行业干货——了解工业循环水处理(一)

循环冷却水系统

循环冷却水系统（recirculating cooling water system）是冷却水换热水并经降温，再循环使用的给水系统，包括敞开式和密闭式两种类型，由冷却设备、水泵和管道组成。

中文名循环冷却水系统

外文名recirculating cooling water system

类    型给水系统

分    类敞开式和密闭式

系统背景

在许多工业部门的生产过程中，产生大量废热，需及时用传热介质将其转移到自然环境中，以保证生产过程正常运行。由于天然水具有优良的热传递性能且费用低廉，资源丰富而被用作工业废热的传热介质，在工业生产中称为冷却水，工业冷却水在各国都是工业水最大用户，除升高温度外冷却水的理化性质无甚显著变化，若采取适当降温措施，使之形成循环回用系统，是节约工业用水的重要途径。

国内现状

（1）循环冷却水的重复利用的效率非常低。在我国一般的化工行业中，循环水浓缩倍数为2~3倍左右，石油化工行业大约为4倍。发达国家的循环水浓缩倍数约为5倍，我国与发达国家来相比，循环水的浓缩倍数低。循环水的浓缩倍数低，也就意味着循环水的排出量大，补充水的量大，循环系统所需的水费就高。

（2）循环冷却水系统的能耗太大。当前，化工行业中针对循环冷却水系统的操作存在很多不足，主要包括：在我国，循环冷却水系统没有引起足够重视，系统的操作缺乏相应理论的支撑，因此循环水量、循环水的出塔温度等操作的参数在不同的季节没有做相应的调整。

（3）风机和循环水余量太大。水泵、风机以及管路的供水能力和处理水能力与实际要求长期存在“大马拉小车的现象”，造成能耗的严重浪费。

原理

以水作为冷却介质，并循环使用的一种冷却水系统。主要由冷却设备、水泵和管道组成。冷水流过需要降温的生产设备（常称换热设备，如换热器、冷凝器、反应器）后，温度上升，如果即行排放，冷水只用一次（称直流冷却水系统）。使升温冷水流过冷却设备则水温回降，可用泵送回生产设备再次使用，冷水的用量大大降低，常可节约95%以上。冷却水占工业用水量的70%左右，因此，循环冷却水系统起了节约大量工业用水的作用。

系统分类

冷却设备有敞开式和封闭式之分，因而循环冷却水系统也分为敞开式和封闭式两类。敞开式系统的设计和运行较为复杂。

敞开式

冷却设备有冷却池和冷却塔两类，都主要依靠水的蒸发降低水温。再者，冷却塔常用风机促进蒸发,冷却水常被吹失。故敞开式循环冷却水系统（图1）必须补给新鲜水。由于蒸发，循环水浓缩，浓缩过程将促进盐分结垢(见沉积物控制)。补充水有稀释作用，其流量常根据循环水浓度限值确定。通常补充水量超过蒸发与风吹的损失水量，因此必须排放一些循环水（称排污水）以维持水量的平衡。循环冷却水系统

在敞开式系统中，因水流与大气接触，灰尘、微生物等进入循环水；此外，二氧化碳的逸散和换热设备中物料的泄漏;也改变循环水的水质。为此,循环冷却水常需处理，包括沉积物控制、腐蚀控制和微生物控制。处理方法的确定常与补给水的水量和水质相关，与生产设备的性能也有关。当采用多种药剂时，要避免药剂间可能存在的化学反应。

封闭式

封闭式循环冷却水系统（图2）采用封闭式冷却设备，循环水在管中流动，管外通常用风散热。除换热设备的物料泄漏外，没有其他因素改变循环水的水质。为了防止在换热设备中造成盐垢，有时冷却水需要软化（见水的软化）。为了防止换热设备被腐蚀，常加缓蚀剂；采用高浓度、剧毒性缓蚀剂时要注意安全，检修时排放的冷却水应妥善处置。

系统组成

循环冷却水系统

以敞开式循环冷却水系统为例，由以下部分

1.冷却塔

2.换热器

3.加压系统（循环水泵）

4.旁滤系统（压力过滤器）

5.补水池

6.监控系统

负责管路中介质流量大小，在管路因堵塞等因素照成的管内流量过低或者过高，可以及时向控制系统发出下线报警点（流量过低时）或者上线报警点（流量过高时）提供开关量信号。我们称之为流量报警开关。