摘要：根據(jù)CMG循環(huán)水系統(tǒng)存在的問題和空分裝置的特點(diǎn)，針對(duì)性地設(shè)計(jì)和實(shí)施水處理方案，有效解決了系統(tǒng)的腐蝕、結(jié)垢和微生物等問題，為使用年限較長(zhǎng)、運(yùn)行狀況較差的老空分裝置的長(zhǎng)周期、安全、穩(wěn)定運(yùn)行提供了保證。

1 .概述

（1）  老系統(tǒng)說明

        本文所論及的老系統(tǒng)，不單指建成時(shí)間早、使用時(shí)間長(zhǎng)的系統(tǒng)，還包括那些使用年限并不很久，但設(shè)計(jì)不盡合理，初期又未進(jìn)行水處理，或是只作過一些簡(jiǎn)單處理，累積問題較多的循環(huán)冷卻水系統(tǒng)。

        我國的水工業(yè)應(yīng)用技術(shù)起步比較晚，發(fā)展水平還相對(duì)較低，一些設(shè)計(jì)不盡合理，水處理應(yīng)用技術(shù)、管理措施等相對(duì)滯后，甚至相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)期未進(jìn)行處理的循環(huán)冷卻水系統(tǒng)還普遍存在。這些系統(tǒng)的水處理存在問題較多，運(yùn)行效率低下，處理難度也比較大。采用最新水處理技術(shù)來解決這些水系統(tǒng)存在的問題，可以使大量的系統(tǒng)充分發(fā)揮其生產(chǎn)效能，延長(zhǎng)其使用壽命，對(duì)充分利用資源、發(fā)展經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)有著重要意義。

（2）  CMG循環(huán)冷卻水系統(tǒng)狀況簡(jiǎn)介

        成都成鋼梅塞爾氣體產(chǎn)品有限公司（簡(jiǎn)稱CMG）循環(huán)冷卻水系統(tǒng)是一個(gè)比較典型的使用年限不很長(zhǎng)、但系統(tǒng)自身存在工藝缺陷、以及累積了較多運(yùn)行問題的老系統(tǒng)。其運(yùn)行已有10年多，但由于生產(chǎn)任務(wù)繁重，運(yùn)行要求高，連續(xù)運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng)，自投入使用以來，一直在連續(xù)運(yùn)行，根本沒有停機(jī)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行全面清理的機(jī)會(huì)。工藝設(shè)計(jì)也不盡合理，其系統(tǒng)溫降（冷卻塔的降溫）只有3℃左右，集水池底部也沒有排污管道，系統(tǒng)排污主要通過設(shè)備給水管道排放。經(jīng)過多年的運(yùn)行，集水池已幾乎沒有存貯淤泥的裕度。系統(tǒng)在運(yùn)行初期的三四年中，只是自行購買一些藥劑進(jìn)行處理，由于技術(shù)力量等多方面的原因，處理效果不理想。2000年以后又請(qǐng)國際專業(yè)水處理公司進(jìn)行處理，但仍不斷發(fā)生問題。近幾年來因發(fā)生腐蝕、結(jié)垢和沉積等問題的情況越來越嚴(yán)重，即使控制在較低濃縮倍數(shù)下運(yùn)行，也時(shí)常發(fā)生設(shè)備結(jié)垢導(dǎo)致非計(jì)劃性停車清洗設(shè)備的情況，頻繁時(shí)每月一次，嚴(yán)重影響了生產(chǎn)，造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失。

        盡管CMG和多家水處理公司采用了許多辦法，包括更換藥劑品類、配方、上電子水處理器，研究低溫垢（因?yàn)楸鶛C(jī)結(jié)垢情況尤為嚴(yán)重）等，都沒有能夠最終解決問。

2. 綜合處理措施

（1）系統(tǒng)存在的問題

        CMG循環(huán)水系統(tǒng)補(bǔ)充水采用的是以都江堰水為水源的自來水，水質(zhì)相對(duì)較好（參見表1），系統(tǒng)運(yùn)行濃縮倍數(shù)也不高，平均僅在3倍左右，除了系統(tǒng)自身設(shè)計(jì)缺陷外，之所以產(chǎn)生問題，應(yīng)該主要在于系統(tǒng)原用水處理方案沒有針對(duì)系統(tǒng)的實(shí)際情況和系統(tǒng)運(yùn)行控制不理想造成的。

表1 補(bǔ)充水水質(zhì)（年平均值）

        分析導(dǎo)致該系統(tǒng)不能“安、穩(wěn)、長(zhǎng)、滿”運(yùn)行的原因，主要有以下幾方面問題：①系統(tǒng)微生物控制差，生物粘泥危害嚴(yán)重（參見圖照片）；②系統(tǒng)旁濾器板結(jié)嚴(yán)重，對(duì)懸浮物的濾除效率低下，而系統(tǒng)經(jīng)過多年的長(zhǎng)期運(yùn)行，集水池幾乎已沒有沉積裕度；③系統(tǒng)運(yùn)行波動(dòng)大；④原水處理方案不切合實(shí)際；⑤現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)服務(wù)力量薄弱。

圖一 采用ESPERE方案 處理前的掛片


圖二 冷卻塔罩壁上的生物粘泥（綠色為罩壁底色）

（2）處理方案

①微生物的控制

        針對(duì)系統(tǒng)存在微生物粘泥危害嚴(yán)重的問題，我們采用預(yù)防控制的方式即連續(xù)控制并維持系統(tǒng)的余氯在一定的范圍內(nèi)，同時(shí)再定期沖擊性投加非氧化性殺菌劑以避免微生物產(chǎn)生抗藥性。

②系統(tǒng)波動(dòng)控制

        為解決因人工控制帶來的系統(tǒng)波動(dòng)較大的問題，選用CWT-3000在線監(jiān)測(cè)和自動(dòng)加藥控制系統(tǒng)，使系統(tǒng)完全實(shí)現(xiàn)在線檢測(cè)和記錄、實(shí)時(shí)自動(dòng)加藥和排污，大大提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和員工的勞動(dòng)生產(chǎn)率，同時(shí)減少了員工和化學(xué)藥劑接觸的機(jī)會(huì)，從而保障了員工的安全和健康。

③旁濾效率的提高

        由于原砂過濾器已嚴(yán)重板結(jié)，對(duì)懸浮物的濾除效率低，加之體積龐大，更換填料成本比較高，且反洗操作煩瑣，運(yùn)行一定時(shí)期后就有反洗不干凈的問題。因此將原砂過濾器更換，選用了高效率、節(jié)水型的以色列ARKAL公司的疊片式過濾器來作為循環(huán)水系統(tǒng)的旁流過濾器。

④腐蝕和結(jié)垢的控制

        針對(duì)空分裝置的特點(diǎn)和系統(tǒng)存在的腐蝕和結(jié)垢的問題，我們選用了具有國際先進(jìn)水平的ESPERE ®水處理技術(shù)，加強(qiáng)了系統(tǒng)的腐蝕、結(jié)垢和沉積的控制。同時(shí)，鑒于系統(tǒng)中含銅設(shè)備較多，投加銅緩蝕劑以加強(qiáng)銅的腐蝕控制。

⑤加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)管理

        以前由于現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)管理?xiàng)l件有限導(dǎo)致系統(tǒng)出現(xiàn)問題不能及時(shí)解決，為此，上海玄坤水處理技術(shù)有限公司委派專業(yè)技術(shù)人員提供保姆式的技術(shù)服務(wù)，及時(shí)了解和跟蹤系統(tǒng)的運(yùn)行狀況，對(duì)異常情況進(jìn)行及時(shí)處理，并對(duì)現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)人員和操作工進(jìn)行技術(shù)培訓(xùn)，提高水處理技術(shù)管理水平。

（3）實(shí)施效果

        自2003年8月底CMG循環(huán)冷卻水系統(tǒng)采用ESPERE®綜合水處理方案后，至今已運(yùn)行了4年的時(shí)間，期間沒有發(fā)生過一次非計(jì)劃性停車清洗事故，系統(tǒng)冷卻器的換熱效率也得到了明顯改善，系統(tǒng)運(yùn)行十分穩(wěn)定。

①水質(zhì)改善

        處理前后的塔水水質(zhì)情況對(duì)比如表2

表2 處理前后的水質(zhì)情況（平均值）

        從上表可見，在采用ESPERE綜合處理方案前，系統(tǒng)塔水pH波動(dòng)范圍較大，濃縮倍數(shù)相對(duì)較低，而濁度卻很高，且總鐵含量也很高；采用ESPERE®綜合處理方案之后，穩(wěn)定性明顯得到改善，總鐵含量也大幅下降。且濃縮倍數(shù)得到提高，節(jié)約了生產(chǎn)用水。

②微生物控制

        通過采用ESPERE的微生物控制方案，系統(tǒng)微生物得到了有效控制，用快速浸片法檢測(cè)，塔水的異養(yǎng)菌總數(shù)一直控制在104個(gè)/mL水平以下。冷卻塔罩壁的原有青苔也有大面積的剝落（參見圖三照片）。

圖三 冷卻塔罩壁上的青苔剝落（綠色為罩壁底色）

③腐蝕控制

現(xiàn)階段系統(tǒng)的腐蝕速率見表3

表3 掛片腐蝕速率

3. 研討

        總結(jié)ESPERE®綜合水處理方案在CMG 系統(tǒng)應(yīng)用取得良好效果的原因，我們認(rèn)為有以下幾個(gè)方面的經(jīng)驗(yàn)可供參考：

        （1） 方案要有針對(duì)性，藥劑要對(duì)路

        每個(gè)系統(tǒng)都有其自身的運(yùn)行特點(diǎn)，處理方案必須根據(jù)系統(tǒng)的實(shí)際情況有針對(duì)性地設(shè)計(jì)和解決其存在的問題。

        （2） 用系統(tǒng)的方法來解決問題

        循環(huán)水系統(tǒng)出現(xiàn)的腐蝕、結(jié)垢以及粘泥沉積等問題出現(xiàn)都是系統(tǒng)綜合性問題的集中表現(xiàn)，不單純是某一個(gè)方面的問題。即使只單一表現(xiàn)出某一方面的問題，也必須全面著手，才可能取得良好效果。

        （3） 先進(jìn)又實(shí)用的自動(dòng)化控制系統(tǒng)

        系統(tǒng)波動(dòng)是導(dǎo)致系統(tǒng)不能“安、穩(wěn)、長(zhǎng)、滿”運(yùn)行的一個(gè)重要原因，自動(dòng)化控制是減少波動(dòng)的良好措施。

        （4） 良好的現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)管理

        精細(xì)的、專業(yè)的現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)管理是系統(tǒng)能夠穩(wěn)定運(yùn)行的根本保證，再好的方案、設(shè)備和措施如得不到有效落實(shí)也不能解決問題。目前許多循環(huán)水系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)的技術(shù)管理水平還達(dá)不到要求，從而導(dǎo)致系統(tǒng)水處理效果不佳。

4 .結(jié)束語

        循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的問題是具體的、多方面的，也是多樣化的，不同的系統(tǒng)有不同的問題，只要我們不斷地進(jìn)行探索和總結(jié)，必將會(huì)促進(jìn)我國的水處理技術(shù)得到長(zhǎng)足發(fā)展。

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