工業年（第４３卷）第８期
冉學良，葛正順
（蘭州石化公司動力廠，甘肅
蘭州７３００６０）
摘要：分析了蘭州石化公司動力廠供水車間迴圈冷卻水濃縮倍數長期偏低的原因，通過理論分析、現狀調查，分析影響迴圈冷卻水濃縮倍數的原因，最終提出了解決方法，指出了提高迴圈冷卻水濃縮倍數的主要措施和方向。關鍵詞：
濃縮倍數；敞開式迴圈水系統；濾池
２．１用迴圈水的鹽類濃度和補充數的鹽類濃度表示
１概述在工業生產過程中，往往會產生大量熱量，使生產裝置或產品的溫度公升高，因此必須及時進行冷卻，以免影響裝置的正常執行和產品的質量。而水是吸收和傳遞熱量的良好介質，工業上常用來冷卻生產裝置和產品。蘭州石化公司是國有大型煉化企業，冷卻用水的量
ｋ＝ｃ．／ｃｍ
ｃ 表示迴圈冷卻水中某種離子的濃度ｃ 表示補充水中某種離子的濃度
用來表示迴圈水濃縮倍數的特徵離子有很多，如鉀離子、氯離子、鈣離子等，我們供水車間目前所選用的特徵離子為鉀離子。因為鉀離子的溶解度比較大，在系統執行過程中一般不會析出，而且一般的藥劑中也不含有鉀離子，這樣就不會影響所測得的濃縮倍數的準確性。
２．２用鹽量平衡關係表示
很大。２００７年全年的迴圈水總量就接近兩億噸，約佔企
業用水總量的９０％以上。現蘭州石化公司動力廠供水車間的六個冷卻水系統均為敞開式迴圈水系統，這比起幾十年前我國的大部分水場採用的直流式冷卻水更為經濟、環保。在敞開式系統中，迴圈水濃縮倍數的高
迴圈冷卻水在系統執行過程中，將會發生水量的損失，如：蒸發損失、風吹損失、排汙損失（包括洩露損
低不但決定了節約水的水平和水的重複利用率的高低，也是表示迴圈水系統執行控制水平的重要指標。通過執行控制管理，提高迴圈水的濃縮倍數，是企業節約用水管理的核心內容，迴圈水系統的節約用水改造和
失）。這些水量損失由補充水補給。當系統執行達到平衡時，從系統排除的鹽量就等於進入系統的鹽量，用式（１）表示：
（１）措施，也必須以提高濃縮倍數為主攻方向。《中國節水技術政策大綱》明確提出：「發展高效的迴圈冷卻水處
理技術，在敞開式間接迴圈冷卻水中，推廣濃縮倍數大於４的水處理執行技術；逐步淘汰濃縮倍數小於３的水處理執行技術。」
其中：ｃ 表示迴圈冷卻水的含鹽濃度；
ｃ 表示補充水的含鹽濃度；ｑ 為排汙水量；ｑ 為蒸發水量；
２濃縮倍數的表達方法
在敞開式迴圈冷卻水系統中，由於蒸發使得迴圈水中的鹽類不斷累積、濃縮，水的含鹽量就會大大高於
補充水的含鹽量。兩者的比值就稱為濃縮倍數。它有兩種表示方法。
ｑ 為風吹水量。式（１）可用濃縮倍數表示十
當補充水的含鹽量不變時，降低濃縮倍數ｋ值，既降低迴圈冷卻水的含鹽濃度ｃ ，這樣就可以從一定程
度上控制系統的結垢。但是如果濃縮倍數降的過低，根據高數極限理論，（ｑ ＋ｑ ）就會相應增大，也就是說系
作者簡介：冉學良（１９８４一），男，漢族，甘肅蘭州人，大學本科，助理ｔ程師，主要從事供水車間丁藝管理丁作。４０
２０１４年（第４３卷）第８期工業科技
有乙個下降的趨勢。這也是制約動力廠迴圈水系統濃
縮倍數提高的主要原因之一。４．２水質的惡化
統在降低了濃縮倍數的同時勢必會以增大補水、排水
量為代價。所以濃縮倍數值如果長期處於控制指標以下，不但不利於環保，也不經濟。
３現狀蘭州石化公司動力廠供水車間（以下簡稱我部）現
在敞開式迴圈冷卻水系統中，系統的執行過程就
是乙個不斷濃縮的過程。當濃縮倍數值達到系統控制指標或更高時，水中汙染物的濃度就會增加。具體表現
為：水中的很多離子，如鈣離子、鎂離子及藥劑中加入的離子的濃度不斷增加，由冷水塔進入系統的灰塵等有４座迴圈水場，每座水場的濃縮倍數控制指標都為≥４．０，但由於種種原因，系統的濃縮倍數一直長期達不到
要求，在多數情況下小於４，２０１２年上半年，全車間濃縮顆粒物也會不斷沉積，從而使水的懸浮物含量公升高，這倍數的平均值僅為３．０２。就五月份乙個月來看，六個循些懸浮物會為水中的鈣、鎂離子提供形成堅硬水垢的環水系統的濃縮倍數合格率均在６５％以下，見表１所示。
晶核，加快系統管道的結垢速率。與此同時，由於光照表１五月份濃縮倍數合格率統計表
的作用以及管道及裝置換熱器的洩露，造成的微生物、油汙等汙染物進入系統，使系統中的粘泥和微生物含量就會公升高，當水質發生惡化，水質變差後，系統就勢
必會增加旁流濾池的反沖洗次數，這也就間接的增大
了排水量；如果處理能力達不到，還會向外排汙。所以如果水質長期得不到保證，系統的濃縮倍數也就很難處在乙個穩定的水平。４．３熱負荷不足的影響
４分析原因
在用水裝置設計時為求得保險，有對迴圈水熱負
荷估算過高，造成迴圈水量設計超過需求的現象，一般
４．１系統管道的跑、冒、滴、漏
實際執行中溫差只有４℃ ６℃左右，而設計時卻在我部現所有迴圈水系統均為敞開式系統，從水量
１０℃。造成單位時間內放熱量不高，用水裝置迴圈水量平衡的角度講，系統排出的水量應與系統補充的水量大，換熱裝置出入口溫差偏低，這就使得蒸發水量很
相等。當系統管道發生跑、冒、滴、漏時，系統的補充水
小，即使系統沒有洩漏，濃縮倍數的提高也是乙個漫長量就會相應增大，所以濃縮倍數值也就會有所下降。今
的過程。如果加上系統滲漏和風吹損失的存在，使得濃年５月上旬，系統井東半廠管道由於腐蝕等原因發
縮倍數更加難以提高。
生破裂，東半廠系統跑水，造成東工系統的濃縮倍數下降，整個五月份的平均值只有３．０２。而四月的平均值為５解決方法
４．３６。圖１為５月４日到５月１５日東工系統的濃縮倍
５．１提高旁濾效果
數變化趨勢，可見跑、冒、滴、漏發生時，濃縮倍數值會
現蘭州石化公司動力廠供水車間的旁濾設施為重
力式濾池，包括無閥濾池、虹吸濾
池、普通快濾池及流砂過濾器。他
們都採用無煙煤和石英砂作為濾
料。重力式濾池的優點是去除懸浮物的能力比較好。如果水中熱水中的懸浮物含量在１０～３０ｍｇ／ｈ時，經
過無閥濾池過濾後，水中的懸浮物可去除５０％一７５％。當懸浮物的含
圖１東半廠迴圈熱水系統５月份濃縮倍數的走向
量更高時，去除率大約可達９０％左
４１工業科技
右。但反觀現有濾池的過濾效果，都很不理想，不但懸浮物的去除率上不去，而且有時甚至會出現迴圈冷水濁度、懸浮物濃度大於迴圈熱水懸浮物濃度的情況。我
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進行陰極極化。發生還原反應，抵消氧化作用對管道的腐蝕，從而達到防腐緩蝕的作用。陰極保護的方法不但
不會引入新的雜質，也不會帶來容易使管道結垢的離子，而且由於設定了均壓線，將近距離平行或交叉的管線連線起來，消除或降低了管道間的電位差，使電流均
勻供電，避免造成了保護強度不均的情況發生。
２００６年陰極保護技術首先在蘭州石化公司大乙烯廠區埋地管網中實施。目前陰極保護系統已通電執行，測試結果表明：埋地管線保護範圍大於９０％，地電場電
認為其原因主要是由於裝置換熱器的洩露，導致石英砂等過濾介質堵塞，使得過濾時水頭損失加大，濾速降低，截汙能力降低，以至於出水水質較差。這對提高濃縮倍數是相當不利的。而且，重力式濾池的執行周期長，幾乎每天都在反沖洗，而且反沖洗水量大。
這就無形中增加了排汙量和補水量，導致了濃縮倍數的下降。
針對這種情況，解決的方法就是要在平時加強班組管理。要規定定期清洗或更換濾料。在反沖洗時要關閉濾池進水閥以防止迴圈水的外排。５．２採用管道的防腐技術
位梯度小於０．３ｖ／ｍ，遠低於標準要求的５ｖ／ｍ的安全
要求，說明陰極保護系統執行安全可靠。５．３提高迴圈水熱負荷
重新核定全廠換熱器的熱負荷狀況，對熱負荷較小的換熱器更換為與其熱負荷相適應的換熱裝置或酌情減少迴圈水流量，在熱負荷不變的情況，增加迴圈水
當系統發生腐蝕並有洩露情況時，系統的水量和
壓力就會下降，導致濃縮倍數降低，所以必須對系統管
道進行防腐緩蝕處理。防腐緩蝕的方法有很多，最常用
的方法有投加緩蝕劑法，電化學保**，塗料覆蓋法、ｐｈ值法等，我部現在採用的是投加緩蝕劑法。這種方法適用於高硬度的冷卻水系統的防腐；同時兼有阻垢作用；缺點是藥劑的**較貴。同時由於在管道系統中緩蝕劑的投加濃度存在差異，這樣有可能造成區域性藥劑過量或區域性藥劑不足的現象。
溫差，從而提高迴圈水的濃縮倍數。
６結束語
提高迴圈水濃縮倍數，根本上是要減少系統的排
補水量。主要的做法是：搞好系統管道的防腐工作，嚴
格杜絕跑冒滴漏的發生，防止裝置換熱器發生洩漏，提
高旁濾的效果，減少旁濾裝置的反沖洗水量。合理的選用熱負荷適當的換熱器。
參考文獻：
電化學保護是根據電化學腐蝕原理，依靠外部電流的流人改變金屬的電位，從而降低金屬腐蝕速度的
一種材料保護技術。按照金屬電位變動的趨向，電化學
［１］周本省．工業水處理技術（第二版）［ｍ］．北京：化學工業出版
社，２００５．
保護分為陰極保護和陽極保護兩類。
２０１４年６月底，蘭州石化公司委託青島某公司對
［２］李本高，馬欣，龍軍．工業水處理技術（第十一冊）［ｍ］．北京：
中國石油出版社，２００８．
廠區的大部分迴圈水、消防水等管線進行防腐陰極保護專案的施工。所謂陰極保護就是利用電解池的原理，
［３］丁桓如，吳春華，龔雲峰，聞人勤．工業用水處理工程［ｍ］．北
京：清華大學出版社，２００５．
把要保護的管道通以直流電，並將其接在電源的負極，
－—＋一一—＋一一－－＋一一—＋一－－－＋＿一－－＋一一—●一一－－＋一一－－卜
（上接５９頁）的效果。
參考文獻：
總之，母體試驗檢測機構要不斷總結經驗，採取多
種方式加強對授權工地試驗室的監管力度，確保試驗
［１］交通運輸部工程質量監督局．公路工程工地試驗室標準化
指南［ｍ］．北京：人民交通出版社，２０１３．
科技檢測資料真實可靠，使試驗檢測資料切實起到指導施
工質量的基礎性、關鍵性作用。４２
閉式迴圈冷卻水沖洗及試壓措施
作業指導書控制頁 注 班長負責每專案上交一本已執行完成的 並經過完善有完整簽名的作業指導書。重要工序過程監控表 作業指導書 技術措施 修改意見徵集表 簽名 日期 目錄1 編制依據 1 2 工程概況及施工範圍 1 2.1工程概況 1 2.2施工範圍 1 3 施工作業人員配備及人員資格 1 4 施工所需...
引風機冷卻水節水措施實踐
摘要 用水來冷卻引風機軸承，目前一種方式是冷卻水使用後直接外排，水資源浪費較大 另一種方式是通過冷卻水迴圈系統，迴圈使用，投資較大。新的引風機冷卻水小迴圈方式，與冷卻水使用後直接外排相比較，節水效果明顯，改造方案簡單，投資少，是一種可行的方案。關鍵詞 引風機冷卻水小迴圈方式 前言企業中用水來冷卻引風...
22 開式迴圈冷卻水系統除錯措施
批准 1.編制目的 2.編制依據 3.除錯質量目標 4.系統及主要裝置技術規範 5.除錯前應具備的條件 6.除錯工作程式 7.除錯步驟 8.組織分工 9.安全注意事項 10.附錄 附錄1 除錯質量控制點 附錄2 開式冷卻水系統除錯記錄表 1 編制目的 1.1為了指導及規範系統及裝置的除錯工作，保證系...