第三章 正常运行管理
循环冷却水系统概况
下表为循环冷却水系统的水平衡关系式。
循环冷却水系统的水平衡关系式
　　　 　　 Ｃr  Ｋ ＝ ─────── (1) 　 　 　 Ｃm
Ｃm×M ＝ Ｃr ×( B + W ) (2)
　　　　 Ｃr　　　　　Ｍ  Ｋ＝─────＝───── (3)  　　　Ｃm　　　　Ｂ＋Ｗ
Ｍ ＝ Ｅ ＋ Ｂ ＋ Ｗ 　 　　(4)
　 　Ｅ＋Ｂ＋Ｗ  Ｋ ＝ ──────── (5) 　　 Ｂ＋Ｗ
　　 △Ｔ　　 　　Ｒ Ｅ ＝ ───── × ─── (6) 　　　　 5.8　　　　 100
　　　 　 Ｈ Ｔ ＝ ───── (7) 　　　 Ｗ＋Ｂ
Ｋ： 浓缩倍数；
Ｃr： 循环水中的特定物质的浓度，mg/L；
Ｃm： 补给水中的特定物质的浓度，mg/L；
Ｍ： 补给水量，t/h；
Ｂ： 排放水量，t/h；
Ｗ： 飞散及管网泄漏的水量，t/h；
Ｅ： 蒸发水量，t/h；
△Ｔ： 冷却塔入口温度一冷却出口温度，T；
Ｒ： 循环水量，t/h；
Ｔ： 循环水系统内停留时间，h；
Ｈ： 保留水量，t.
二、水处理药剂的使用
1．缓蚀阻垢剂
（1）正磷
缓蚀阻垢剂中含有有机膦酸盐，在循环水的运行过程中，如果遇到强氧化剂(如杀菌灭藻用的氯气、二氧化氯等)或高温，则有机膦会部分分解为正磷 (即 PO43-)，降低药剂的有效成分。当循环水中 PO43-含量过高时, 还有生成磷酸钙沉淀的可能，因而应监测控制。
（2）总磷
　测定循环水中总磷的目的是为了计算循环水中有机膦的含量。其计算方法如下：
有机膦浓度 ＝ 总磷浓度 — 正磷浓度
冷却系统在运行过程中, 应控制有机磷浓度净环水系统在 3～8 mg/L,若不能控制在此范围内,可采取以下措施:
a. 若有机膦浓度大于上述范围, 可暂不加药一段时间；
b. 若有机膦浓度小于上述范围, 则应立即补加药剂, 其投加量Y为:
净环水系统：
Y ＝{8－Cp}×10×H / 1000 (公斤)
式中： Cp 为系统实测有机膦的浓度;
H 为系统水的保有水量;
10 为药剂的换算系数。
（3）余氯
循环水中如果使用氯气、次氯酸钠或优氯净、强氯精等杀菌剂进行杀菌灭藻时，应分析控制循环水中的余氯量，才能保证良好的杀菌灭藻效果。
2．杀菌剂
关于杀菌剂，应坚持采用氧化型杀菌剂和非氧化型杀菌剂交替使用，以联合控制冷却水系统中菌藻的滋生。
氧化型杀菌剂 氯气：控制余氯在通氯后维持0.5～1.0mg/L。或可选用二氧化氯、活性溴、优氯净或强氯精等。
非氧化型杀菌剂 异噻唑啉酮杀菌剂：50～100mg/L，1次/2周；季铵盐类杀菌剂：100～150mg/L，1次/2周。季铵盐类杀菌剂不仅具有杀菌性能，而且还具有粘泥剥离作用，可以较好地去除粘附在管道上的粘泥、微生物，有效地杀灭菌藻。
以上杀菌剂的投加频率也可根据系统菌藻情况、季节作出相应的增减。
总之，杀菌剂的选择应遵循一定的原则，同时选用多种杀菌剂，以适应系统的需要，从而摸索出一条较好的杀菌方案。
智能化自动加药控制系统
为了更好地对系统进行管理，可采用计量泵进行药剂的投加；如有可能，建议采用智能化自动加药控制系统，以减少人工加药带来的麻烦。
自动加药控制系统是通过探头测定补充水量和电导的变化，输入到计算机进行处理，然后计算机发出指令，通过计量泵进行定量加药。因此，该系统具有自动管理功能，减轻了劳动强度，并且可有效地减少加药的人为性。
另外，智能化自动加药控制系统还可与监测控制系统相连，从而对系统的腐蚀、结垢情况进行在线监测，以便及时调整运行方案，保证系统的安全运行。
三、系统的水质管理
循环水系统转入正常运行后，在其升温、蒸发和冷却的过程中，冷却水逐渐被浓缩，其水质指标会发生变化，应定时进行监测控制。
浓缩倍数的确定
浓缩倍数(以K表示)是循环水操作控制中的一项重要指标，它反映了循环水浓缩的程度。用循环水中某种离子的浓度与补充水中相应离子的浓度之比表示，即：
K = C循/ C补
当水中不投加含有氯化物的药剂时，以 Cl- 作为浓缩倍数的计算依据是恰当的, 其它 K+、Ca2+、SiO2、电导率等亦可作为浓缩倍数的计算依据。最好能同时通过Cl-、Ca2+、电导和SiO2的测定来确定浓缩倍数。
如果发现浓缩倍数高于或低与规定值，则应加大或减小排污量和补充水量以控制冷却水的浓缩倍数在规定范围之内。
在循环冷却水运行过程中，各种离子均会按倍数增长，下表为测定浓缩倍数用的参数。
用于测定浓缩倍数的参数的分析方法及频率
分 析 项 目 分析频率 分 析 方 法
电导率　μ/cm 钙硬度　(CaCO3计), mg/L 钾离子　mg/L SiO2, mg/L Cl-, mg/L 1次/1日 1次/1日 1次/3～4日 1次/1日 1次/1日 HG/T 5-1504-85 GB/T 14636-93 GB/T 14640-93 HG/T5-1508-85 HG/T5-1508-85
由于冷却塔的再冷却不仅是通过设备中的循环水的部分蒸发而放出蒸发潜热，而且也通过空气和水之间的热传导进行。因此，在通过水平衡求出的计算浓缩倍数与上述计算的浓缩倍数有一定的误差。
总之，根据实测的浓缩倍数值，进行增减排污量，从而维持系统的浓缩倍数在规定范围内。
2．pH值
　　循环冷却水由于在冷却塔中逸去CO2，因此随着浓缩倍数的升高，其pH值不断上升。当浓缩倍数一定时，循环水的pH值也趋于稳定。
3．碱度
　用甲基橙作指示剂测得水中的碱度称为总碱度M(又称甲基橙碱度),它与水的pH值之间有如下关系：
　　4.5＜pH＜8.3时， 　M碱度＝[HCO3-]
8.3＜pH＜10 时， 　M碱度＝[HCO3-]＋2[CO32-]
10 ＜pH 时， 　M碱度＝[HCO3-]＋2[CO32-]＋[OH-]
M 碱度是循环水操作控制中的一项指标，当浓缩倍数控制稳定，没有其它外界干扰时，由M碱度的变化，可以看出系统的结垢趋势。如果M碱度比理论升高值低得多，说明系统可能发生了结垢，应给予重视。
4．硬度
硬度指水中的Ca2+和Mg2+浓度的总和，也是循环水操作控制中的一项重要指标。如果浓缩倍数控制稳定，Ca2+、Mg2+在水中的实际浓度较之于按浓缩倍数计算出来的Ca2+和Mg2+浓度有较大幅度的下降，则说明系统中结垢情况加重；如果在运行中, 循环水的Ca2+、Mg2+浓度与按浓缩倍数计算出来的相差不大, 则说明系统运行良好。
5．Cl-
循环水中Cl-浓度过高会促进设备的腐蚀，特别是对钢和不锈钢设备。因此在运行中要进行监测控制。如果Cl-浓度超标，应加大排污量。Cl-浓度的测定数据，还可以用于计算浓缩倍数。
6．浊度
 浊度的变化反映了循环冷却水中悬浮物浓度的变化。引起循环水浊度升高的原因主要有补充水浊度过高、菌藻繁殖严重、工艺物料泄漏和空气中风沙灰尘过大，应根据具体情况采取措施。
7．其它
循环水中辅助监测的水质项目有：电导率、SO42-和可溶性SiO2，它们可在判断循环水运行情况和计算浓缩倍数时作为参考。
总之，循环冷却水正常运行过程中水质和药剂的分析按照化学工业部标准《工业循环冷却水水质分析方法》(HG—85)进行，监测控制指标见下表：
循环冷却水水质控制指标
项 　目 测试频度 分析方法 分析的意义
pH值 1次／班 HG/T 5-1501-85 了解水的腐蚀性和水垢生成倾向
M-碱度 1次／班 HG/T 5-1502-85 用于了解水的结垢倾向
Ca2+（CaCO3） 1次／班 HG/T 5-1506-85 由于水温及pH值升高,钙质水垢就变得容易析出, 所以为了经常维持在管理标准值以内, 进行测定。
Mg2+（CaCO3） 1次／班 HG/T 5-1507-85 用于控制MgSiO3的析出
Cl- 1次／班 HG 5-1505-85 是强腐蚀性离子。
浓缩倍数 1次／班 监控系统运行状况
正磷 1次／班 ZB/T G76002-90
有机膦 1次／班 ZB/T G76002-90
浊度 1次／班 HG/T 5-1503-85 了解水中悬浮物及浮游生物的量
电导率 1次／天 HG/T 5-1504-85 了解水中的含盐量
SO42- 1次／2周 HG 5-1594-85 硫酸根有很强的腐蚀性
SiO2 1次／2周 HG 5-1508-85 成为MgSiO3硬质水垢生成的原因。
异养菌 1次／周 GB/T 14643.1-93 了解水中微生物的生长情况及严重程度
余氯(夏季) 1次／天 HG 5-1598-85 控制细菌的繁殖。
注: 上述指标在每天加药前取水样进行测量;