冷却循环水范文

冷却循环水篇1

关键字：现状；节水环保；创新

水循环系统水质的好坏可以对设备系统产生直接影响，不仅影响使用效果，而且缩短设备使用寿命；环境条件的影响直接导致循环水水质变化。工业冷冻系统中循环冷却水处理，最重要的是解决换热设备的结垢和设备腐蚀问题。结垢直接影响换热效率，造成水、电能源的过渡浪费。腐蚀会减少设备使用寿命，并存在安全隐患。因此保证设备的换热效率和使用年限，循环利用资源，不仅给企业省下了很大的成本浪费。也响应了国家节能降耗的号召。

一、循环冷却系统现状

将使用中的水循环冷却器拆解下来进行观察和分析，可以明显观察到厚重的结垢层及大量垢下腐蚀的两种情况：一种是锈垢。这种垢大多为瘤状，瘤周边为黑色，这些主要是水质PH值偏低，铁细菌和硫酸盐还原菌繁殖导致的结果；另一类是污垢与金属接触部位细菌繁殖导致的后果。主要是水的流速慢，换热面上或系统设备上积存污垢和杂质所造成。

在一些大企业集团，均有后勤保障的专业队伍，很多时候用人工物理清除结垢层或定时化学清洗，虽然可能解决换热问题，但这种方式既浪费水，又污染环境；通过人工清理降低设备使用寿命是难免的。一些大型化工企业价值昂贵的换热器，因频繁进行化学清洗或人工清除而提前报废。由此也说明污垢的危害性和循环冷却水处理中存在的问题。

二、原因分析

1、水垢的产生：由于循环流通冷却过程中水会不断蒸发，使水中含盐浓度不断增高，超过某些盐类的溶解度而沉淀。常见的有碳酸钙、磷酸钙、硅酸镁等垢。水垢比较致密是一个共性，虽然可以防止对金属面的腐蚀，但是却大大的阻碍了传热效率，0.6毫米的垢厚能使传热系数降低18%左右。

2、污垢产生：主要由水中的有机物、微生物菌和分泌物、空气中的粉尘等构成，污垢的质地虽然松软，但同样能降低传热效率而且还能引起垢与金属接触面的腐蚀。

3、电化腐蚀：循环冷却水对换热设备的腐蚀，主要是电化腐蚀，产生的原因有设备设计制造缺陷、水中所含的氧气、水中所含的腐蚀性Cl-、Fe2+、Cu2+以及微生物分泌的黏液所生成的污垢等因素，如果不加控制会极大地缩短设备使用寿命，提前报废设备。对企业成本控制造成不利影响。

4、微生物的孳生： 因为循环冷却水中所含有的定量的氧气、适宜的温度及丰富的营养，给微生物的生长繁殖创造了条件，如不加以控制将迅速导致水质变化，主要表现为：臭味、变黑、黏垢沉积、设备腐蚀加剧等。因此循环冷却水处理的关键即是控制微生物的繁殖与生长。

5、浊度：即通常所说的颗粒胶体物质（粒径一般为1nm～1μm），一般是利用光学原理来测定。因为胶体物质对循环冷却水产生污垢、菌藻孳生起着极为重要的作用，应将这一指标尽量控制在合理低位的水平。循环冷却水的浊度对换热设备的污垢热阻和腐蚀速率影响很大，这一指标要求越低越好。

三、相关技术要求

循环冷却水水流速度均有一定要求，走管程流速一般不宜小于1.2m/s，壳程循环冷却水流速一不宜小于0.9m/s。当流速无法满足上述要求时，可前置小型增压泵保证流速及流量，以保证冷却水流速及流量；在易沉积污垢低处部位设置排污器、排污阀或反冲洗阀，内表面同时做好必要的防腐。

一般情况下，工业冷冻循环水主要指标应控制为：

PH值 6.5-8.5

电导率 μs/cm

总碱度（M） mg/L

总硬度（H） mg/L

氯离子（CI-） mg/L

铁离子（Fe-） mg/L ≤0.5

铜离子（Cu+） mg/L

浊度 FUN

氨氮 mg/L ≤25

硫化物 mg/L ≤0.5

四、磷系配方水处理技术

为了防止结垢和腐蚀，我们近年来一直大力推广使用磷系配方水处理技术，而且使用面较广，虽然有效控制了水垢和腐蚀。但实践证明磷系药剂存在诸多不容忽视的问题，主要有以下弊端：

1、磷是营养物质，可以加速水系统中菌藻类微生物的繁殖，所以必须附加氯和各类杀菌灭藻剂成为组合产品，静化循环处理一段时间后需要排放处理，导致有大量含磷和含杀菌灭藻剂废水排放，无形中造成工厂污水处理成本的增加。

2、磷系配方药剂在换热系统内停留时间有限制，水解成磷酸钙垢，循环水浓缩倍数低，不利于节约用水。

3、杀菌灭藻剂一般均为有毒或毒性较强。水域污染和富营养化程度成了公害性问题。对企业对社会环境危害影响较大。

4、磷系药剂处理配方由于碱度最高允许指标为500mg/L，为了防止碱度升高，必须加酸处理。但磷酸盐本身要增加碱度，因此只有不断排放循环水或控制低浓缩倍数，才能正常运行，很不利于节水和环保。

五、新型节水环保水处理技术

由于国家对节能环保的日益重视和加大支持力度，新型水处理技术不断开发，目前的聚合物LHE多功能水质稳定剂技术，更适应可持续发展的需要，也更受企业的欢迎。正在取代磷系配方的处理技术。

1、理论上的创新。变过去投加有机磷等富营养性水处理剂，改为投加可与水中多价离子络合、在设备系统水循环过程中经过一定时间的融合，循环后使之成为不溶物而沉淀分离的多功能LHE聚合物。使循环水中营养物质降低，消除微生物和菌藻之类难以大量繁殖生长的必须条件，而且不必再投加任何杀菌灭藻剂有毒元素，水处理管理变得简便，降低了相应成本和污水处理难度。

2、技术上的创新。过去的理论是防止循环水钙镁物质析出防止结垢，现在变成为加LHE聚合物后使钙镁物质络合后析出，使新生成的络合不溶物自动从循环水中分离，达到水质的自行净化，可以真正循环重复使用，减少废水排放。减少了人工除垢的劳动强度。

3、缓蚀机理上的创新。高分子有机聚合物在正常运行情况下，使水处理系统的金属面上逐渐形成一层有机保护膜，有效抵御了多种因素的腐蚀，延长了设备运行寿命，为工厂的高产、稳产、安全、低消耗、长周期经济运行提供了可靠的技术保障。

4、除垢方法上的创新。过去用人工剥离和化学清洗十分普遍。但是化学清洗废液污染环境、腐蚀设备。采用新型多功能LHE聚合物，由于是在循环水系统正常运行中实现的，不需停产，没有污染，也不腐蚀设备。垢物去除后，金属面上同时自然形成一层有机防护膜，以后只要正常投加聚合物药剂，系统再无结垢腐蚀之虑。对循环水系统和设备的安全运行十分有利。

上述四大创新，免去了要严格控制浓缩倍数、送检测定循环水繁杂的各类水质数据指标。使水处理操作变得既简便易操作，又节水环保，且对设备运转无损伤。

全面响应推进无磷、无有害金属水处理配方。减少有害废水的排放，减少腐蚀对设备带来的危害，无磷水处理配方尽早更多地大力推出，是企业对社会责任感的体现，不仅环境污染问题迎刃而解，而且节约了大量能源，给社会、为企业带来的效益非常巨大。重视科学，尊重人才。从可持续发展、以人为本的方针政策出发，我们应有所作为。

参考文献：

[1]工业水处理发展现状及展望2009 郑书忠

[2]《工业循环冷却水处理规范》GB50050-2007

冷却循环水篇2

关键词：水质稳定、物理处理、在线监测

中图分类号：TU991.41 文献标识码：A 文章编号：

一、前言

以水作为冷却介质，并循环使用的一种水系统称为循环冷却水系统。目前，节约用水是全世界都在关注的话题，工业企业一直是用水领域的大户，大部分工业企业目前采用敞开式循环冷却水系统作为节约用水的手段，其特点是冷却水流过生产设备升温后，经管路重新流回冷却设备使水温回降，可用泵送回生产设备再次使用，大大节约了水资源。但是敞开式冷却水在循环过程中会接触空气并蒸发浓缩，因此结垢、腐蚀及微生物滋生成为敞开式循环水系统的三大问题。为保证生产设备长周期安全稳定运行，必须选择一种经济实用的循环水处理方案。这也成为许多水工作者重点研究的课题。

二、循环冷却水现状及存在问题

循环冷却水由泵送往冷却系统中各用户，经换热后温度升高，被送往冷却塔进行冷却。在冷却塔中热水从塔顶向下喷淋成水滴或水膜状，空气则逆向或水平交流流动，在气水接触过程中，进行热交换。水温降至符合冷却水要求时，继续循环使用。空气由塔顶溢出时带走水蒸气，使循环水中离子含量增加，因此必须补充新鲜水，排出浓缩水，以维持含盐量在一定浓度，从而保证整个系统正常运行。补充水的量应弥补系统蒸发、风吹（包括飞溅和雾沫夹带）及排污损失的水量。循环水与补充水中含盐量之比，即为该循环水系统的浓缩倍数。在一定的循环冷却水系统中，只要改变补充水的含盐量，就可以改变循环水系统的浓缩倍数，而提高浓缩倍数是保证整个循环冷却水系统经济运行的关键。

1、水垢附着

循环冷却系统中，大量设备是由金属制造，长期使用循环冷却水，会发生腐蚀穿孔。这是由多种因素造微生物（厌氧菌、铁细菌）引起的腐蚀等。设备管壁腐蚀穿孔，会形成渗漏，或工艺介在循环冷却水系统中，碳酸氢盐的浓度随蒸发浓缩而增加。当其浓度达到过饱和状态，或经过传热表面水温升高时，会分解生成碳酸盐沉积在传热表面，形成致密的微溶性盐类水垢，其导热性能很差（≤1.16W/（m·K），钢材一般为45W/（m·K））。因此，水垢附着，轻则降低换热器传热效率，严重时，使换热器堵塞，系统阻力增大，水泵和冷却塔效率下降，生产能耗增加，产量下降，加快局部腐蚀，甚至造成非正常停产。

2、设备腐蚀

冷却水中溶解氧引起的电化学腐蚀；冷却水渗入工艺介质，影响产品质量，造成经济损失，影响安全生产。

3、微生物的滋生与粘泥

在循环冷却水系统中，由于养分的浓缩，水温升高和日光照射，给细菌和藻类的迅速繁殖创造了条件。细菌分泌的黏液使水中漂浮的灰尘杂质和化学沉淀物等黏附在一起，形成沉积物会堵死管道，迫使停产清洗。

三、循环水处理的新技术

循环水处理的新技术包括两个方面：一是新的水质稳定技术，二是新的现场监测技术。

水质稳定技术

目前广泛使用且较成熟的技术为化学药剂处理，大部分循环水系统均采用“缓蚀阻垢剂+氧化性杀菌剂+非氧化性杀菌剂”的处理方案，由于目前国家对环境要求越来越高，水体富营养化严重等原因，药剂处理也得到发展，由以前的无机磷处理发展到有机磷处理及全有机处理方案。

化学处理方法

开发应用低磷、低锌、无铬环保性水处理药剂，在监测技术允许的情况下甚至尽量使用无磷药剂。

物理处理方法

物理处理方法不仅具有除垢、防垢、缓蚀和杀菌灭藻等多种功能，更主要的是能有效的降低环境污染。虽然目前实际应用走在了理论研究的前面，技术相对不够完善，应用上受到了一定的限制，但随着各项技术的发展必然会作为水处理技术的一个新的发展方向，将会越来越受到人们的重视和运用。

①循环水的磁化处理

利用磁场效应对水进行处理，称为水的磁化处理。作用原理是磁场对水及其中的离子进行磁化，形成定向移动改变了结垢离子的结合能力，降低结垢几率，同时钙镁碳酸盐和其它无机盐的溶解度在磁处理后的活性水中得到提高，同时水中的结垢物晶体在通过磁场时其表面的电荷分布在磁场的影响下发生了变化，形成一种松散的晶体团，不会粘附在管壁或其它物体表面，可通过定期排污来除去；水流经过磁化后，水中的溶解氧被磁化水分子包围，成为“惰性氧”切断循环水中金属腐蚀的主要根源；对微生物而言，水经过磁化后破坏了生物细胞的离子通道，改变了水中微生物的生长环境，使其丧失了生存条件，从而起到杀菌灭藻的作用。

②高压静电水处理

阻垢机理：强制水中离子在静电场的影响下形成定向移动，无法结合且不可能靠近器壁，阻止了钙镁等阳离子不致趋向器壁，从而达到防垢、除垢的目的；而且能起到剥落水垢的作用，在结垢系统中能破坏垢分子之间的电子结合力，改变晶体结构，促使硬垢疏松，使已经产生的水垢逐渐剥蚀、脱落；控制腐蚀原理：经静电处理后，水中将产生活性氧，跟电解类似，这种活性氧氧化性较强，故它能在清洁的金属表面产生一层微薄氧化薄膜防止腐蚀；杀菌灭藻机理：干扰微生物的生物电流，破坏其生存环境达到杀灭作用。缺点仍是处理效果不够稳定，理论基础薄弱。

③低压电子水处理

作用原理：电子发生器产生电子场，流经电子水处理器的冷却水在微弱电流的作用下，水分子受到激发而处于高能状态，水分子电位下降，使水中溶解盐类的离子或带电粒子因静电引力减弱，使之不能相互集聚并失去化合力，从而抑制了水垢的形成。受到激发的水分子还可吸收水中现有的沉积物和积垢的带负电荷的粒子，使积垢疏松，逐渐溶解并最终脱落。水分子的电位下降使水分子与器壁间电位差减小，抑制了金属器壁的离解，起到缓蚀作用。微电流及电子易被水中的溶解氧O2吸收生成O2-和H2O2等物质，这些物质都是氧化性杀菌剂，杀生能力比氯气还强，使微生物细胞破裂原生质流出，影响细菌的新陈代谢，从而起到杀菌、灭藻的作用。

④超声波处理

作用原理：延长晶体形成的诱导期，从而阻止水垢形成；超声波在水体中形成大量的微小气泡，这些气泡有很高的爆发力、冲击力，不断冲击还未稳定的晶核，阻碍晶核达到稳定态从而得到生长点，或者使稳定生长源的数量大大减少，导致诱导期的延长，无法形成大量致密的垢。

循环水现场监测技术的新发展

循环水水质监测可以及时反映系统内部的运行情况，方便有效的监测技术可以快速准确的体现出换热器内部的真实情况，因此，冷却水系统日常的腐蚀、沉积物和微生物的现场监测对于保证冷却水系统的优质运行，对于了解冷却水处理方案的效果及指导冷却水系统的日常运行是必不可少的。

腐蚀的现场监测技术

①试片法

目前最简便、最经济、使用最广泛的腐蚀监测方法，可以同事监测腐蚀速度、蚀孔深度及观察腐蚀形态，有助于现场方便的找出产生腐蚀的原因；缺点是所测出的腐蚀速率为一段时间的均匀腐蚀、监测周期长，不易发现冷却水系统中瞬时出现的急剧变化。

②试验管法

以金属试验管替代腐蚀试片的方法。更接近于换热器管子的真实情况，比试片法准确度稍高一些，缺点仍是监测周期长。

③极化电阻法

通过金属电极直接测定换热器管子的极化电阻。该方法的优点是安装简单、能测量出金属的瞬间腐蚀速度、可输出数据实现在线监测；缺点是其所提供的腐蚀信息也是金属均匀腐蚀的信息，因此最好与试片法或试管法结合使用。

④监测换热器法

模拟换热器真实运行情况的小型换热设备。优点是有一个换热面，可以真实模拟系统换热器情况，能监测传热面上腐蚀和沉积的情况。这种监测方法为目前新建厂矿普遍采用的方法。其最大的特点是能同时完成腐蚀及沉积的监测。 （2）沉积物的现场监测技术

①监测换热器法

与腐蚀的现场监测为同一设备，通过剖管观察其中沉积物的沉积情况，在线监测冷却水系统中运行时的污垢热阻值。

②电热式污垢监测仪法

换热器在线监测仪的升级产品，它既保持了原产品测试准确、性能可靠等优点，又增加了许多新的功能。是实现工业循环水现场监测现代科学管理的有效手段。这类污垢监测仪具有小巧、简便、直读的优点。

③微生物的现场监测技术

包括微生物测定及粘泥量的测定，其中微生物测定仍是以实验室测定为主，而粘泥量测定主要是依靠生物过滤网现场采集，均为目前的常用方法，在此不再赘述。

结语

综上所述，循环冷却水水质处理技术的整体发展方向是明确的，即高效、易于管理、经济及环保。但是工厂设计应按照工厂本身的具体情况而综合考虑。任何水质稳定技术，只要被合理的采用，都可以达到较为理想的效果。

参考文献：

[1] 刘钰畴:《浅议循环冷却水水质处理》，《有色金属设计与研究》，2002年01期

[2] 张鸿伟：《浅谈循环冷却水处理的几项措施》，《黑龙江科技信息》，2011年14期

冷却循环水篇3

【关键词】循环水冷却工艺；热交换器；冷却构筑物；冷却塔

水资源是人类赖以生存的珍贵资源，随着近两年我国对于生态环境保护意识的提高，对于工业用水以及污水的排放加强了监督和控制。据统计，用于循环冷却系统的冷却水占据了我国现代化工厂全部用水量的68%-80%，如此庞大的用量和占比也引发了我们对于循环冷却水的处理工艺的思考，在工厂生产的早期由于对于节约用水的要求没有现在这么高，冷却水的处理也比较简单，但是随着工业的发展以及循环冷却系统的引入使得当前的循环冷却水的浓缩倍数大大的增加，为了能够提高当前工业冷却水的使用效率，防治设备受到结垢和侵蚀缩短使用寿命，以及减少污染等需求，必须采取一定的循环水处理工艺。

循环水冷却处理工艺主要类型和应用范围（着重说明一下化学药剂处理、有机磷配方、正磷配方以及无磷配方的特点和应用范围）

循环水处理的工艺类型很多，不同的工艺类型处理的特点和效果也各有不同，循环水处理工艺主要类型有化学药剂处理、静电处理、膜处理、磁化处理和臭氧处理等，由于大多数的企业中采用的是化学药剂处理的方式，化学药剂处理是当前为了避免工业循环冷却水的结垢、腐蚀以及微生物滋生等现象，在循环水冷却处理中加入阻垢剂、杀菌剂、缓蚀剂等化学药剂的主要技术，化学药剂处理是我国目前循环冷却水水质稳定的关键技术。常规的化学药剂处理的药剂配方主要是以磷系为主，在循环水冷却处理工艺中水质化学处理的药剂种类有很多，例如：预膜剂、化学清洗剂、缓蚀剂、混凝剂、消泡剂、杀菌灭藻剂等。在实际的循环水冷却处理工艺当中，药剂的选择一定要注意根据各药剂的化学特性和处理功能，提高多种药剂的协同作用，能够有效的降低药剂的成本，提高水质稳定的效果。

循环冷却水处理工艺的日常应用与管理（日常应用与管理在写深入些，对于不同的几种补水水源如何进行调整，保证循环水水质合格。更好的达到节水减排）

循环水的管理工作向来是“一份试剂九分管理”反映了管理在循环冷却水处理工艺中的作用，由于循环冷却水在应用过程中发生了多种变化，因此对于水质的检测与调整是循环冷却水处理工艺管理的重要内容，具体措施为：

1、明确水质标准，严格工艺管理

为了做好循环水的日常管理工作，我们必须明确循环水的质量标准。为此应采取以下几个措施来实现：1、坚持分析监测制度。规定对水质指标作现场分析，再由公司化验室每周抽样一次，其中还包括对当天所留水样的复查，以确保分析的准确可靠性；2、 重视人工可调指标的执行和考核（药剂浓度、余氯、碱度），对关键操作实行工序管理。我们将水处理药剂投加作为工序管理点进行质量管理，以确保药剂浓度指标合格；3、工艺指标合格率、分析差错率及工序能力都纳入考核范围。4、为了保证加药的准确性，我们对加药方法均要作详细规定。对某个系统而言，每提高1mg/L药剂浓度需加多少公斤药剂，以及每补1t水应该加多少药剂，都要经过计算，教给每个操作人员。这样，加入量很准确，不会发生超标或不足。

（我厂药剂是承包商大包，他们采用自动加药，他们通过分析数据进行药剂调节，车间进行监控分析。此段需要改）

2、水质监测与监控（可加入如：浊度、腐蚀速率、沉积速率如何进行控制和管理，着重实际生产，少一些理论最好。如浊度高时，如何处理）

水质监测包含的内容很多分别是：控制钙硬、总碱度，当循环水的浓缩倍数稳定并且不受外界影响的时候，水总碱度直接影响着系统的结垢过程。水的硬度是水中钙离子和镁离子的综合，循环冷却水处理工艺中重要的指标。这两项水质指标的控制对于循环冷却水处理有着非常重要的意义，无论任何工艺类型都需要密切的控制水硬度和总碱度；PH值，根据配方或者其他工艺类型的特点，分析PH的理论值，避免冷却塔中二氧化碳的逸出影响到浓缩的倍数，所以对于Ph值的控制也是循环水处理工艺日常管理中重要的环节；3、总磷、正磷、Cl-离子，总磷的检测和管理工作是为了计算水中有机磷的含量，避免磷超标。磷的主要来源是磷系水稳定控制药剂，而别是在循环冷却水处理的过程中，如果遇到较强的养护剂，会导致部分有机磷失效从而降低循环冷却水处理的效果。而对于Cl-的控制则是为了避免设备受到严重的腐蚀效果，特备是很多不锈钢管道设备对于Cl-的反映十分敏感，必须进行有效的监督和控制；4、泥垢，尽管多种循环水处理工艺都对水中的微生物进行了清理，但是如果满足适当的生长条件，微生物还是会大量的生长，而且卫生的繁衍过程及其迅速。微生物的生长造成的危害特别的大，主要是其生理活动造成的粘泥，如果不加以控制，生物粘泥的处理将非常的麻烦，因此提高对水质中微生物的检测也是非常重要的，是日常管理的核心环节。

3、浓缩倍数与补水（我厂现在是高浓倍运行>8，说明节水及水质质量控制，着重实际生产，少一些理论最好）

循环水的含盐量与补给水含盐量之比为浓缩倍数。这是循环水处理中的一个重要的技术经济指标。控制方法是严禁任意排水，乱接水管，使系统密闭循环。发现漏水及时处理。设计浓缩倍数3.0，在使用初期，热负荷偏低时难以达到，控制在设计指标（浓缩倍数为3.0）。随着系统逐步正常使用，浓度倍数逐步提高达到设计能力时浓缩倍数可达4.0-5.0倍。循环水浓缩倍数即是水质指标也是经济指标，为此我们根据水系统的水量平衡计算出了补水量，即补水量=蒸发量+全排污量。排污量=增发量/（浓缩倍数-1），以上公式我们能够看出，适当的提高浓缩倍数能够减少排污量，这也是循环水处理工艺管理的重点。

结语：

循环冷却水处理的工艺有多重，但是对于水质的处理的目的是一样的，都是为了减少对循环水处理系统设备的危害，提高对水的利用，我们总结了不同的循环冷却水处理工艺以及其应用范围，并对循环冷却水处理工艺日常管理的重点进行了分析，希望能够对该类水处理工艺及其应用提供帮助。

参考文献：

[1]刘怀胜.钢铁企业循环冷却水处理技术的研究[J].四川冶金，2006，01：33-36.

[2]王凤宁，霍玉龙.循环冷却水处理存在的问题及处理措施[J].城镇供水，2011，02：68-71.

冷却循环水篇4

1.1改造前的冷却水系统

改造前冷却水系统全部采用水库的水直流供水或以水库为冷却水池循环供水。供水通过地下水泵房8台循环水供水泵将水库水输送到供水闸门井，再通过两根供水母管供给8台汽轮发电机组冷却用水；回水是通过两根回水母管回至明渠，再用10台排水泵将明渠回水送回到水库。在灌溉期，当农灌用水等于或大于A发电公司的直流冷却水量时，排水经排水明渠排往下游农灌水渠。当农灌用水小于A发电公司的直流冷却水量时，排水经排水明渠部分排往下游农灌水渠，部分排往排水泵房，由排水升压泵送回水库循环利用。非灌溉期，全部冷却水经排水明渠排往排水泵房，由排水升压泵送回水库循环利用。

1.2存在的主要问题

原有的进排水系统路径长，进水隧道及管路长约3.5km，排水明渠长5km，已经运行30多年，系统漏损水量较大。特别是5km的排水明渠，蒸发及渗漏损失均很大，导致A发电公司的耗水量远比正常发电用的耗水量大，既浪费了可贵的水资源，又增加了该公司的水费负担。近年随着国家用水政策的变化，水价不断上涨，公司支付的水费也不断上涨。

1.3改造方案

改造后的循环供水系统主要包括一个补给水泵房、两个循环水泵房和两个冷水塔。补给水泵房是在原地下水泵房基础上改造而成，将原来的8台循环水供水泵改造为4台补给水泵，重新敷设两根DN1200补给水母管，废除原来的两根供水母管、明渠及10台排水泵。两个循环水泵房和两个冷水塔均为新建项目，并在每个循环水泵房内分别安装两台轴流式循环水泵。改造后的循环水系统运行方式，由补给水泵房4台补给水泵，通过两根补给水母管，分别作为两个冷水塔的补充水源、5～8号机夏季参混水水源及至1～4号机的DN800补水管。1号循环水泵房向1号循环水母管供水，该母管主要向每台机的1号凝汽器及8号机2号凝汽器供水。2号循环水泵房向2号循环水母管供水，该母管主要向除8号外的每台机的2号凝汽器及8号机3号凝汽器供水。各机组循环水回水，1～4号机回至#1冷水塔；5～8号机回至#2冷水塔。为保证20MW机组夏季冷却水需求，在5～8号机侧新装两台兑水泵，以便在循环水温度过高时使用。

2冷却水系统改造后的经济效益分析

2.1耗水量及水费

A发电公司共安装8台汽轮发电机组，装机容量为1250MW。以项目确定前的2003年为例，则全年机组的利用小时数平均为5547.41小时，全年缴纳水费4217万元，按单价为0.52元/m3计算，相当于耗水量8109.615×104m3。冷却水系统改造后，实测补水流量为0.97m3/s，折合全年（按365天，每天24小时计算）耗水量为3058.99×104m3，按单价为0.52元/m3计算，全年水费为1590万元。与2003年相比节约水费2627万元。

2.2冷却水系统电耗

以项目确定前的2003年为例，全年取排水泵及5号机组循环水泵合计用电量为9456×104kWh，排水站发电量为894.06×104kWh，冷却水系统实际用电8562×104kWh。系统改造后，转三台循环水泵时实测循环水泵耗电量8160kWh/h，补水泵耗电量为110kW/h，转4台循环水泵时实测循环水泵耗电量11640kWh/h，补水泵耗电量为110kW/h，按设计每年5个月4台循环水泵运行，7个月3台循环水泵运行，则改造后每年耗电量为8522×104kWh，改造后每年用电量与2003年相比减少40×104kWh，按税后上网电价0.19689元/kWh计算，每年节约电费7.8万元。

2.3对煤耗的影响

冷却水系统改造后，按2～8号7台机组年利用小时5500小时计算，在凝汽器端差与2003年保持一致的情况下，在设计工况下7台机组年增加标准煤耗量20607t。标准煤价按2003年的278元/t计算，则改造后每年增加煤耗费用573万元。

3结束语

冷却水系统改造后，按2～8号7台机组年利用5500小时、水塔全年运行考虑，实际测试全年耗水3058.99×104m3，耗电量为8522×104kWh，年增加标准煤耗量20607t。2003年交纳水费4217万元，水费单价为0.52元/m3，冷却水系统实际用电量为8562×104kWh，税后上网电价为0.19689元/kWh，标准煤价278元/t。以此为基准，冷却水系统改造后，理论计算每年节约水费3033万元，节约电费7.8万元，增加煤费用843万元，三项合计每年节约开支2198万元。实际测试每年节约水费2627万元，节约电费7.8万元，增加煤费用573万元，三项合计每年节约2061万元。理论计算与实际测试机组耗水量偏差较大的主要原因是现有的冷却水系统及运行方式不合理，对现行冷却水系统及运行方式进行改造，具有显著的经济效益。冷却水系统改造后，不再向厂外排放工业用水，有效地保护了水资源，具有显著的社会效益。

冷却循环水篇5

关键词：真空；冷凝；过滤；节能减排

中图分类号：TP391 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2013）35-8128-02

Key words： vacuum； condensation； filtration； energy conservation

1 真空回潮机简介

1.1结构

如图1所示，真空回潮机由回潮箱1、真空系统（由4、6、8、9及相关管道、仪表、执行器件组成）、加潮系统Ⅰ、液压系统、冷却水循环系统（由2、5、7、10、11、12、13、14等组成）、气动系统、单机电控系统等组成。

1.2原理

真空回潮机是利用真空泵抽吸回潮箱内的空气，使箱内达到预定的真空度，然后由加潮系统将水蒸气和水混合后以低压湿蒸汽的形式输入箱内，被烟叶吸收而回软。

冷却水循环系统在此过程起的作用是：由位于多个真空泵之间的冷凝器将蒸汽冷凝，得到更高的真空度，且减少蒸汽使用量。

其工作流程如下：

2 设备现状及存在问题

真空回潮机在使用一段时间后，出现

1）真空度不稳定甚至达不到真空度要求；2）物料出口水分偏小；

以上现象存在并有差距逐渐拉大的趋势。这样，不利于真空回潮机工艺任务的实现。

3 原因分析

造成真空度不稳定甚至达不到真空度要求，物料出口水分偏小的原因，推断有以下几点：

1）蒸汽压力偏低及压力波动，蒸汽含水量过多：蒸汽压力偏低及压力波动对真空泵的能力有较大影响，因此蒸汽压力不应低于要求的工作压力；而压力波动会引起真空泵性能不稳定。蒸气含水量过大将导致各流量下真空度的波动，造成泵的工作不稳定。

2）蒸汽喷射泵喷嘴磨损或堵塞：蒸汽喷嘴的磨损或堵塞将影响抽真空效果。

3）真空箱体门密封圈密封不好、气动阀不到位、管路连接处或阀类器件损坏而造成的微小泄漏；

以上因素引起的泄露将直接影响到抽真空过程。

4）冷却水水质较差，影响热交换性能，使蒸汽难于冷凝，从而影响真空度；

5）冷却水供水量不足或温度太高：进入冷凝器的冷却水量不足，会使冷凝器中排气温度上升，从而使未冷凝的蒸汽量增多，使下一级蒸汽喷射泵被抽的混合物量增加，导致其吸入压强上升，真空泵能力下降。并且冷却水水温越高，耗用的蒸汽量越多。

4 现象排查

1）对于原因分析中的1：检查气源压力表示数大于0.8Mpa，且示数稳定，未有压力波动；真空回潮入口蒸汽管路疏水良好，是干度较高的工作蒸汽。

2）对于2：检查喷嘴，未出现磨损或堵塞现象。

3）对于3：结果为箱体密封和管路无泄漏、各阀类器件均正常。

4）对于4：将冷凝水循环系统内的冷凝水放干净，人工清理循环水池，重新注入纯净的软化水。经过试机，真空度仍然上不去。

5）对于5：在对进水管道阀类器件法兰端拆卸后，发现存在锈皮、焊渣等杂物。而清理干净后，真空度达到要求，且物料出口水分正常。

因此，判断出，管道堵塞，冷凝水水量不足是造成真空度不达标、蒸汽量消耗增多的原因。

为防止此类问题再次发生，需对冷却水循环系统进行改造。

5 改进措施及方案优点

5.1改进措施

5.2方案优点

1）进水管道加装过滤器，用来消除冷却水中的杂质，使进入冷凝器中冷却水量充足，降低冷凝器的排气温度，减少未冷凝的蒸汽量，实现真空度要求。并在过滤器下方加装蝶阀，便于拆卸清理滤筒。

2）增加自循环水系统，并附加温度检测仪。自循环水系统即：水池循环水系统。当温度超过32°以上，水池循环水系统的水泵自动开启，进入自循环，便于循环水热量能够排出。

3）水箱底部开排污口。定期打开水箱底部排污阀排除水箱底部污垢，便于水箱水泵的正常工作。同时，对水箱进行清洗，保证水质清洁。

6 效果与总结

经过实地改进，并跟踪检测，此项改造取得了良好效果，具体体现在：

冷却水供量充足，冷凝器不再发热，真空度稳定且达到要求；蒸汽的渗透性和烟叶的吸湿性增强，回潮速度快且效果好，保证了工艺质量；如表1所示。

表1

[＼&改造前（平均）＼&改造后（平均）＼&最低真空度＼&0.67Kpa＼&0.49Kpa＼&冷却水进水最高温度＼&33.7°＼&31.1°＼&出口水分＼&12.24%＼&13.66%＼&]

2）冷却水温度降低，使真空泵负荷降低，减少了抽真空所耗用的蒸汽量，一定程度上降低了能耗，为企业的节能减排做出了贡献。

参考文献：

[1] 徐灏.新编机械设计师手册[M].北京：机械工业出版社，1995：368.

[2] 电机工程手册编委委员会.机械工程手册[M].北京：机械工业出版社，1982.

[3] 水蒸气喷射真空泵[M].北京：机械工业出版社，1997.

冷却循环水篇6

【关键词】高炉软水密闭循环冷却系统；检漏；破坏原因

前言

高炉软水密闭循环冷却系统是当前国内外较为广泛使用的一种高炉冷却设备，利用软水循环进行冷却可以有效清除结垢，冷却效果良好，可以有效满足提高高炉使用寿命和冷却设备的使用寿命。然而，如果该系统出现泄漏或者由于局部过热而出现气塞现象而发现得又不够及时的时候，通常容易造成冷却设施破损程度加大，同时会影响高炉的寿命和生产能力，造成经济损失和安全隐患。因此，人们进一步研究并发展出了高炉软水密闭循环系统的检漏技术。

1 冷却系统水流特征

高炉软水密闭循环系统在结构上可以看做是将一定数量的阻损条件相同的管道并联到两个等压位之间，在正常条件下，每个管道的入口流量相同，但是一旦某个管道出现泄漏或者气塞是就会出现异常现象。当某一管道发生气塞时，该管道入口流量将会大幅减少，而且流量大小和气塞程度成正比，气塞的阻力足够大时会出现管道断水显现，即该入口的流量降为零。如果不能及时检测到这种情况并且进行处理，就会造成设备损坏，发生泄漏事故，可以说，气塞故障是设备设备出现烧坏和泄漏的根本原因。而当管道发生泄漏故障时，管道入口的流量就会大幅增加，并且出口流量大幅降低。在漏阻一定的条件下，出、入口水流量的变化也会随着泄漏点位置的改变而不同。试验结果显示，泄漏点越往下游，入口流量增加越快，而出口流量减少越慢。泄漏点位置保持不变的条件下，烧坏情况越严重，漏阻越小，出、入口水流量的减小都会更加明显，相反，漏阻越大，出、入口水流量的变化越小。另外，高炉内的压力或者是热风压力也会对泄漏事故造成很大影响。炉压减小则泄漏量增大，炉压为零时泄漏量就会出现明显增加，并且泄漏量会随着泄漏位置的下移和炉压的降低变化幅度出现增大的趋势。因此，当系统出现泄漏并且需要进行休风处理时应当关闭泄漏管道或者是降低水压，减少泄漏到高炉内的水流量，否则会造成泄漏流量大幅增加，给高炉的生产和安全性带来极大威胁。

2 检测探头和显示仪器

专用的检测探头内设有一微型铂热电阻片用来测量温度。由于理论上尚且很难做到准确确定管道中的平均流速点，但是满流的管道中流速关于管周线对称，所以采取在同一截面直径上取两个平均流速点的方法，并将毕托管改为匀速毕托管，从而得到管道内流量的理论公式。这种探头称为复合式探头，其有几个明显优点，简单、高效、稳定，有比较高的测量精度和重现性，并且抗热和抗电磁干扰的能力很强，阻力好，环境适应性强。同时由探头检测出的信号为热电阻信号和压差信号，经过转换器转换成标准电信号后可以用显示仪显示出相关数据以表示出测定结果，这种显示仪器称为智能型数码显示流量温度仪，其显示结果一般每个三十秒进行一次循环显示。

3 便携式检漏

出于节省资金的目的，可以采用一种比较简便的测漏方法。在软水冷却系统的每根管道的入口和出口处各安装上便携式检漏仪的检测探头插入孔，在需要检漏的时候直接将探头插入插入孔，然后检测入口和出口的水流量，根据两端水流量的差值就可以确认相关的故障。经过逐段检测就可以确定管道泄漏的位置。通常情况下高炉炉身中上部的冷却壁并不容易发生破损，只是炉身下半部的冷却壁容易出现烧坏，所以仅需要对管道的入口水流量进行检测就可以找到故障管道。当管道的水流量出现明显的增加或者减少的情况就能认为是出现泄漏或者是气塞故障，需要及时进行处理。当管道的水流量与平均值相差不大时可以认为该管道运行正常，不需要再对出、入口处的水流量检测以简化操作。通常情况下大部分管道的入口水流量是基本相等，但是会有小部分管道的入口水流量稍小，这是正常情况，这是由于每根管道的阀门的开放程度是不同的。

这种便携式的检测方法简单实用，方法科学有效，能够很好地进行系统检漏的工作，是新技术开发的基础，也推动了增加高炉服役期限的技术的开发。然而，由于高炉规模比较大，冷却系统的管道数量比较多，这种便携式的检测方式就会显得效率低下，因此结合计算机技术进行大规模自动检测已经成为一种趋势。与计算机相结合既可以节省劳动力，而且自动化程度高，能够自动记录数据形成数据表、图表以及各种曲线图等，能够为更多的检测和预测方法提供可能。

4 高炉冷却壁的破损分析

通常高炉冷却壁有四种破损情况，侵蚀磨损：冷却壁被侵蚀或者镶嵌在冷却壁上的耐火材料出现侵蚀或者磨损而变薄；出、入管道剪切：由于管道和炉身之间采用刚性连接方式，因而容易在较大压力下被剪断；裂纹：冷却壁的热面出现纵横向的裂纹甚至是管道断裂；整体脱落。破损一般有以下几个方面的原因：

（1）金相组织发生改变和热应力的影响。当冷却壁长期出现热面温度高于铸铁工作温度允许范围以上时，铸铁的金相容易发生改变从而破坏铸铁的力学性能。而当铸铁两面温差较大时会在铸铁内部产生热应力，热应力超过铸铁的抗拉强度就会将受拉区拉出裂纹甚至是管道破裂而出现漏水事故。

（2）镶嵌方式不合理。通常在进行冷却壁铸造时会将耐火砖一起铸造进去，这样耐火砖和冷却中的铸铁之间会出现应力集中，因而不适宜采用一同铸造的方式，而应该先进行铸造然后再镶嵌耐火砖。

（3）管道早铸造过程中出现管壁渗碳，这是管道发生破坏的主因。渗入碳以后管道表面会生成碳化铁，熔化后和铸铁基体连在一起后使铸铁变脆，力学性能降低，容易使管道出现裂纹和变形，从而致使管道漏水。

（4）结构安装不合理。冷却壁的进水管和出水管与炉身的连接方式均为刚性连接，将保护套与炉皮之间焊接，而在冷却壁内来铸造保护套管。如果冷却壁的伸缩变形和挠度比较大，保护套管就会被拉开，从而进水管也会从根部被拉断掉。冷却水管的断裂会导致对冷却壁的供水不足或者是断水，从而造成冷却壁烧坏。

5 结束语

综上所述，造成高炉软水密闭循环系统气塞和泄漏的原因是多种多样的，当前其检测手段已经从传统的需要大量人工进行检测的方式发展为主要依靠计算机进行智能化的检测和预测、警报等一体化的检测系统，其具体检测方法和指标也越来越多样化。

参考文献：

[1]任贵河，周文胜.高炉软水密闭循环系统冷却壁破损检查[J].新疆钢铁， 2012（03）.

[2]纪彦章.软水密闭循环冷却系统及应用[J].给水排水技术动态，1996（01）.

冷却循环水篇7

关键词：核电站 循环冷却水 地连墙 防波堤 中隔堤 护岸

1　工程特点及组成

岭澳核电站毗邻已建的大亚湾核电站东侧约1 km的岭澳村，共分两期，总规划容量为4×1000 MW。一期工程为2台1000 MW压水堆核电机组，排水量95 m3/s。两期完成后4台机组排水量共220 m3/s(其中考虑厂区洪水量30 m3/s)，加上大亚湾核电站，系统总排水量为315 m3/s 。大亚湾核电站建造时没有考虑后续工程，且大亚湾核电站的循环冷却水和低放射性排水流经岭澳核电站的取水前沿海域。而大亚湾海域属于弱潮流海区，两厂址附近海域为潮流辐聚辐散处。因此岭澳核电站的循环冷却水取排系统设计具有下面的特点和要求： ①设计须同时考虑两期工程的取排水需求； ②由于厂址区域潮流特点，岭澳增加的220 m3/s流量不能影响大亚湾的取水条件，以确保大亚湾核电站的安全、经济、满功率发电的运行要求； ③大亚湾核电站的温排水通过岭澳核电站取水口前沿时，岭澳核电站的取水水温、流速、水面波动均要满足设计要求。岭澳核电站的取排水设计要考虑防渗隔热要求。取排水系统主要由防波堤、中隔堤、取排水交叉渡槽、护岸等构筑物形成的取水渠道和排水渠道组成。

2　设计标准

(1)核岛重要生水（用于核反应堆设备的循环冷却水）的设计水位(根据核电厂安全导则确定)：设计高水位(10%超越天文潮高潮位+可能最大风暴潮增水)等于+6.35 m 珠江口海平面标高(PRD)；设计低水位（10%超越天文潮低潮位+可能最大风暴潮减水+安全裕度）等于-3.50 mPRD。

(2)常规岛循环冷却水设计水位：设计高潮位(百年一遇高潮位)等于2.89 mPRD；设计低水位（百年一遇低潮位）等于-2.18 mPRD。

(3)核岛循环冷却水设计水温：设计基准水温30.8 ℃；设计最高水温34.5 ℃；设计最低水温11.0 ℃。

(4)常规岛循环冷却水设计水温：设计基准水温23.0 ℃；设计最高水温33.0 ℃。

(5)其它要求：①满足泵房前池水面波动不大于0.3 m的要求，以保证有一个很好的流态； ②为防止漂浮物及鱼类进入渠道，取水头部处流速接近海流流速，理论断面处（相应百年一遇低水位条件下，取水头部入口处的过水断面）渠道平均流速不大于0.2 m/s。

3　循环冷却水取排系统的平面布置原则

滨海核电站的循环冷却水取排系统属于大型海域工程，结合岭澳核电站工地的现场情况，在循环冷却水取排系统的设计上主要遵循下列原则：

（1）平面布置应以核电站总体规划为基础，结合当地的风、浪、流、泥沙（风和浪影响各构筑物结构的安全设计标准，海流影响取水头部与排水口的平面布置，泥沙含量影响循环冷却水取排系统的设计流速）等自然条件，远近结合，统筹兼顾，与陆域设计协调，充分体现技术先进、安全可靠的设计指导思想。

（2）布置方案的重点应放在如何减少两座核电站的温排水对取水温升的影响问题上。取排水口、取排水渠道的位置、型式、朝向应以循环冷却水模型试验、局部整体模型试验和泥沙淤积分析为根据，合理布局，满足取排水工艺要求，有利于安全使用。

（3）进水渠的长周期波动对循环水联合泵站的安全不能造成影响。

（4）因为核电站排洪沟的水直接排入循环冷却水的排水渠中，为了不影响已经投产的大亚湾核电站的安全运行，所以设计时需保证在百年一遇高潮位+2.89 mPRD 和百年一遇洪水相叠加时，排水渠涌高不超过大亚湾核电站的排水虹吸井的自由流水位+3.15 mPRD。

（5）因交叉渡槽位于大亚湾核电站的排水口位置，所以无论采用陆上施工还是水上施工，交叉渡槽的施工应对大亚湾核电站的排水影响最小。

按照以上的原则，岭澳核电站的取排水系统选取了西取东排的方式，即岭澳的取水放在厂区海域西侧，而排水将岭澳和大亚湾合二为一，经过岭澳取水口向东排放，取排水系统的平面布置见图1。

4　试验分析工作

4.1　循环冷却水取排系统方案试验研究

4.1.1　研究目的

图1　取排水系统平面布置

分析大亚湾核电站的温排水对岭澳核电站进水的影响，选择排水方案。在取排水总体布局确定后，通过优化试验确定排水渠的长度、排水方向、排水渠断面、流速以及4 ℃温升线分布图，提出最终方案，为工程设计及编写安全分析报告、环境影响报告提供依据。

4.1.2　研究手段

二维数值模拟计算，全潮整体物理模型试验，近区物理模型试验。

4.1.3　结论

推荐采用明渠西取、两核电站排水合并后向东排放的取排水布置方案。试验表明该方案两核电站的温排水对它们的取水口头部水温都不产生干扰，能有效利用潮流运动特性，将温排水扩散到较远的区域，取水温度低，对环境也有利。

4.2　取水头部与进水明渠波浪模型试验

4.2.1　试验目的

验证取水布置方案泵房前池的波浪扰动及取水流速是否满足要求，推荐取水口的合理布置方案。并通过取水头部进水明渠最终布置方案的长周期水面波动的试验研究，确定取水口防波堤和北导堤的最终长度，验证长周期波对厂区安全的影响。

4.2.2　主要结论

（1）无论在小风区南风向，还是东南风向百年一遇大浪作用下，泵房前池水面波动均小于0.3 m。

（2）取水头部底宽150 m时，4台机组同时运行，在百年一遇低潮位时，进水口的平均流速小于0.2 m/s。

（3）由于大亚湾防波堤绕射波的影响，在东南风向浪作用下，泵房前池水面存在明显的长周期波动，平均升降幅度为1.06 m。因此，在7 m高程的厂区护岸上需加筑1.2 m高的挡墙。

（4）取水口采用双堤是必要的。

5　排水渠设计方案优化

核电站的循环冷却水排水受到温度与低放射污染。这种温排水有可能通过排水渠两岸渗入或者将温度传入取水渠道和取水头部的附近海域，对循环冷却水的取水造成温度与低放射污染。所以排水系统的防渗隔热的问题是设计的重点，而解决此问题的关键在于排水建筑方案的选择。在初步设计阶段，综合考虑各种因素选用了箱涵方案。后经多次设计优化，最终采用了地连墙明渠方案，现分别对两种方案的优缺点给予介绍。

5.1　箱涵方案

箱涵方案的最大优点是防渗性能好，可以防止大亚湾的低放热水进入岭澳的取水明渠。如果低放热水进入取水明渠，会给核岛重要生水水泵及其它设备和相关系统带来低放污染，而且使核岛重要生水取水温度超过设计温度，将直接危及核反应堆及整个电厂的安全。但是，箱涵方案也存在下列问题：

（1）在设计高水位（+2.89 mPRD，百年一遇高潮位）时，不能满足大亚湾核电站排水口虹吸井的自由出流，须对其进行改造。

（2）从施工角度看，箱涵方案须有特大吨位的半潜驳预制。箱涵安装也须在水下进行，工期长，接头止水难度大，施工质量难以保证。

（3）箱涵须设计检修闸门和人孔，运行管理复杂。

5.2　地连墙明渠方案

地连墙明渠方案是一种设计创新，它打破常规的设计理论，在防波堤上设置了柔性地连墙。该方案的优点是增加了过水断面，降低了水位壅高，使最高设计水位不再对大亚湾核电站的排水虹吸井自由出流影响，在运行和检修方面也有很大的优越性。另外，由于柔性地连墙的防渗隔热效果较好，排水口又远离取水头部，所以排水口不需要做特殊的处理，可采用自由排放。这种方案也为干施工方案提供了可能性。地连墙明渠方案的技术难点：

（1）防波堤的波浪稳定性：在防波堤的设计理论上，堤心要求有较大的透水性，以减少波浪反射对坡面稳定的不利影响。而此方案在防波堤上设计了柔性地连墙，与防波堤设计原理是相反的。

（2）柔性地连墙的抗震强度与稳定性：防波堤抗震设计标准为Ⅱ类抗震物项设计，Ⅰ类抗震物项校核。柔性地连墙的作用是防渗，在地震工况下，其强度及稳定性是重点关注的问题。

（3）施工的可行性：防波堤上设置地连墙是首创，在含有大块石且空隙率很大的防波堤上挖槽、成孔、漏浆情况也无先例可以借鉴。

6　各构筑物的设计

6.1　防波堤

防波堤作为两座核电站的热水和低放废水的排水渠导流堤，防止热水和低放废水直接沿流程渗入大海；同时也用于保护中隔堤、厂区护岸、取排水交叉渡槽及联合泵房的安全，并保证联合泵房取水不受波浪影响。

防波堤采用柔性地连墙防渗，地连墙底标高-15.0 mPRD左右，顶标高4.7 mPRD，厚0.8m，位于防波堤内侧中部。根据陆上施工方案渗流及稳定模型试验论证，在施工期渗流量为0.020 1～0.131 4 m3/(d·m)。而根据干施工基坑抽干水后现场检查，柔性地连墙没有发现明显的渗水情况。在正常使用期间，由于排水渠内外水头差很小，所以渗流量会更小。

6.2　中隔堤

中隔堤位于防波堤和厂区护岸之间，与厂区护岸和防波堤一起共同组成取排水明渠，防止冷热水短路。并作为防浪墙的第二屏障，保证联合泵房取水不受波浪影响。

中隔堤整体设计要求在设计水位及校核水位下，各部位均稳定；在DBF水位（6.35 mPRD ，设计基准洪水位）下。中隔堤堤面允许有一定位移，但不丧失防浪隔热的基本功能。中隔堤及地连墙均为干式施工。

中隔堤的渗漏采用钢筋混凝土地连墙防渗，地连墙底标高-13.0 mPRD左右，顶标高为3 mPRD，厚0.6 m，设在中隔堤中部。地连墙根据地质条件打入粘土、粉质粘土或泥质粉砂岩中3 ～5 m，渗透系数很小，且排水渠内外水头差很小，故渗流量很小。

6.3　取排水交叉口渡槽设计

取排水交叉口渡槽采用支墩式渡槽结构，下层为岭澳核电站的取水渠道，上层为大亚湾核电站的温排水通道。渡槽总长为155.262 m，为双槽式，上层温排水通道的断面尺寸为21.8 m×8.5 m。

6.4　护岸设计

护岸是岭澳核电站的取水渠道的内边界，也是防浪的第三道屏障保护厂坪的安全。护岸的设计采用典型的块石斜坡堤，护面采用浆砌石，下设大块石棱体护脚，顶部设浆砌块石覆盖层。在堤心石内坡面设计反滤层，以避免因细颗粒的移动而造成厂区地坪的沉降。采用汽车在陆域向水域中推进的施工方式。

7　结语

冷却循环水篇8

关键词：风机变频PLC节能

中图分类号：TE08文献标识码： A

1.引言

冷却塔风机用于循环水系统，目的是将装置用的循环水降温后，达到生产装置用水标准。水处理三车间共有六台冷却塔风机，由于冷却塔风机主要目标就是达到给循环水冷却降温，而冷却塔的设计冷却能力是根据夏季最大冷却负荷要求设计，冷却塔风机的选型也依据于此，而在春秋冬三季，冷却需求减小，风机工作能力过剩。现在采用的是人工停风机的方法来减小多余工作能力，造成极大的电能浪费，而且风机常年只在工频下工作，对风机的机械结构也有一定的损伤。

目前风机监控系统主要用振动来监控风机运行状态，由于工作环境恶劣复杂，存在漏报误报问题，而风机传动轴和叶片断裂都没有监控，所以新增这方面的测量报警系统，达到减少事故和损失的目的。

2.系统介绍：

水处理三车间共有六台风机，此次轴流风机节能改造项目改造1#、3#风机，由工频风机改造为变频风机。具体包括：叶片故障监测、减速器油温和油位故障监测，电机电流故障监测，电机的变频节能控制，进、出水温度监测和PLC远程集中 控制系统。该系统可以根据循环水的进、出水温度自动或手动调节变频风机的转速，提高风机的工作效率，最大限度的实现节能。三车间系统整体布局图如图1所示。

［图1］三车间系统整体布局图

2.1 系统特点

2.1.1 独有的冷却塔风机叶片故障监测：当叶片由于隐性缺陷或疲劳或突发外力击打将要发生断裂而产生一定塑性变形时，系统在特定时间内发生远程声光报警，并可在设定时间内自动停机，避免断裂的叶片打坏其他叶片和相关设施。

2.1.2 减速器故障监测：

2.1.2.1 减速器油温监测：实时监测风机减速器内的油温，当因齿轮、轴承等主要承载件出现各种故障使油温高于预设阈值时，系统发出声光报警，并可以设定自动停机。

2.1.2.2 减速器油位监测：实时监测风机减速器内的油位，当减速器因故障使油过热碳化或漏油使油位低于设定阈值时，系统发出声光报警，并可以设定自动停机。

2.1.3 电机故障监测：当冷却塔系统工作转台参数异常变化或风机发生机械故障而造成电机负载突变时，电机电流会超限或发生明显变化，电流监控系统及时发出报警信号，并根据预设自动停机，防止事故发生。

2.1.4 变频节能控制：采用驱动变频调速方式调节风机输出流量，保证各种负荷下的冷却要求，并有效降低闲时风机负荷，延长风机工作寿命。系统采用2太变频器，分别控制2太风机调速，并根据当前的进、出水温度，自动启停风机数量和增减风机频率，在保证出水温度达标的前提下，达到最大限度的节能效果。

2.2 设备结构和工作原理

2.2.1 风机叶片故障监测原理：在与风机叶片平面安装一个非接触式传感器，在风机正常运行时，监测到相邻叶片的时间间隔是一个定值，当某个叶片发生损坏时，叶尖的变动幅度最大，会产生一个较大的时间间隔差，根据此原理，可以监测到风机叶片出现了故障。

2.2.2 传动轴故障监测原理：在减速箱端联轴器的两半联轴器的法兰外圆周面上各设置一个随联轴器一起旋转的同型号的信号发生器，两个信号发生器相距联轴器的法兰外圆1/4周长。在两半联轴器的法兰外圆周面靠近信号发生器处固定两个非接触式传感器（静止不动），两非接触式传感器的圆心也处于同一水平线上，且两圆心的连线平行于传动轴的轴线，并分别对应于两个信号发生器，利用监测两信号传感器的时间差来判断故障发生的趋势。

2.2.3 减速器监测原理：利用减速器的油温和油位两个参数对减速器进行故障监测。当因齿轮、轴承等主要承载件出现各种故障使油温会高于预设值，同时当减速器因故障使油过热碳化或漏油使油位低于设定阈值时，表明减速器存在故障，提醒工作人员进行检修。

2.2.4 电机故障监测原理：当冷却塔系统工作状态参数异常变化或风机发生机械故障时，会造成电机负载突变时，电机电流会超限或发生明显变化，此时，系统会发生报警，提示工作人员查看。

3.控制策略

2台改造的变频风机的实时信号分别传送至PLC控制系统中，PLC系统是西门子公司的S7-200，通过MicroWIN STEP7编程软件组态控制程序，上位监控软件为力控监控软件。采用RS-485通讯连接。PLC控制风机启停程序流程图如图2所示。

［图2］PLC控制风机启停程序流程图

上位监控系统画面如下图3所示，监控界面显示当前回水温度、供水温度、变频风机油温、变频风机油位和电机电流；通过设定适当的报警值后，该监控界面会对油温、油位、叶片和变频故障进行实时监控。当某一处出现异常时，监控界面会在相应的监控位置出现红色报警指示，蜂鸣器会发生声音报警，提示工作人员采取相应的措施应对。

［图3］风机监控画面

4.改造中的问题

从控制策略中可以看出，循环水进、出口温度及变频风机的油温信号都需要引入PLC系统参与控制，为此改造新增循环水回水温度仪表，直接引入PLC系统。其余三个温度信号需要从原有温度仪表引出。因原循环水出口温度仪表接收的是热电阻温度信号，而PLC模块接收的是4-20mA模拟信号，同时工艺要求在原有仪表盘上仍要显示该温度。为此，在原仪表盘后新增温度变送器及配电器实现该功能。变频风机的油温直接从四参数风机监控器输出。

下图4为原仪表盘新增架装仪表接线示意图。

［图4］仪表盘接线示意图

5.结束语