电导率的升高；此外，向循环水系统中投加的杀生剂氯气，以及为了提高浓缩倍数，减少系统结垢腐蚀倾向而投加的硫酸，同样会增加循环水的电导率。循环水补充水电导率受外界环境因素以及自身水质变化等因素的影响，也会有一定偏差。

所以说，目前所用的监测换热器上的浓缩倍数数据，与系统的真实情况是不符的，它仅能作为系统监测的一个参考数据，而不是准确数据。

4.2计算浓缩倍数较合理的方法

通常将循环水即补充水的某一项特征离子的浓度的比值来作为循环水的浓缩倍数，这种离子在水中应该是比较稳定的，在浓缩过程中不受外界条件干扰，不分解、不沉积，投加的药剂中不含这类离子，如氯离子、钙离子、钾离子和二氧化硅。

为了尽可能真实地反映循环水系统盐类浓缩情况，我们采用钙离子、二氧化硅、电导率3项指标，多次分析计算求平均值的方法来作为该系统的浓缩倍数，指导生产运行。

5控制浓缩倍数的具体方案

5.1加酸控制pH值提高浓缩倍数

甲醇厂循环水系统目前采用的是加酸偏碱性运行方案。即向系统中投加硫酸，碳酸盐钙硬转变成溶解度较大的非碳酸盐钙硬加酸后，水中碳酸盐碱度降低，减少了系统中碳酸盐结垢物质的生成，故减少了药剂消耗和排污量，提高了浓缩倍数和循环水的重复利用率。

5.2加酸控制pH提高浓缩倍数的负面影响与对策

5.2.1加酸提高浓缩倍数的负面影响

系统中投加硫酸以提高浓缩倍数时，向系统中引入了硫酸根离子，硫酸根离子与其它阳离子形成硫酸盐类。在管道系统内硫酸盐还原菌是一种弧状的厌氧性细菌，在它的体内有一种过氧化氢酶，该微生物在吸收了硫酸盐后，能将硫酸盐还原成硫化氢，从中获得生存的能量。由于过氧化氢酶需在还原状态下才能存活，因此，氧会使它们致死，故硫酸盐还原菌在有氧的情况下是不会繁殖的，所以其常常生存在好氧性硫细菌的沉积物下面。

硫酸盐还原菌在冷却水系统中繁殖生长的潜在危险是很大的，因为这种微生物最适宜生长的温度是20℃～30℃，而且它还可以在高达55℃～60℃的温度下存活，生存的pH范围是5～8.6。所以说如果冷却水中如果含有硫酸盐，特别是在加硫酸调节pH值的系统中，硫酸根含量高，一旦其它细菌形成的黏泥较多，或水的浊度较高，产生了较多的沉积物时，就会给硫酸盐还原菌提供良好的生长环境。硫酸还原菌的生长繁殖获得能量的过程中，会释放硫化氢，硫化氢易溶于水，即生成了氢硫酸。氢硫酸对钢铁管道会产生较强的腐蚀作用。钢铁管道被腐蚀后会生成有臭味的黑色硫化铁沉积物，这些沉积物又会进一步引起垢下氧的浓差电池腐蚀和电偶腐蚀。当这种细菌大量发生时，仅加入氯气杀菌是不行的，因为氯气与硫化氢反应而被消耗掉，所以必须投加其它杀生剂。

5.2.2针对加酸提高浓缩倍数对系统危害的对策

①在加氯气杀生期间，不投加硫酸。因为大量投加氯气本身会引起循环水pH下降，所以在加氯期间，不要投加硫酸，一是没有必要，二是减少系统中硫酸根离子的增加。

②做好投加杀生剂以及黏泥剥离剂的定期工作，做好缓蚀阻垢剂的投加工作，减少系统中结垢物质的生成，尽量不给硫酸还原菌提供生长的厌氧环境。

③定期对系统中硫酸根离子进行分析监测，发现硫酸根离子较多，则应立即停止加酸。

5.3减少排污可以提高浓缩倍数

强制排污可以稳定系统的浓缩倍数。减少排污，却可以提高系统的浓缩倍数，减少排污量。在减少排污的同时，要密切关注循环水系统各项指标的变化，发现问题及早处理。

5.4充分利用旁流过滤器去除系统中杂质提高系统浓

缩倍数

敞开式循环系统一般都采用旁流过滤系统，可以有效地去除由外界进入系统中的悬浮物等杂质，降低循环水系统的浊度，减少排污水量，提高系统的浓缩倍数。5.5提高管理水平是提高浓缩倍数的重要手段

综上所述，要先控制好排污量，可以把浓缩倍数控制在一个相对稳定的范围内。然而，在实际生产中，有时即使排污阀关死，系统的浓缩倍数也提不上去，这就需要考虑到人为操作的因素了，这也说明水处理现场的管理水平有待加强和提高。

参考文献：

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