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工业冷却水旁滤

发布时间：2010/12/14 阅读次数：900 字体大小: 【小】【中】【大】

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工业冷却水旁滤

冷却塔运行对一个工厂的损益的影响，经常被设备设计、操作管理者所忽视。对一个大型工厂来说，每年在冷却能耗上花费几百万元是再正常不过的事情了，而且还没有包括冷却设备维护和停工造成的成本增加。实际上，即使是冷却效率提高一点点，设备维修减少一点点，一年也能节省几十万元。改善循环冷却系统中冷却水的质量，是获得这些节省的最简单和最经济的方法。

水质的以下几个方面会影响到冷却系统的性能，例如总溶解固体（TDS）、pH、碱度、硬度以及水的其它化学性能。这些性能能够通过分析补加水的蒸发能力，计算出预计的水的状态，从而预测和控制水质。然而，有一个变量是很难预测的----就是水中的总悬浮物（TSS）。被吸入冷却塔中的空气不可避免的含有灰尘、泥土、烟灰、有机物碎片和其它各种各样的物质。进入冷却塔中的空气中的颗粒物会被高效的擦洗，留在循环水中，并逐渐浓缩。空气中颗粒物的浓度会不断的变化，而且会受到风向、运输的形式和数量、周围的活动（例如，土建、工厂运行周期等等）的影响，以及其他因素。每立方厘米中含有100,000个以上的颗粒物，在大城市附近时很正常的。Clive Broadbent在1992年ASHRAE（美国取暖、制冷和空调工程师协会）年会上报道，“一座200冷吨的冷却塔在一个季节，从空气和补加水中吸收的颗粒物在600磅以上”（ASHRAE手册，1996）。

而且，冷却系统本身产生颗粒物，例如腐蚀产物、无机物沉淀（铁的氧化物、硬度盐类等等）、微生物宿主、有机化合物的聚集体和其它的物质。热交换设备工艺侧泄露的可溶物和颗粒物会和不溶化学物形成沉淀、给微生物提供养分加速微生物滋生、同时加速腐蚀和腐蚀物的形成。

冷却水中的颗粒物，一旦和结垢无机物的沉淀结合在一起，就会导致结垢体积增加和垢层变厚。同样，一旦和生物污垢的沉淀物结合，也会加重生物污垢的体积和厚度。这些垢层将会降低热交换效率，降低热交换器表面的流速，反过来又加重腐蚀，导致进一步污染。较低的流速允许更多的颗粒物沉积，使得问题更严重，效率更低。

干净的水带来的好处
在众多影响冷却循环系统效率的诸多水质参数中，悬浮物是“要犯”。因此，把循环水中的悬浮物含量降低，冷却循环系统会得到很多好处。

降低能量消耗
热交换器上0.25mm厚的污垢或者结垢层，将降低热交换效率，增加能耗10%。下式可以用来计算一个冷却循环水系统一年的能耗成本：
冷却系统吨位X吨水电耗X负载系数X每年工作时间X每度电成本=每年能耗成本
例如，400冷吨X0.65kw/吨X0.7负载系数X2500小时/年X0.6元/kwh=27.3万元/年
如果热交换器上的污垢厚度为0.25mm，运行一年的电费将增加2.73万元。

改善所加药物的作用
悬浮颗粒能够消耗阻垢剂和缓蚀剂，因此脏水比干净的水需要的化学药剂量更大，水处理的效果更差。同样，杀生剂也会被悬浮颗粒物消耗掉。而且，颗粒物能够给细菌和藻类提供养分和寄宿场所。安装旁流过滤系统，能够去除悬浮颗粒物，能够用最少量的药剂达到最大的处理效果，从而减少化学药剂的消耗成本。

降低维护费用
传统的清理冷却塔的办法包括排干塔中的水，铲除沉积物物，从而造成停机、劳力、损失水和化学品的损耗。通过安装旁流过滤系统可以节省这部分费用，而且能够很快收回旁滤的投资。

提高生产效率，减少停机时间
被污染的冷却系统会降低生产效率。一个塑料模具的冷却时间增加5秒钟，就意味着一天少生产25件产品，结果是每台机器的生产利润降低。一间工厂可能拥有多台注塑设备，对效益的影响是很可观的。有时候，一个水过滤系统的费用只相当于停机一天的费用。

任何冷却系统中都含有悬浮颗粒物，一个成功的水处理程序应该包含去除或减少悬浮物含量的步骤。监测冷却塔中水的水质，很容易而且无需停机，应该作为整个系统状态和干净程度的晴雨表。用手在塔池中捧起一捧水，观察水是否肮脏，检视填料是否清洁。杂质的积累是导致更大问题的前兆。

生物粘泥问题
今天每一个冷却塔系统都会考虑不断增长的生物粘泥问题。ASHRAE导则12-2000中说道，冷却塔系统最基本的处理建议是控制和防治生物粘泥，而且指出控制生物粘泥的最简单的成功方法是保持系统清洁。ASHRAE2000年9月号（44-49页）中这样写道，“生物粘泥增长加剧的适宜条件包括温度77-108华氏度，结垢问题存在，有沉淀物和生物膜…通常情况下，在多种复杂的微生物群落中滋生猖獗，因为他们需要从周围环境中获得养分和保护。”显而易见，维持低含量的悬浮颗粒浓度，就减少了生物粘泥生长的空间和养分。同时需要合适的杀生程序提高生物粘泥的控制效率。

过滤系统的选择
控制悬浮物含量通过过滤的方法比较容易做到。这不是什么新鲜工艺—就像你的肾脏去除你体内的杂质。冷却塔中冷却水的过滤就像肾脏对于身体一样重要。然而，就像你的汽车的滤油器只处理一小部分油一样，旁流过滤对于冷却塔来说是经济而有效的。例如，700冷吨的冷却塔的循环量为500m3/h，一个全量过滤的过滤器的介质过滤器的过滤面积需要20m2，需要单独的建筑物。但是，实践证明3-5%的旁流过滤量对控制悬浮物就足够了。500m3/h的5%是25m3/h，48英寸直径的介质过滤器的过滤能力为40m3/h，一台就够了！

对于有效控制生物粘泥，去除10-50微米的颗粒就可以了。这类颗粒时细菌滋生的温床，也是造成污垢的重要因素。为达到这个目的，经常采用的过滤技术有：砂滤器（无阀滤池、压力式过滤器）、网式过滤器和叠片式过滤器。

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