時(shí)間：2023-03-01 16:21:03
導(dǎo)語：在循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的撰寫旅程中，學(xué)習(xí)并吸收他人佳作的精髓是一條寶貴的路徑，好期刊匯集了九篇優(yōu)秀范文，愿這些內(nèi)容能夠啟發(fā)您的創(chuàng)作靈感，引領(lǐng)您探索更多的創(chuàng)作可能。
關(guān)鍵詞：空分設(shè)備；循環(huán)冷卻水系統(tǒng)；創(chuàng)新設(shè)計(jì)；節(jié)能降耗
大型空分設(shè)備用戶是能源消耗大戶，蘊(yùn)藏著巨大的節(jié)能潛力，其主要關(guān)鍵設(shè)備的節(jié)能技術(shù)已不斷取得發(fā)展，而循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的節(jié)能優(yōu)化，空分行業(yè)對(duì)此研究較少。近年來，杭氧對(duì)空分項(xiàng)目的循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的節(jié)能從理論到實(shí)踐進(jìn)行了全面、系統(tǒng)的研究，認(rèn)為空分項(xiàng)目的循環(huán)冷卻水泵的揚(yáng)程余量太大（大部分揚(yáng)程為45～60m，而實(shí)際只需30～35m），余量達(dá)到29%～71%，因此僅合理配置水泵揚(yáng)程，平均就有30%左右的節(jié)能空間；同時(shí)，由于冷卻水流量安全系數(shù)重復(fù)考慮，造成確定的水泵流量不合理，雖然換熱設(shè)備冷卻水供、回水溫差設(shè)計(jì)值為8～10℃，但實(shí)際運(yùn)行時(shí)溫差大多為4～6℃，有的更小。盡管有些企業(yè)已經(jīng)實(shí)施了一些節(jié)能改造，但大多從表象出發(fā)，沒有抓住本質(zhì)，盲目性大，因而節(jié)能不徹底，效果欠佳?？辗猪?xiàng)目的循環(huán)冷卻水系統(tǒng)龐大，其節(jié)能空間相當(dāng)可觀。循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的節(jié)能工作，需要?jiǎng)?chuàng)新設(shè)計(jì)，只有在正確、系統(tǒng)的理論指導(dǎo)下，從設(shè)計(jì)源頭入手，才能少走彎路。
1傳統(tǒng)循環(huán)冷卻水系統(tǒng)設(shè)計(jì)和運(yùn)行中存在的問題
1.1盲目選擇水泵揚(yáng)程。長期以來，空分行業(yè)以產(chǎn)品技術(shù)附件中的“供水壓力0.4MPa，回水壓力0.25MPa”等內(nèi)容為依據(jù)來確定循環(huán)冷卻水泵的揚(yáng)程，大部分選45～60m。理論上，這個(gè)做法是一大誤區(qū)，水泵揚(yáng)程的確定應(yīng)根據(jù)流體力學(xué)基本原理對(duì)具體的工程進(jìn)行詳細(xì)水力分析計(jì)算后確定。實(shí)際上，這樣確定的水泵揚(yáng)程余量太大，表現(xiàn)為：如果所配電機(jī)功率比較小，則管路上的閥門就不能完全打開（一般只能開30%），需要人為增加阻力損失才能安全運(yùn)行；如果所配電機(jī)功率比較大，水泵就會(huì)在超大流量工況下運(yùn)行，不僅水泵效率低，而且易產(chǎn)生葉輪汽蝕、噪聲大、振動(dòng)大等不利安全運(yùn)行的問題，同時(shí)，如果超額的流量對(duì)傳熱影響不大，本身就是浪費(fèi)?？傊?，盲目確定水泵揚(yáng)程，既浪費(fèi)投資又使運(yùn)行能耗增高。1.2缺少必要的水力分析計(jì)算。除了水泵揚(yáng)程的選擇缺少必要的水力分析計(jì)算外，各換熱設(shè)備支路也沒有經(jīng)過水力平衡分析設(shè)計(jì)，阻力損失小的支路實(shí)際流量大大超過設(shè)計(jì)流量，造成流量浪費(fèi)；阻力損失大的支路實(shí)際流量小于設(shè)計(jì)流量，造成冷卻效果不理想，這時(shí)只能通過關(guān)小阻力損失小的支路上的閥門，提高整個(gè)系統(tǒng)的阻力，來調(diào)節(jié)流量平衡。如果某個(gè)支路的阻力損失特別大，這種做法就更不合理。而且，如果沒有經(jīng)過必要的水力分析計(jì)算，循環(huán)冷卻水供水干管在空冷塔位置的壓力就沒有數(shù)據(jù)，空冷塔常溫水泵和冷卻水泵的揚(yáng)程確定必然盲目，要么過高，要么過低。如果循環(huán)冷卻水系統(tǒng)變流量運(yùn)行，更會(huì)出現(xiàn)這種情況。1.3不恰當(dāng)?shù)貞?yīng)用變頻調(diào)速技術(shù)。先盲目增加水泵揚(yáng)程或流量的余量，再增設(shè)變頻調(diào)速裝置，將揚(yáng)程或流量降下來。這種做法不可?。翰粌H要增加一大筆投資，而且水泵不可能在高效區(qū)工作，變頻系統(tǒng)本身也有一定的能量損失，附屬裝置增加，故障率和維修量均增大。應(yīng)用變頻調(diào)速技術(shù)的目的是在變工況時(shí)調(diào)節(jié)流量。一臺(tái)工頻泵和一臺(tái)變頻泵聯(lián)合工作，當(dāng)變頻泵改變流量時(shí)，工頻泵的流量朝與其相反的方向改變，不能充分發(fā)揮變頻調(diào)速的作用。同時(shí)變頻泵不可能頻率降得很低，否則，變頻泵提供的壓力比工頻泵的低得多，變頻泵就泵送不了水。1.4對(duì)變頻調(diào)速系統(tǒng)盲目采用壓力自動(dòng)控制。在市政供水和采暖空調(diào)供水系統(tǒng)中，當(dāng)流量改變時(shí)常采用壓力自動(dòng)控制方式，有其具體原因。而盲目地將這種壓力自動(dòng)控制方式應(yīng)用到空分項(xiàng)目，就會(huì)人為增加系統(tǒng)阻力，不利節(jié)能。1.5為達(dá)到運(yùn)行工藝要求人為增大阻力損失。受產(chǎn)品技術(shù)附件中“供水壓力0.45MPa，回水壓力0.25MPa”等內(nèi)容的影響，很多用戶都認(rèn)為“只要壓力上去就好”“只要水回得去就好”，一旦回水壓力低，水回不去，就去關(guān)小回水管閥門。這是運(yùn)行中的一大誤區(qū)。循環(huán)水泵供水的目的是供給換熱設(shè)備冷卻水流量而不是壓力，應(yīng)該是流量達(dá)到要求就好。對(duì)一個(gè)水力性能可調(diào)系統(tǒng)，流量與壓力沒有直接關(guān)系，而換熱設(shè)備進(jìn)、出口壓差與該設(shè)備的流量有直接對(duì)應(yīng)關(guān)系（換熱設(shè)備水力性能已固定），設(shè)計(jì)和運(yùn)行時(shí)希望系統(tǒng)閥門全開，各點(diǎn)的壓力最低，而流量恰好滿足要求。1.6不合理確定水泵流量。確定水泵流量的各環(huán)節(jié)都考慮安全系數(shù)，造成重復(fù)考慮；工程設(shè)計(jì)時(shí)沒有確切的換熱設(shè)備水流量作為依據(jù)，更沒有相應(yīng)的水阻力損失可參考，得出的總流量是個(gè)大概數(shù)，因此多數(shù)情況下所配水泵流量遠(yuǎn)大于換熱設(shè)備的設(shè)計(jì)流量，水泵揚(yáng)程偏高使實(shí)際運(yùn)行流量進(jìn)一步增大。實(shí)際運(yùn)行中又認(rèn)為流量大總是好的，流量大可以使壓縮機(jī)級(jí)間冷卻器的空氣溫度降得更低，可以降低壓縮機(jī)的功耗。這些都造成水泵流量確定不合理，使大流量、小溫差運(yùn)行成為一種習(xí)慣。1.7通過關(guān)小水泵進(jìn)水管閥門來調(diào)節(jié)水流量。大流量運(yùn)行對(duì)水泵節(jié)能和運(yùn)行不利，所以有的企業(yè)采用關(guān)小水泵進(jìn)水管閥門的辦法。這種方法操作快，節(jié)能效果明顯。但是，增加水泵進(jìn)水管阻力，很容易使葉輪汽蝕，進(jìn)而使水泵運(yùn)行效率降低、振動(dòng)大、噪聲大等。1.8不考慮實(shí)際濕球溫度，冷卻塔出水溫度一律定為32℃如青海省西寧市的夏季空氣調(diào)節(jié)室外計(jì)算濕球溫度只有16.6℃，而冷卻塔的進(jìn)、出水溫度依然設(shè)定為42、32℃。本來可以充分利用氣候條件，有效降低壓縮機(jī)能耗，卻被不合理的設(shè)計(jì)人為抹殺。
2通過創(chuàng)新設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)先天節(jié)能
循環(huán)冷卻水系統(tǒng)節(jié)能改造已形成一個(gè)產(chǎn)業(yè)，改造規(guī)模大且節(jié)能效果明顯。空分行業(yè)傳統(tǒng)地以“供水壓力0.4MPa，回水壓力0.25MPa”、《氧氣站設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50030—2013）標(biāo)準(zhǔn)要求壓縮機(jī)等設(shè)備用冷卻水水壓宜為0.15～0.50MPa等為依據(jù)確定循環(huán)水泵揚(yáng)程，已不能適應(yīng)節(jié)能減排、企業(yè)增收節(jié)支的需要，設(shè)計(jì)方法要?jiǎng)?chuàng)新。2.1合理確定水泵流量。首先要合理確定設(shè)計(jì)工況時(shí)的冷卻水流量，即夏季裝置滿負(fù)荷運(yùn)行時(shí)所需冷卻水流量。冷卻水流量大小影響水泵與壓縮機(jī)、汽輪機(jī)的綜合能耗，冷卻水流量大，對(duì)降低壓縮機(jī)、汽輪機(jī)能耗有利，而對(duì)降低水泵能耗不利；反之，則對(duì)降低壓縮機(jī)、汽輪機(jī)能耗不利，而對(duì)降低水泵能耗有利。因此，需要確定一個(gè)使壓縮機(jī)、汽輪機(jī)能耗與水泵能耗之和最小的合理流量。根據(jù)傳熱學(xué)傳熱系數(shù)公式可以看出，在放熱側(cè)的傳熱系數(shù)一定的情況下，在水流速比較小時(shí)，換熱器的總傳熱系數(shù)隨水流速增大明顯增大，但當(dāng)水流速增大到一定程度以后，傳熱系數(shù)就基本不變。因此，流量大到一定程度后，再增大流量，只會(huì)增加水泵能耗，不會(huì)降低壓縮機(jī)、汽輪機(jī)能耗，這部分流量完全浪費(fèi)。而處于對(duì)總傳熱系數(shù)有影響的流量范圍，杭州杭氧制氧機(jī)研究所有限公司已有初步研究結(jié)論：加大流量后，水泵增加的能耗比壓縮機(jī)減少的能耗多；并建議供、回水溫差在8～10℃運(yùn)行比較合理，水泵流量安全系數(shù)的選擇由工程設(shè)計(jì)統(tǒng)一考慮，其他環(huán)節(jié)不考慮。2.2科學(xué)確定水泵揚(yáng)程。在合理確定水泵流量的基礎(chǔ)上，科學(xué)確定水泵揚(yáng)程。即先合理布置總圖，綜合考慮投資與運(yùn)行費(fèi)用、操作與維修便利性等因素，合理設(shè)計(jì)管路系統(tǒng)，經(jīng)反復(fù)驗(yàn)算，力求各環(huán)路水力平衡、總體阻力損失最小。再計(jì)算最不利環(huán)路所有局部、沿程阻力損失和凈揚(yáng)水高度（循環(huán)水池液面至冷卻塔噴頭的高度差），作為確定水泵揚(yáng)程的依據(jù)（對(duì)個(gè)別阻力特別大的換熱設(shè)備支路要單獨(dú)考慮增壓）；并根據(jù)伯努利能量方程計(jì)算出供水干管在水冷塔、空冷塔位置的壓力，作為空冷塔選取增壓泵和判斷水冷塔能否直接供水的依據(jù)。由上述2點(diǎn)可以確定系統(tǒng)基本水泵的配置，這是最根本的。之后，在固定工況下，系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)一次性調(diào)節(jié)好支管流量平衡閥門，其他閥全開，流量恰好滿足要求，系統(tǒng)阻力處于最小狀態(tài)，平時(shí)不用調(diào)節(jié)閥門、關(guān)注壓力，操作簡化。2.3合理采用變工況時(shí)的流量調(diào)節(jié)措施。循環(huán)冷卻水系統(tǒng)管道按設(shè)計(jì)工況即最大流量設(shè)計(jì)，在科學(xué)確定基本水泵配置的基礎(chǔ)上，在生產(chǎn)負(fù)荷變小或冬季環(huán)境溫度降低需要降低流量時(shí)，要充分利用流體力學(xué)原理：“對(duì)已定型的系統(tǒng)，流量與水泵功率接近成三次方關(guān)系”，水泵功率隨流量快速下降，可以在減小流量時(shí)取得更可觀的節(jié)能效果。應(yīng)根據(jù)具體條件采用恰當(dāng)?shù)妮o助手段，如更換葉輪、大小泵搭配（小泵揚(yáng)程也小）、改變運(yùn)行臺(tái)數(shù)、雙速電機(jī)、變頻調(diào)速、永磁耦合調(diào)速和大型水泵采用汽輪機(jī)拖動(dòng)等來減小供給流量，實(shí)現(xiàn)變工況時(shí)的流量調(diào)節(jié)。變頻調(diào)速應(yīng)用在需要經(jīng)常頻繁調(diào)節(jié)流量的場合最合適。如果采用變頻器調(diào)速，建議最好采用所有工作泵同時(shí)變頻，增加的投資與減少的能耗成本相比微不足道。變頻器的調(diào)節(jié)，在不低于最小流量的前提下，通過觀察工藝?yán)鋮s效果，采用人工調(diào)節(jié)就可以。設(shè)計(jì)和運(yùn)行時(shí)要盡可能使閥門全開，盡可能減小系統(tǒng)阻力損失，使流量減小時(shí)壓力自然降低。2.4合理確定冷卻塔出水溫度。在不超出常規(guī)冷卻塔投資的前提下，對(duì)夏季濕球溫度低的地區(qū)，充分利用環(huán)境溫度優(yōu)勢，降低冷卻塔設(shè)計(jì)出水溫度（如西寧市可設(shè)定為22℃），很小的代價(jià)（冷卻塔投資沒有節(jié)?。┚涂扇〉媒档蛪嚎s機(jī)能耗的大效果。2.5選用高效節(jié)能型設(shè)備和閥門。選用高效節(jié)能型水泵固然重要，但工程設(shè)計(jì)時(shí)要保證所選水泵能在高效區(qū)運(yùn)行。如果所選水泵性能與實(shí)際裝置管路水力性能偏差太大，即使所選水泵效率很高，實(shí)際運(yùn)行時(shí)效率也會(huì)很低。選擇傳熱系數(shù)大、阻力損失小的換熱設(shè)備和止回閥等，對(duì)空分項(xiàng)目循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的節(jié)能同樣十分重要。
3對(duì)已建項(xiàng)目進(jìn)行節(jié)能改造
從長期運(yùn)行考慮，對(duì)已建項(xiàng)目進(jìn)行節(jié)能改造的原則同樣遵循新項(xiàng)目設(shè)計(jì)的思路。對(duì)于已經(jīng)投入運(yùn)行的循環(huán)冷卻水系統(tǒng)，都可以通過調(diào)整管路上閥門的開度直接讀出壓力，經(jīng)過簡單計(jì)算，就可以確定系統(tǒng)在設(shè)計(jì)流量下實(shí)際所需揚(yáng)程。如果能根據(jù)每個(gè)換熱設(shè)備在設(shè)計(jì)流量下的阻力進(jìn)行水力分析計(jì)算，進(jìn)一步驗(yàn)證所測揚(yáng)程是否可靠，可靠性就更高。3.1對(duì)基本配置水泵的改造?；九渲盟玫谋举|(zhì)問題是揚(yáng)程過高、流量偏大，為盡可能一勞永逸、一勞永利，改造方案首選是更換葉輪。如果原葉輪在該型號(hào)水泵中屬?zèng)]切割過或切割很少，應(yīng)首先考慮原型葉輪切割，或者選用改型葉輪。這是最經(jīng)濟(jì)、最方便的改造措施。其次，更換泵頭，改造內(nèi)容稍多，需更換水泵進(jìn)、出口短接頭，地腳螺栓孔有時(shí)也要調(diào)整，投資成本稍高。最后才是更換水泵，工作量大，投資成本最高。3.2變流量時(shí)的輔助手段改造。在對(duì)基本配置水泵進(jìn)行改造的基礎(chǔ)上，如果要根據(jù)生產(chǎn)負(fù)荷變小或冬季環(huán)境溫度降低來減小供給流量，同樣可以根據(jù)具體條件采用恰當(dāng)?shù)妮o助手段，如更換葉輪、大小泵搭配、改變運(yùn)行臺(tái)數(shù)、采用雙速電機(jī)、變頻調(diào)速等。
4實(shí)施節(jié)能技術(shù)后的經(jīng)濟(jì)效益
采用節(jié)能技術(shù)后，新建項(xiàng)目如不設(shè)變頻調(diào)速裝置，投資成本有所降低；對(duì)已建項(xiàng)目進(jìn)行改造，即使更換新泵，半年內(nèi)也可收回投資成本。因此，其投資成本基本可以忽略。據(jù)氣體分離設(shè)備行業(yè)統(tǒng)計(jì)，截至2016年，我國深泠分離法制空分設(shè)備的總規(guī)模在3300萬m3/h左右，循環(huán)水用電功率估計(jì)在100萬kW左右。根據(jù)調(diào)查研究分析，如果合理配置水泵揚(yáng)程，約有30%的節(jié)能空間，每年可節(jié)電約57.6億kW•h；而且，空分設(shè)備每年以數(shù)百萬m3/h的規(guī)模增加（2014年新增292萬m3/h），節(jié)能空間非常大。
5建議
5.1明確換熱設(shè)備的水流阻力損失值。換熱設(shè)備的水流阻力損失是換熱設(shè)備的一個(gè)重要技術(shù)性能參數(shù)，不可缺少，它不僅用于工程設(shè)計(jì)時(shí)確定系統(tǒng)總阻力，而且在進(jìn)行各支路水力平衡、優(yōu)化供水方案時(shí)也不可缺少（對(duì)某個(gè)阻力損失特別大的換熱設(shè)備，而流量又占總流量的小部分時(shí)，可考慮局部增壓）。5.2完善空分設(shè)備技術(shù)附件的相關(guān)內(nèi)容。如果空分設(shè)備由專用的循環(huán)冷卻水系統(tǒng)獨(dú)立供水，空分設(shè)備技術(shù)附件中“供水壓力0.4MPa，回水壓力0.25MPa”的內(nèi)容容易造成設(shè)計(jì)和運(yùn)行的誤區(qū)。如果空分設(shè)備由大廠的循環(huán)冷卻水系統(tǒng)集中供水，在每個(gè)裝置點(diǎn)確實(shí)需要提供供水干管的供水壓力和回水干管的回水壓力，以便合理配置裝置內(nèi)循環(huán)水管道。但這兩個(gè)值不事先規(guī)定，而是在對(duì)各用水裝置水流阻力損失預(yù)估的基礎(chǔ)上，對(duì)整個(gè)循環(huán)冷卻水系統(tǒng)進(jìn)行合理設(shè)計(jì)，根據(jù)伯努利能量方程計(jì)算得到，不同的位置一般不一樣。標(biāo)準(zhǔn)GB50030—2013規(guī)定的“壓縮機(jī)等設(shè)備用冷卻水水壓宜為0.15～0.50MPa”的規(guī)定不科學(xué)。建議標(biāo)準(zhǔn)修訂時(shí)完善，更好地發(fā)揮標(biāo)準(zhǔn)對(duì)循環(huán)冷卻水系統(tǒng)精細(xì)化設(shè)計(jì)、節(jié)能減排的指導(dǎo)作用。
6有待進(jìn)一步研究的問題
6.1開展流量對(duì)綜合能耗影響的研究。進(jìn)入冷卻器或冷凝器的冷卻水流速不同對(duì)總傳熱系數(shù)影響不一樣，在水流速比較小時(shí)，隨水流速增大，總傳熱系數(shù)會(huì)明顯增大；但當(dāng)水流速增大到一定程度后，傳熱系數(shù)就基本不變。為了合理確定冷卻水流量，需要綜合水力學(xué)（水系統(tǒng)設(shè)計(jì)）、傳熱學(xué)（換熱器設(shè)計(jì)）、熱力學(xué)（壓縮機(jī)、汽輪機(jī)運(yùn)行能耗）3個(gè)方面的專業(yè)技術(shù)，進(jìn)一步研究在什么流速下水泵、壓縮機(jī)和汽輪機(jī)的能耗之和為最小，什么流速開始對(duì)總傳熱系數(shù)沒有影響。進(jìn)一步研究變工況時(shí)，合理流量的確定、調(diào)節(jié)手段的優(yōu)化。6.2研究優(yōu)化水泵出口閥門的設(shè)置。目前多數(shù)設(shè)計(jì)在水泵出口管路設(shè)置止回閥，阻力損失很大，能耗損失可觀。需要進(jìn)一步明確各種止回閥的阻力特性。期盼有真正低阻力的止回閥產(chǎn)品，或者不設(shè)置止回閥，僅設(shè)置1只因事故停運(yùn)泵時(shí)能自動(dòng)關(guān)閉的蝶閥。
7結(jié)論
針對(duì)傳統(tǒng)的空分設(shè)備循環(huán)冷卻水系統(tǒng)設(shè)計(jì)和運(yùn)行中存在的主要問題，創(chuàng)新設(shè)計(jì)方法，正確運(yùn)用流體力學(xué)基本原理，結(jié)合空分工程的具體特點(diǎn)，抓住關(guān)鍵，從設(shè)計(jì)源頭入手，合理確定水泵流量，科學(xué)計(jì)算水泵揚(yáng)程，不僅可以大幅度降低空分項(xiàng)目循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的運(yùn)行能耗，還可以降低投資成本。對(duì)已建項(xiàng)目的改造，具體情況不同會(huì)產(chǎn)生多少不等的費(fèi)用，但這些投資相對(duì)節(jié)省的運(yùn)行費(fèi)用微不足道，因此，需要改變管理觀念，該更換的應(yīng)及時(shí)更換。發(fā)展節(jié)能技術(shù)是一項(xiàng)增收節(jié)支的有效措施，應(yīng)積極組織實(shí)施空分項(xiàng)目循環(huán)冷卻水系統(tǒng)節(jié)能改造，大幅度降低運(yùn)行成本，提高企業(yè)效益。
參考文獻(xiàn)：
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關(guān)鍵詞：循環(huán)水 換熱設(shè)備 金屬腐蝕速率 蒸發(fā)量 濕球溫度 結(jié)垢
一、循環(huán)冷卻水的主要腐蝕機(jī)理
1冷卻水中金屬腐蝕的機(jī)理
金屬的腐蝕電化學(xué)反應(yīng)實(shí)際上是這樣的過程：首先是溶液釋放自由電子（通常把實(shí)施的電子的氧化反應(yīng)稱為陽極反應(yīng)）；自由電子傳遞到陰極（接受電子的還原反應(yīng)稱為陰極反應(yīng)）；電子再由陰極傳遞到溶液中被其他物質(zhì)吸收。因此腐蝕過程是一個(gè)發(fā)生在金屬和溶液界面上的多相面反應(yīng)，同時(shí)也是一個(gè)多步驟的反應(yīng)。由以上論述中可以看出，一個(gè)腐蝕過程至少由一個(gè)陽極（氧化）反應(yīng)和一個(gè)陰極（還原）反應(yīng)組成。
碳鋼在冷卻水中的腐蝕是一個(gè)電化學(xué)過程。由于碳鋼組織表面的不均一性，因此，當(dāng)它浸入水中時(shí)，在其表面就會(huì)形成許多微小的腐蝕電池。
在陽極：FeFe2++2e
在陰極：O2+2H2O+4e4OH-
在水中：Fe2++4OH-Fe（OH）2
陽極區(qū)域Fe不斷失去電子，變成Fe2+進(jìn)入溶液，即鐵不斷被溶解腐蝕，留下的電子通過金屬本體移動(dòng)到陰極滲碳體的表面，與水和溶解在水中的氧起反應(yīng)生成OH-離子。在水中，陰、陽極反應(yīng)生成的Fe2+和OH-相遇生成不溶性的白色Fe（OH）2堆積在陰極部位，鐵的表面不再和水直接接觸，這就抑制了陽極過程的進(jìn)行。但當(dāng)水中有溶解氧時(shí)，陰極部位的反應(yīng)還要進(jìn)行下去，因Fe（OH）2這種物質(zhì)極易被氧化為Fe（OH）3，即鐵銹。由于鐵銹基本不溶于水，所以只要水中不斷的有氧溶入，這種腐蝕電池的共軛反應(yīng)也就不斷的進(jìn)行。換而言之，也就是碳鋼的腐蝕會(huì)不斷地進(jìn)行下去。
上述腐蝕電池中，陽極氧化反應(yīng)和陰極還原反應(yīng)必須同時(shí)進(jìn)行，如其中一個(gè)反應(yīng)被停止，則整個(gè)反應(yīng)就會(huì)停止，故稱為共軛反應(yīng)。因此，如果能設(shè)法控制在其陰極過程或陽極過程，則整個(gè)腐蝕過程也就會(huì)相應(yīng)的得到控制。反之，如果在陽極不斷除去Fe2+或在陰極表面不斷充分補(bǔ)充供給氧，則共軛反應(yīng)也就會(huì)加速進(jìn)行，即腐蝕過程變快。因此，采用不同的方式控制其陰極或陽極過程，就是控制冷卻水系統(tǒng)腐蝕的各種方法的依據(jù)。
二、循環(huán)冷卻水中金屬腐蝕的影響因素
1、pH值
冷卻水中的pH值對(duì)于金屬腐蝕速度的影響往往取決于該金屬的氧化物在水中的溶解度對(duì)pH值的依賴關(guān)系。因?yàn)榻饘俚母g性能與其表面上的氧化膜的性能密切相關(guān)。pH在4.3～10.0時(shí)碳鋼的腐蝕率幾乎不變，但水中鈣硬的存在，碳鋼表面常有一層碳酸鈣保護(hù)膜，當(dāng)pH偏酸性時(shí)，其腐蝕率要比pH值偏堿性時(shí)高。
2.陰離子
金屬的腐蝕率與水中陰離子的種類有密切的關(guān)系。水中不同的陰離子在增加金屬腐蝕速度方面具有以下的順序：
NO3-
冷卻水中的SO42-、Cl-等活性離子能破壞碳鋼、不銹鋼和鋁等金屬或合金表面的鈍化膜，增加腐蝕反應(yīng)的陽極過程速度，引起金屬的局部腐蝕。
3、絡(luò)合劑
它能與水中的金屬離子（例如銅離子）生成可溶性的絡(luò)離子，使水中金屬離子的游離濃度降低，金屬的電極電位降低，從而使金屬的腐蝕速度增加。
4、硬度
水中鈣離子濃度和鎂離子濃度之和稱為水中的硬度。鈣、鎂離子濃度過高時(shí)，則會(huì)與水中的碳酸根、磷酸根或硅酸根作用，生成碳酸鈣、磷酸鈣和硅酸鎂垢，引起垢下腐蝕。
5、金屬離子
冷卻水中的金屬離子對(duì)腐蝕的影響大致有以下幾種情況。
冷卻水中的堿金屬離子，例如鈉離子和鉀離子對(duì)金屬和合金的腐蝕速度沒有明顯的或直接的影響。銅、銀、鉛等重金屬離子在冷卻水中對(duì)銅、鋁、鎂、鋅這幾種常用金屬起有害作用。水中這些重金屬離子通過置換作用，以一個(gè)個(gè)小陰極的形式析出在比它們活潑的基體金屬的表面，形成一個(gè)個(gè)微電池而引起基體金屬的腐蝕。
在酸性溶液中，F(xiàn)e3+是一種陰極反應(yīng)加速劑。在中性溶液中Fe2+卻可以抑制銅和銅合金的腐蝕。
鋅離子在冷卻水中對(duì)鋼有緩蝕作用，因此鋅鹽被廣泛用作冷卻水緩蝕劑。
6、電偶
在冷卻水系統(tǒng)中，不同金屬或合金材料間的接觸或連接常常是不可避免的。發(fā)生連接的兩種或兩種以上的金屬或合金，如果彼此的腐蝕電位相差較大，它們再與冷卻水相接觸，就會(huì)形成一個(gè)腐蝕大電池或電偶而發(fā)生電偶腐蝕。
7、微生物
微生物黏泥是指水中溶解的營養(yǎng)源而引起細(xì)菌、絲狀、藻類等微生物群的繁殖，并以這些微生物為主體，混有泥砂、無機(jī)物和塵土等，形成附著的或堆積的軟泥性沉積物。冷卻水系統(tǒng)中的微生物黏泥會(huì)引起冷卻水系統(tǒng)中設(shè)備的腐蝕。而鐵細(xì)菌將二價(jià)鐵離子氧化位三價(jià)鐵離子，同時(shí)產(chǎn)生大量黏液，構(gòu)成銹瘤。銹瘤下面的金屬表面常常處于缺氧狀態(tài)，從而構(gòu)成氧濃差電池，引起腐蝕。硫氧化菌能把元素硫或其他還原態(tài)的硫化物氧化為硫酸，使介質(zhì)的pH值降低。因此有強(qiáng)的腐蝕性。
三、循環(huán)水系統(tǒng)金屬腐蝕的控制
摘 要：對(duì)于鋼鐵企業(yè)而言，循環(huán)冷卻水在整個(gè)工藝生產(chǎn)中占據(jù)重要地位，對(duì)生產(chǎn)的運(yùn)行以及設(shè)備的維護(hù)具有舉足輕重的作用。循環(huán)冷卻水系統(tǒng)具有較高的能耗，尤其是用電方面，比重較高，因此，循環(huán)冷卻水系統(tǒng)節(jié)能問題備受關(guān)注，是鋼鐵企業(yè)極為關(guān)注的問題。本文立足鋼鐵企業(yè)發(fā)展實(shí)際，對(duì)其循環(huán)冷卻水系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)進(jìn)行了深入探討，提出了一些建設(shè)性的建議。
關(guān)鍵詞：鋼鐵企業(yè) 循環(huán)冷卻水系統(tǒng) 節(jié)能技術(shù)
前言：對(duì)于鋼鐵企業(yè)而言，影響成本的因素較多，雖然原材料價(jià)格、產(chǎn)品銷售等占據(jù)主導(dǎo)地位，但是，能源消耗也產(chǎn)生較大影響，關(guān)乎企業(yè)盈利能力。因此，要注重節(jié)能理念的滲透，應(yīng)用節(jié)能技術(shù)，切實(shí)提升企業(yè)競爭能力。面對(duì)循環(huán)冷卻水系統(tǒng)在能耗方面的突出問題，需要重視節(jié)能技術(shù)應(yīng)用，節(jié)省資源，擴(kuò)大節(jié)能措施的應(yīng)用范圍，強(qiáng)化節(jié)能設(shè)計(jì)，在根本上降低水系統(tǒng)的電耗，實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)鋼鐵企業(yè)能耗的合理控制，強(qiáng)化節(jié)能減排措施的推行。
1對(duì)鋼鐵企業(yè)循環(huán)冷卻水系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)應(yīng)用概括介紹
對(duì)于鋼鐵企業(yè)的循環(huán)冷卻水而言，主要構(gòu)成為直接冷卻水開路循環(huán)水系統(tǒng)以及間接冷卻循環(huán)水系統(tǒng)。立足間接系統(tǒng)，主要構(gòu)成部分為敞開和密閉水處理系統(tǒng)。針對(duì)不同的冷卻水系統(tǒng)，對(duì)水質(zhì)提出差異性的要求，涉及諸多冷卻裝置，如冷卻塔、冷卻器、換熱器等。立足常溫條件，傳統(tǒng)冷卻裝置能夠?qū)崿F(xiàn)循環(huán)水系統(tǒng)溫度降低的目的，但是，在溫度較高的情況下，循環(huán)冷卻水溫度過高的問題成為困擾鋼鐵企業(yè)的重要問題。另外，立足節(jié)能，循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中蘊(yùn)含大量技術(shù)，需要進(jìn)行深入分析，切實(shí)提升技術(shù)應(yīng)用效率。
2對(duì)風(fēng)機(jī)、水泵等進(jìn)行變頻改造
在當(dāng)前的循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中，涉及大量風(fēng)機(jī)和水泵設(shè)備，其處于額定功率下運(yùn)行，在進(jìn)行風(fēng)機(jī)流量設(shè)計(jì)的時(shí)候，應(yīng)用的是最大風(fēng)量需求設(shè)計(jì)原則，因此，很難形成閉環(huán)的控制，忽視省電要求。另外，在調(diào)控方式、電氣控制等方面都存在不合理的地方。對(duì)于風(fēng)機(jī)、水泵的負(fù)載，其設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)是滿負(fù)荷工作量，但是，并不是都處于滿負(fù)荷狀態(tài)下運(yùn)行。因此，為了實(shí)現(xiàn)對(duì)節(jié)能的改善，應(yīng)用變頻器實(shí)現(xiàn)對(duì)風(fēng)機(jī)和水泵負(fù)載的控制極具科學(xué)性。發(fā)揮變頻器內(nèi)部PID軟件的作用，對(duì)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)行調(diào)節(jié)，滿足水壓和風(fēng)壓的恒定狀態(tài)，保證整個(gè)系統(tǒng)的壓力達(dá)到運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)，滿足閉環(huán)恒壓控制狀態(tài)，這在根本上大大提升了節(jié)能效率。另外，變頻器能夠滿足大電動(dòng)機(jī)軟起和軟停的目的，降低電動(dòng)機(jī)故障率，設(shè)備使用周期被延長。這一技術(shù)在鋼鐵企業(yè)中得到廣泛推廣和應(yīng)用。針對(duì)風(fēng)機(jī)、水泵電機(jī)的變頻改造，需要重視對(duì)測試、變頻器選擇以及使用方面的關(guān)注，以更好地提升改造效率，提高改造效果。首先，在進(jìn)行系統(tǒng)測試的時(shí)候，要結(jié)合改造標(biāo)準(zhǔn)和要求，制定合理的參數(shù)，同時(shí)，構(gòu)建更加嚴(yán)謹(jǐn)?shù)臏y試方案，結(jié)合生產(chǎn)工藝進(jìn)行合理組織安排，進(jìn)行具有代表性的多次測試。其次，對(duì)于變頻設(shè)備類型的選擇，要結(jié)合應(yīng)用環(huán)境與背景，對(duì)設(shè)備的各種性能進(jìn)行考量，如速度精度、轉(zhuǎn)矩等，在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)控制模式的明確，保證防護(hù)結(jié)構(gòu)的合理性。再次，在應(yīng)用變頻器的時(shí)候，需要注意的是在變頻器和電源之間安裝斷路器，目的是避免變頻器發(fā)生故障時(shí)事態(tài)的擴(kuò)大?？傊ㄟ^對(duì)風(fēng)機(jī)、水泵電機(jī)變頻器的改造，節(jié)能效果十分顯著，對(duì)降低維修、改善等費(fèi)用也產(chǎn)生一定的作用。
3對(duì)熱泵技術(shù)應(yīng)用的介紹
對(duì)于熱泵技術(shù)而言，主要是借助高位能，促使低位熱源流向高位熱源裝置，是當(dāng)前水冷卻系統(tǒng)中能效比較高的制冷和制熱方式。在冬季，水體溫度高于環(huán)境空氣溫度，借助這一時(shí)差有效提升熱泵循環(huán)的蒸發(fā)能力和供暖能效。而在夏季，水體溫度低于空氣環(huán)境溫度，因此，制冷的冷凝溫度降低，冷卻效果突出，整個(gè)機(jī)組的運(yùn)行效率得以顯著提升。在實(shí)際的應(yīng)用中，水源熱泵優(yōu)點(diǎn)突出，其主要能源類型為清潔可再生能源，有利于水資源的節(jié)約，環(huán)保效果突出，滿足供暖和制冷的雙重需要，改進(jìn)措施相對(duì)簡單。與此同時(shí)，水溫波動(dòng)相對(duì)穩(wěn)定，不會(huì)出現(xiàn)較大的變動(dòng)，整個(gè)熱泵機(jī)組的運(yùn)行更加可靠與穩(wěn)定，維護(hù)了系統(tǒng)的高效性與經(jīng)濟(jì)性，維護(hù)費(fèi)用大幅降低，有效延長了設(shè)備的使用周期。在熱泵技術(shù)應(yīng)用與改善中，需要關(guān)注經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)，加強(qiáng)試驗(yàn)，重視對(duì)雜水質(zhì)循環(huán)冷卻系統(tǒng)的預(yù)處理，制定有效的方案。
4對(duì)冷卻塔水輪機(jī)驅(qū)動(dòng)改造的介紹
在鋼鐵企業(yè)中，比較常見的冷卻設(shè)備為冷卻塔。借助水輪機(jī)驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)對(duì)葉輪風(fēng)機(jī)的替代，勢十分突出，首先，能夠滿足節(jié)能和節(jié)電的要求。在水輪機(jī)驅(qū)動(dòng)的應(yīng)用下，風(fēng)機(jī)部分的耗電為零。其次，能夠達(dá)到環(huán)保和無噪聲的標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)于水輪機(jī)的機(jī)量轉(zhuǎn)換而言，其主要完成的位置是水流道內(nèi)，同時(shí)，不需要電機(jī)和減速機(jī)的支持，有力消除了低頻電磁聲和機(jī)械噪音。再次，凸顯高效性。借助水輪機(jī)直接驅(qū)動(dòng)風(fēng)機(jī)，省去了減速機(jī)，同時(shí)，水流量的變化會(huì)誘發(fā)風(fēng)量的變化，保證穩(wěn)定在合適的氣水比范疇，散熱效果顯著。第四，使用壽命被延長。對(duì)于水輪機(jī)而言，其結(jié)構(gòu)相對(duì)簡單，技術(shù)完善。第五，具有相對(duì)安全的運(yùn)行環(huán)境。冷卻塔自身存在漏電、爆炸等潛在危險(xiǎn)，而水輪機(jī)不用電，避免高危環(huán)境作業(yè)，增加了冷卻塔運(yùn)行環(huán)境的安全性。第六，具有較強(qiáng)的適用性，改造費(fèi)用不高。水輪機(jī)驅(qū)動(dòng)改造適合于多種冷卻塔，安裝相對(duì)簡單，對(duì)原有結(jié)構(gòu)不會(huì)產(chǎn)生破壞，設(shè)備不需要改變，省去大量場地要求，節(jié)約了大量電能和維護(hù)支出。鑒于冷卻塔水輪機(jī)驅(qū)動(dòng)改造技術(shù)的優(yōu)勢，同時(shí)，考慮到鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)運(yùn)行的連續(xù)性需求，在進(jìn)行具體改造的時(shí)候，需要關(guān)注幾個(gè)問題，一方面，要考量水輪機(jī)改造之后之后能否適應(yīng)較為惡劣的運(yùn)行環(huán)境；水輪機(jī)驅(qū)動(dòng)改造之后能否對(duì)循環(huán)水泵的電流產(chǎn)生影響，一旦出現(xiàn)改變，需要進(jìn)行預(yù)防措施的制定；在水輪機(jī)改造中，還要全面考慮冷卻塔中填料的布置情況，重視冷卻塔的規(guī)模以及受力結(jié)構(gòu)等技術(shù)問題。在整個(gè)改造中，最為關(guān)鍵的環(huán)節(jié)是冷卻塔水輪機(jī)的改造，要立足水量穩(wěn)定的前提下進(jìn)行。
5冷卻水溫對(duì)鼓風(fēng)汽輪機(jī)真空經(jīng)濟(jì)性影響的分析
對(duì)于鼓風(fēng)汽輪機(jī)凝汽器真空的建立和形成主要分為兩個(gè)組成部分，即機(jī)組的啟動(dòng)和運(yùn)行兩個(gè)階段。在啟動(dòng)時(shí)期，凝汽器真空實(shí)現(xiàn)的目的是抽出凝汽器中的空氣，真空建立的效果主要取決于抽氣器的容量和性能，同時(shí)，也受到真空系統(tǒng)嚴(yán)密性的制約。在機(jī)組啟動(dòng)之后，一旦氣體排到凝汽器，在冷介質(zhì)的影響下出現(xiàn)冷卻現(xiàn)象，同時(shí)凝結(jié)成水，體積被大大縮小，凝汽器成為真空環(huán)境。真空的形成實(shí)現(xiàn)了對(duì)機(jī)組危害的有效降低?？茖W(xué)的降低冷卻水水溫能夠提升真空，促使汽輪機(jī)理想的比焓降增大，汽輪機(jī)的效率得到大幅的升高。冷卻水的降低需要大量冷卻塔冷風(fēng)機(jī)的支持，因此，要對(duì)汽輪機(jī)效率與增大冷卻風(fēng)機(jī)用電量之間進(jìn)行經(jīng)濟(jì)性的比較。
結(jié)束語：綜上，對(duì)于鋼鐵企業(yè)而言，能源系統(tǒng)備顯綜合性，涉及諸多能源介質(zhì)的使用，因此，要重視對(duì)能源介質(zhì)的平衡，以實(shí)現(xiàn)能源的最佳匹配。要重視對(duì)循環(huán)冷卻水系統(tǒng)內(nèi)部工藝和設(shè)備的節(jié)能改造，在根本上強(qiáng)化對(duì)能源系統(tǒng)全流程的管理。
參考文獻(xiàn)：
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關(guān)鍵詞：冷卻水系統(tǒng)；火力發(fā)電廠；密閉式循環(huán)冷卻
冷卻水系統(tǒng)主要分為直流冷卻水系統(tǒng)。顧名思義，直流冷卻水系統(tǒng)即冷卻水經(jīng)過換熱后直流排出，循環(huán)冷卻水系統(tǒng)則是對(duì)冷卻水進(jìn)行循環(huán)利用[1]。直流冷卻水系統(tǒng)由于其設(shè)備投入較少，管路設(shè)計(jì)簡單，在過去相當(dāng)一段時(shí)間內(nèi)，火力發(fā)電廠的冷卻水系統(tǒng)以直流冷卻水系統(tǒng)為主。然而，該系統(tǒng)的使用局限性在于：火力發(fā)電廠的冷卻水耗用量巨大，換熱過后排出的大量冷卻水會(huì)對(duì)天然水體造成熱污染，同時(shí)，在水資源不夠豐富的地區(qū)，也很難供應(yīng)足夠水量的滿足水溫要求的水源作為冷卻水。因此，在火力發(fā)電廠中，除海濱電廠使用海水直流冷卻外，早期建設(shè)的一些使用直流冷卻水系統(tǒng)的機(jī)組大都已經(jīng)得到了改造實(shí)現(xiàn)冷卻水的循環(huán)利用。
在冷卻水的循環(huán)利用系統(tǒng)中，又分為敞開式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)和閉式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)。敞開式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)即換熱后的冷卻水通過冷卻塔或冷卻水池等直接與大氣接觸實(shí)現(xiàn)降溫。密閉式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)是冷卻水被封閉于冷卻設(shè)備和冷卻水管路之中，通過冷卻設(shè)備間接與冷卻介質(zhì)接觸實(shí)現(xiàn)降溫[2]。敞開式循環(huán)冷卻水較密閉式循環(huán)冷卻水而言有較大的冷卻水量處理能力，目前大多數(shù)火力發(fā)電廠的冷卻系統(tǒng)采用敞開式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)。但是，隨著不同地域?qū)τ诨鹆Πl(fā)電廠建設(shè)需求的出現(xiàn)，為了打破水資源或者是淡水資源嚴(yán)重缺乏地區(qū)建設(shè)火力發(fā)電廠的局限性，密閉式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)在火力發(fā)電廠中的應(yīng)用不可小覷。
目前密閉式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)在火電廠主要有兩種應(yīng)用場合：一是嚴(yán)重缺水地區(qū)采用空冷系統(tǒng)冷卻汽輪機(jī)的凝氣，或者是淡水資源嚴(yán)重缺乏地區(qū)采用海水直流冷卻汽輪機(jī)的凝氣，其余輔機(jī)、設(shè)備軸承等冷卻水采用密閉式循環(huán)冷卻系統(tǒng)。二是為了防止敞開式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中冷卻水水質(zhì)變差而影響一部分被冷卻設(shè)備的使用壽命，單獨(dú)將這些設(shè)備組成一個(gè)冷卻水水質(zhì)更為有保障的的密閉式循環(huán)冷卻系統(tǒng)。
下面，以印尼某2x60MW全凝熱電廠的設(shè)計(jì)為例，系統(tǒng)介紹火力發(fā)電廠中密閉式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)在淡水資源嚴(yán)重缺乏地區(qū)的應(yīng)用。
該電廠所在區(qū)域淡水嚴(yán)重缺乏，海水經(jīng)過預(yù)處理后，采用兩級(jí)反滲透+混床除鹽系統(tǒng)。廠區(qū)所需生活用水來自兩級(jí)反滲透出水。電廠凝汽器設(shè)計(jì)冷卻水量為25480m3/h，采用海水直流冷卻系統(tǒng)。空冷器、冷油器冷卻水量為1000m3/h，其余各種輔助機(jī)械設(shè)備工業(yè)用水量為70m3/h，采用密閉式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)。密閉式循環(huán)冷卻水補(bǔ)水取自電廠除鹽水，補(bǔ)水量以冷卻水量的0.5%計(jì)算，約為6m /h。
密閉式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)由高位回收水箱，密閉式循環(huán)冷卻水泵、水-水換熱器和系統(tǒng)供回水管路組成。系統(tǒng)采用母管制，由密閉式循環(huán)冷卻水泵經(jīng)由循環(huán)冷卻水供回水母管將密閉式循環(huán)冷卻水送至各冷卻水用水點(diǎn)系統(tǒng)。經(jīng)過各被冷卻設(shè)備升溫后的冷卻水再經(jīng)由密閉式循環(huán)冷卻水回水母管進(jìn)入水-水換熱器被冷卻后進(jìn)入高位回收水箱。循環(huán)供回水管道流速取2m/s，設(shè)計(jì)管徑為DN450。水-水換熱器的冷卻采用海水直流冷卻。
該系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)如下：
1 密閉式循環(huán)冷卻水泵的選型及備用
系統(tǒng)處理水量為1070m3/h，共有兩套發(fā)電機(jī)組，故密閉式循環(huán)冷卻水泵不應(yīng)少于兩臺(tái)，綜合經(jīng)濟(jì)性并考慮一定裕量，選用單臺(tái)流量為600m3/h的水泵共三臺(tái)，兩用一備。水泵揚(yáng)程根據(jù)最不利供水點(diǎn)所需要的揚(yáng)程確定。
2 冷卻設(shè)備的選型及備用
冷卻設(shè)備應(yīng)選用密密閉式，選用兩臺(tái)容量100%的管程水-水換熱器，循環(huán)冷卻水走殼程，直流海水走管程，管程應(yīng)采用耐海水腐蝕的材質(zhì)，如雙相不銹鋼、鈦鋼合金等。
3 高位回收水箱的選型及備用
系統(tǒng)設(shè)置高位回收水箱，用于容納系統(tǒng)補(bǔ)水、接受系統(tǒng)回水、為循環(huán)水泵吸水創(chuàng)造條件。水箱的容積按照系統(tǒng)處理水量的10%確定，水箱的清洗檢修可在電廠機(jī)組檢修期間進(jìn)行，不設(shè)備用。箱體設(shè)化學(xué)藥劑加入口。采用充入氮?dú)獾姆椒▉肀３炙鋬?nèi)外壓力的平衡，并且達(dá)到隔絕空氣的效果。
4 管道材質(zhì)與防腐
系統(tǒng)管道材質(zhì)可采用低碳鋼材質(zhì)，事先預(yù)膜處理，并在運(yùn)行時(shí)通過投加阻垢劑、緩蝕劑等防止管道腐蝕結(jié)垢。
5 設(shè)備布置
由于密閉式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的供水和用水點(diǎn)均來自于主廠房，系統(tǒng)設(shè)備布置于主廠房內(nèi)或者主廠房附近，可大大縮短管道布置長度，節(jié)約管道用量，減少管道阻力損失。
6 系統(tǒng)控制
密閉式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的控制點(diǎn)主要有水-水換熱器進(jìn)出水口的流量、壓力和溫度控制，高位回收水箱的液位控制、系統(tǒng)補(bǔ)水流量控制。高位回收水箱的液位與補(bǔ)水調(diào)節(jié)閥連鎖，根據(jù)液位高低控制補(bǔ)水和氮?dú)獬淙肓俊?/p>
參考文獻(xiàn)：
[1]朱月海.循環(huán)冷卻水[M].中國建筑工業(yè)出版社，北京：朱月海，2008：10-100.
關(guān)鍵詞：核電站 循環(huán)冷卻水 地連墻 防波堤 中隔堤 護(hù)岸
1 工程特點(diǎn)及組成
嶺澳核電站毗鄰已建的大亞灣核電站東側(cè)約1 km的嶺澳村，共分兩期，總規(guī)劃容量為4×1000 MW。一期工程為2臺(tái)1000 MW壓水堆核電機(jī)組，排水量95 m3/s。兩期完成后4臺(tái)機(jī)組排水量共220 m3/s(其中考慮廠區(qū)洪水量30 m3/s)，加上大亞灣核電站，系統(tǒng)總排水量為315 m3/s 。大亞灣核電站建造時(shí)沒有考慮后續(xù)工程，且大亞灣核電站的循環(huán)冷卻水和低放射性排水流經(jīng)嶺澳核電站的取水前沿海域。而大亞灣海域?qū)儆谌醭绷骱^(qū)，兩廠址附近海域?yàn)槌绷鬏椌圯椛⑻帯Ｒ虼藥X澳核電站的循環(huán)冷卻水取排系統(tǒng)設(shè)計(jì)具有下面的特點(diǎn)和要求： ①設(shè)計(jì)須同時(shí)考慮兩期工程的取排水需求； ②由于廠址區(qū)域潮流特點(diǎn)，嶺澳增加的220 m3/s流量不能影響大亞灣的取水條件，以確保大亞灣核電站的安全、經(jīng)濟(jì)、滿功率發(fā)電的運(yùn)行要求； ③大亞灣核電站的溫排水通過嶺澳核電站取水口前沿時(shí)，嶺澳核電站的取水水溫、流速、水面波動(dòng)均要滿足設(shè)計(jì)要求。嶺澳核電站的取排水設(shè)計(jì)要考慮防滲隔熱要求。取排水系統(tǒng)主要由防波堤、中隔堤、取排水交叉渡槽、護(hù)岸等構(gòu)筑物形成的取水渠道和排水渠道組成。
2 設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)
(1)核島重要生水（用于核反應(yīng)堆設(shè)備的循環(huán)冷卻水）的設(shè)計(jì)水位(根據(jù)核電廠安全導(dǎo)則確定)：設(shè)計(jì)高水位(10%超越天文潮位+可能最大風(fēng)暴潮增水)等于+6.35 m 珠江口海平面標(biāo)高(PRD)；設(shè)計(jì)低水位（10%超越天文潮低潮位+可能最大風(fēng)暴潮減水+安全裕度）等于-3.50 mPRD。
(2)常規(guī)島循環(huán)冷卻水設(shè)計(jì)水位：設(shè)計(jì)位(百年一遇位)等于2.89 mPRD；設(shè)計(jì)低水位（百年一遇低潮位）等于-2.18 mPRD。
(3)核島循環(huán)冷卻水設(shè)計(jì)水溫：設(shè)計(jì)基準(zhǔn)水溫30.8 ℃；設(shè)計(jì)最高水溫34.5 ℃；設(shè)計(jì)最低水溫11.0 ℃。
(4)常規(guī)島循環(huán)冷卻水設(shè)計(jì)水溫：設(shè)計(jì)基準(zhǔn)水溫23.0 ℃；設(shè)計(jì)最高水溫33.0 ℃。
(5)其它要求：①滿足泵房前池水面波動(dòng)不大于0.3 m的要求，以保證有一個(gè)很好的流態(tài)； ②為防止漂浮物及魚類進(jìn)入渠道，取水頭部處流速接近海流流速，理論斷面處（相應(yīng)百年一遇低水位條件下，取水頭部入口處的過水?dāng)嗝妫┣榔骄魉俨淮笥?.2 m/s。
3 循環(huán)冷卻水取排系統(tǒng)的平面布置原則
濱海核電站的循環(huán)冷卻水取排系統(tǒng)屬于大型海域工程，結(jié)合嶺澳核電站工地的現(xiàn)場情況，在循環(huán)冷卻水取排系統(tǒng)的設(shè)計(jì)上主要遵循下列原則：
（1）平面布置應(yīng)以核電站總體規(guī)劃為基礎(chǔ)，結(jié)合當(dāng)?shù)氐娘L(fēng)、浪、流、泥沙（風(fēng)和浪影響各構(gòu)筑物結(jié)構(gòu)的安全設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，海流影響取水頭部與排水口的平面布置，泥沙含量影響循環(huán)冷卻水取排系統(tǒng)的設(shè)計(jì)流速）等自然條件，遠(yuǎn)近結(jié)合，統(tǒng)籌兼顧，與陸域設(shè)計(jì)協(xié)調(diào)，充分體現(xiàn)技術(shù)先進(jìn)、安全可靠的設(shè)計(jì)指導(dǎo)思想。
（2）布置方案的重點(diǎn)應(yīng)放在如何減少兩座核電站的溫排水對(duì)取水溫升的影響問題上。取排水口、取排水渠道的位置、型式、朝向應(yīng)以循環(huán)冷卻水模型試驗(yàn)、局部整體模型試驗(yàn)和泥沙淤積分析為根據(jù)，合理布局，滿足取排水工藝要求，有利于安全使用。
（3）進(jìn)水渠的長周期波動(dòng)對(duì)循環(huán)水聯(lián)合泵站的安全不能造成影響。
（4）因?yàn)楹穗娬九藕闇系乃苯优湃胙h(huán)冷卻水的排水渠中，為了不影響已經(jīng)投產(chǎn)的大亞灣核電站的安全運(yùn)行，所以設(shè)計(jì)時(shí)需保證在百年一遇位+2.89 mPRD 和百年一遇洪水相疊加時(shí)，排水渠涌高不超過大亞灣核電站的排水虹吸井的自由流水位+3.15 mPRD。
（5）因交叉渡槽位于大亞灣核電站的排水口位置，所以無論采用陸上施工還是水上施工，交叉渡槽的施工應(yīng)對(duì)大亞灣核電站的排水影響最小。
按照以上的原則，嶺澳核電站的取排水系統(tǒng)選取了西取東排的方式，即嶺澳的取水放在廠區(qū)海域西側(cè)，而排水將嶺澳和大亞灣合二為一，經(jīng)過嶺澳取水口向東排放，取排水系統(tǒng)的平面布置見圖1。
4 試驗(yàn)分析工作
4.1 循環(huán)冷卻水取排系統(tǒng)方案試驗(yàn)研究
4.1.1 研究目的
圖1 取排水系統(tǒng)平面布置
分析大亞灣核電站的溫排水對(duì)嶺澳核電站進(jìn)水的影響，選擇排水方案。在取排水總體布局確定后，通過優(yōu)化試驗(yàn)確定排水渠的長度、排水方向、排水渠斷面、流速以及4 ℃溫升線分布圖，提出最終方案，為工程設(shè)計(jì)及編寫安全分析報(bào)告、環(huán)境影響報(bào)告提供依據(jù)。
4.1.2 研究手段
二維數(shù)值模擬計(jì)算，全潮整體物理模型試驗(yàn)，近區(qū)物理模型試驗(yàn)。
4.1.3 結(jié)論
推薦采用明渠西取、兩核電站排水合并后向東排放的取排水布置方案。試驗(yàn)表明該方案兩核電站的溫排水對(duì)它們的取水口頭部水溫都不產(chǎn)生干擾，能有效利用潮流運(yùn)動(dòng)特性，將溫排水?dāng)U散到較遠(yuǎn)的區(qū)域，取水溫度低，對(duì)環(huán)境也有利。
4.2 取水頭部與進(jìn)水明渠波浪模型試驗(yàn)
4.2.1 試驗(yàn)?zāi)康?/p>
驗(yàn)證取水布置方案泵房前池的波浪擾動(dòng)及取水流速是否滿足要求，推薦取水口的合理布置方案。并通過取水頭部進(jìn)水明渠最終布置方案的長周期水面波動(dòng)的試驗(yàn)研究，確定取水口防波堤和北導(dǎo)堤的最終長度，驗(yàn)證長周期波對(duì)廠區(qū)安全的影響。
4.2.2 主要結(jié)論
（1）無論在小風(fēng)區(qū)南風(fēng)向，還是東南風(fēng)向百年一遇大浪作用下，泵房前池水面波動(dòng)均小于0.3 m。
（2）取水頭部底寬150 m時(shí)，4臺(tái)機(jī)組同時(shí)運(yùn)行，在百年一遇低潮位時(shí)，進(jìn)水口的平均流速小于0.2 m/s。
（3）由于大亞灣防波堤繞射波的影響，在東南風(fēng)向浪作用下，泵房前池水面存在明顯的長周期波動(dòng)，平均升降幅度為1.06 m。因此，在7 m高程的廠區(qū)護(hù)岸上需加筑1.2 m高的擋墻。
（4）取水口采用雙堤是必要的。
5 排水渠設(shè)計(jì)方案優(yōu)化
核電站的循環(huán)冷卻水排水受到溫度與低放射污染。這種溫排水有可能通過排水渠兩岸滲入或者將溫度傳入取水渠道和取水頭部的附近海域，對(duì)循環(huán)冷卻水的取水造成溫度與低放射污染。所以排水系統(tǒng)的防滲隔熱的問題是設(shè)計(jì)的重點(diǎn)，而解決此問題的關(guān)鍵在于排水建筑方案的選擇。在初步設(shè)計(jì)階段，綜合考慮各種因素選用了箱涵方案。后經(jīng)多次設(shè)計(jì)優(yōu)化，最終采用了地連墻明渠方案，現(xiàn)分別對(duì)兩種方案的優(yōu)缺點(diǎn)給予介紹。
5.1 箱涵方案
箱涵方案的最大優(yōu)點(diǎn)是防滲性能好，可以防止大亞灣的低放熱水進(jìn)入嶺澳的取水明渠。如果低放熱水進(jìn)入取水明渠，會(huì)給核島重要生水水泵及其它設(shè)備和相關(guān)系統(tǒng)帶來低放污染，而且使核島重要生水取水溫度超過設(shè)計(jì)溫度，將直接危及核反應(yīng)堆及整個(gè)電廠的安全。但是，箱涵方案也存在下列問題：
（1）在設(shè)計(jì)高水位（+2.89 mPRD，百年一遇位）時(shí)，不能滿足大亞灣核電站排水口虹吸井的自由出流，須對(duì)其進(jìn)行改造。
（2）從施工角度看，箱涵方案須有特大噸位的半潛駁預(yù)制。箱涵安裝也須在水下進(jìn)行，工期長，接頭止水難度大，施工質(zhì)量難以保證。
（3）箱涵須設(shè)計(jì)檢修閘門和人孔，運(yùn)行管理復(fù)雜。
5.2 地連墻明渠方案
地連墻明渠方案是一種設(shè)計(jì)創(chuàng)新，它打破常規(guī)的設(shè)計(jì)理論，在防波堤上設(shè)置了柔性地連墻。該方案的優(yōu)點(diǎn)是增加了過水?dāng)嗝妫档土怂慧崭?，使最高設(shè)計(jì)水位不再對(duì)大亞灣核電站的排水虹吸井自由出流影響，在運(yùn)行和檢修方面也有很大的優(yōu)越性。另外，由于柔性地連墻的防滲隔熱效果較好，排水口又遠(yuǎn)離取水頭部，所以排水口不需要做特殊的處理，可采用自由排放。這種方案也為干施工方案提供了可能性。地連墻明渠方案的技術(shù)難點(diǎn)：
（1）防波堤的波浪穩(wěn)定性：在防波堤的設(shè)計(jì)理論上，堤心要求有較大的透水性，以減少波浪反射對(duì)坡面穩(wěn)定的不利影響。而此方案在防波堤上設(shè)計(jì)了柔性地連墻，與防波堤設(shè)計(jì)原理是相反的。
（2）柔性地連墻的抗震強(qiáng)度與穩(wěn)定性：防波堤抗震設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)為Ⅱ類抗震物項(xiàng)設(shè)計(jì)，Ⅰ類抗震物項(xiàng)校核。柔性地連墻的作用是防滲，在地震工況下，其強(qiáng)度及穩(wěn)定性是重點(diǎn)關(guān)注的問題。
（3）施工的可行性：防波堤上設(shè)置地連墻是首創(chuàng)，在含有大塊石且空隙率很大的防波堤上挖槽、成孔、漏漿情況也無先例可以借鑒。
6 各構(gòu)筑物的設(shè)計(jì)
6.1 防波堤
防波堤作為兩座核電站的熱水和低放廢水的排水渠導(dǎo)流堤，防止熱水和低放廢水直接沿流程滲入大海；同時(shí)也用于保護(hù)中隔堤、廠區(qū)護(hù)岸、取排水交叉渡槽及聯(lián)合泵房的安全，并保證聯(lián)合泵房取水不受波浪影響。
防波堤采用柔性地連墻防滲，地連墻底標(biāo)高-15.0 mPRD左右，頂標(biāo)高4.7 mPRD，厚0.8m，位于防波堤內(nèi)側(cè)中部。根據(jù)陸上施工方案滲流及穩(wěn)定模型試驗(yàn)論證，在施工期滲流量為0.020 1～0.131 4 m3/(d·m)。而根據(jù)干施工基坑抽干水后現(xiàn)場檢查，柔性地連墻沒有發(fā)現(xiàn)明顯的滲水情況。在正常使用期間，由于排水渠內(nèi)外水頭差很小，所以滲流量會(huì)更小。
6.2 中隔堤
中隔堤位于防波堤和廠區(qū)護(hù)岸之間，與廠區(qū)護(hù)岸和防波堤一起共同組成取排水明渠，防止冷熱水短路。并作為防浪墻的第二屏障，保證聯(lián)合泵房取水不受波浪影響。
中隔堤整體設(shè)計(jì)要求在設(shè)計(jì)水位及校核水位下，各部位均穩(wěn)定；在DBF水位（6.35 mPRD ，設(shè)計(jì)基準(zhǔn)洪水位）下。中隔堤堤面允許有一定位移，但不喪失防浪隔熱的基本功能。中隔堤及地連墻均為干式施工。
中隔堤的滲漏采用鋼筋混凝土地連墻防滲，地連墻底標(biāo)高-13.0 mPRD左右，頂標(biāo)高為3 mPRD，厚0.6 m，設(shè)在中隔堤中部。地連墻根據(jù)地質(zhì)條件打入粘土、粉質(zhì)粘土或泥質(zhì)粉砂巖中3 ～5 m，滲透系數(shù)很小，且排水渠內(nèi)外水頭差很小，故滲流量很小。
6.3 取排水交叉口渡槽設(shè)計(jì)
取排水交叉口渡槽采用支墩式渡槽結(jié)構(gòu)，下層為嶺澳核電站的取水渠道，上層為大亞灣核電站的溫排水通道。渡槽總長為155.262 m，為雙槽式，上層溫排水通道的斷面尺寸為21.8 m×8.5 m。
6.4 護(hù)岸設(shè)計(jì)
護(hù)岸是嶺澳核電站的取水渠道的內(nèi)邊界，也是防浪的第三道屏障保護(hù)廠坪的安全。護(hù)岸的設(shè)計(jì)采用典型的塊石斜坡堤，護(hù)面采用漿砌石，下設(shè)大塊石棱體護(hù)腳，頂部設(shè)漿砌塊石覆蓋層。在堤心石內(nèi)坡面設(shè)計(jì)反濾層，以避免因細(xì)顆粒的移動(dòng)而造成廠區(qū)地坪的沉降。采用汽車在陸域向水域中推進(jìn)的施工方式。
[關(guān)鍵詞]工業(yè)循環(huán)冷卻水、水處理藥劑
Abstract:Industrial water accounts for a sizeable proportion of the whole community water consumption, and circulating cooling water which is about 80% of the industrial water, holds the largest proportion of industrial water. It will produce equipment and pipeline corrosion, scaling and microbiological slime obstacles if circulating cooling water is not addressed. Therefore, people more and more attention to the treatment of industrial water and circulating cooling water. This article focuses on industrial circulating water system problem and three Pharmacy of circulating water treatment.
Key words：Industrial cooling water, Water treatment chemicals
中圖分類號(hào)：[F287.2] 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：
正文
工業(yè)用水在整個(gè)社會(huì)用水量中占有相當(dāng)大的比重，而冷卻用水在工業(yè)用水中又占有最大的比重，約為工業(yè)用水的80%左右，如果不加處理，將對(duì)設(shè)備與管道產(chǎn)生腐蝕、結(jié)垢和微生物粘泥等障礙，為此，人們對(duì)工業(yè)用水、冷卻用水的處理倍加重視。因而循環(huán)水處理系統(tǒng)中產(chǎn)生的問題與水處理藥劑成為了社會(huì)關(guān)注的焦點(diǎn)。
1 循環(huán)冷卻水系統(tǒng)產(chǎn)生的問題
冷卻水在循環(huán)系統(tǒng)中不斷循環(huán)使用，由于水的溫度升高，水流速度的變化、水的蒸發(fā)，各種無機(jī)離子和有機(jī)物質(zhì)的濃縮，冷卻塔和冷水池在室外受到陽光照射、風(fēng)吹雨淋、灰塵雜物的進(jìn)入，以及設(shè)備結(jié)構(gòu)和材料等多種因素的綜合作用，會(huì)產(chǎn)生比直流系統(tǒng)更為嚴(yán)重的各種問題。
1.1金屬材質(zhì)腐蝕的產(chǎn)生
循環(huán)冷卻水金屬設(shè)備腐蝕是指設(shè)備材料（金屬材料或合金）與它所處的介質(zhì)之間發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而腐蝕損耗的過程，它的本質(zhì)是金屬失去電子而被氧化，從而引起的金屬設(shè)備的變質(zhì)和破壞。
1.2 沉積物的析出和附著
天然水中溶解有重碳酸鹽，這種鹽是冷卻水發(fā)生水垢附著的主要成份。在循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中，重碳酸鹽的濃度隨循環(huán)冷卻水蒸發(fā)、濃縮而增加，當(dāng)其濃度達(dá)到飽和狀態(tài)時(shí)，會(huì)發(fā)生下列反應(yīng)：Ca（HCO3）2= CaCO3+ CO2+ H2O 。CaCO3沉積在管道表面，形成致密的碳酸鈣水垢，它的導(dǎo)熱性能很差。水垢附著影響產(chǎn)量，增加能耗，嚴(yán)重時(shí)，則換熱器、管道被堵。
同時(shí)循環(huán)水系統(tǒng)設(shè)備、管道主要材質(zhì)是碳鋼，其腐蝕產(chǎn)物主要是氫氧化物和鐵的氧化物的水合物，呈膠體狀態(tài)，穩(wěn)定地懸浮于水中，但當(dāng)通過熱交換器時(shí)易在受熱面膠體相互凝集沉淀。沉淀的Fe2O3由于它的不連續(xù)性和不致密性而對(duì)金屬無保護(hù)作用，而且由于它的磁性，粘著力強(qiáng)，且比重大，消除困難，形成污垢。將造成傳熱不勻、設(shè)備腐蝕（垢下腐蝕）、阻塞管路，更可能造成非計(jì)劃性停機(jī)停產(chǎn)。
1.3 微生物的滋生和粘泥
循環(huán)冷卻水中的微生物一般是指細(xì)菌、真菌和藻類，在新鮮水中，一般來說細(xì)菌和藻類都較少。但在循環(huán)水中，由于養(yǎng)分的濃縮，水溫的升高和日光照射，給細(xì)菌和藻類創(chuàng)造了迅速繁殖的條件。若未得到有效控制，則微生物不斷繁殖滋生，大量細(xì)菌分泌出的粘液像粘合劑一樣，能使水中飄浮的灰塵雜質(zhì)和化學(xué)沉淀物等粘附在一起，形成粘糊糊的沉積物粘附在設(shè)備和管道的內(nèi)表面，堵塞熱交換器，阻礙水的流動(dòng)，并降低熱交換效率；而且在粘泥沉積的地方往往會(huì)造成沉積物下腐蝕。黏泥積附在換熱器管壁上，除了會(huì)引起腐蝕外，還會(huì)使冷卻水的流量減少，從而降低換熱器的冷卻效率；嚴(yán)重時(shí)，這些生物黏泥會(huì)將管子堵死，迫使停產(chǎn)清洗。
2 循環(huán)水處理三大藥劑
目前工業(yè)循環(huán)水系統(tǒng)設(shè)備已廣泛地應(yīng)用于現(xiàn)在工業(yè)的各個(gè)行業(yè)，為了防止出現(xiàn)金屬材質(zhì)腐蝕、沉積物的析出和附著、微生物的滋生和粘泥等現(xiàn)象，我們必須通過投加水處理藥劑來確保循環(huán)水系統(tǒng)設(shè)備經(jīng)濟(jì)、正常、安全運(yùn)行。
2.1阻垢分散劑
阻垢分散劑是含有羧基、羥基、硫磺酸、膦酸基等基團(tuán)的共聚物，由于它的直鏈上和部分支鏈含有膦酸基，因此具有優(yōu)異的防垢性能，并有一定的防腐效果，與常用水處理劑配伍性好，使用范圍廣泛。
2.1.1作用機(jī)理
(1）晶格畸變作用
水垢結(jié)晶成長過程中，抑制劑被吸附在結(jié)晶成長格子中，此吸附作用會(huì)改變結(jié)晶正常形態(tài)，而阻礙其成長為較大結(jié)晶。以CaCO3垢為例，它的成長是由正帶電荷的Ca2+與帶負(fù)電荷的CO3-相撞才能彼此結(jié)合，并按一定方向成長。當(dāng)水中加入螯合分散劑時(shí)，它的成分物質(zhì)會(huì)吸附到CaCO3晶體的活性增長點(diǎn)上與Ca2+螯合，抑制了晶格向一定的方向成長，使晶體畸變，不在增大。另外，部分吸附在晶體上的化合物，隨著晶體增長而被卷入晶格中，使CaCO3晶格發(fā)生位錯(cuò)，在垢層中形成一些空洞，分子與分子之間的相互作用減少，使硬垢變軟，因而極易被水流沖洗掉。
（2）增溶作用
阻垢分散劑能與水中Ca2+、Fe3+、Mg2+等金屬離子形成穩(wěn)定絡(luò)合物，從而提高了CaCO3晶粒的析出時(shí)的過飽和度，也就是說增加了CaCO3在水中的溶解度。另外，由于有機(jī)膦酸吸附在CaCO3晶粒增長點(diǎn)上，使其畸變，即相對(duì)于不加藥劑的水平來說，形成的晶粒要細(xì)小得多。從顆粒分散度對(duì)溶解度影響的角度看，晶粒小也就意味著CaCO3溶解度變大，因此提高了CaCO3析出時(shí)的過飽和度。
（3）分散作用
螯合分散劑的分子在水中電離成陰離子后，由于物理或化學(xué)的作用，有強(qiáng)烈的吸附性，它會(huì)吸附到懸浮在水中的一些雜質(zhì)的粒子上，使粒子表面帶有相同的負(fù)電荷，因而使粒子間相互靜電排斥，避免顆粒碰撞積聚成長，顆粒呈分散狀態(tài)懸浮于水中。
2.2 緩蝕劑
添加到水溶液介質(zhì)中能抑制或降低金屬和合金屬腐蝕速度，改變金屬相合金腐蝕電極過程的一類添加劑稱為緩蝕劑或腐蝕劑或腐蝕抑制劑。它的用量很小(0.1%～1%)，但效果顯著。
2.2.1作用機(jī)理
由于金屬腐蝕和緩蝕過程的復(fù)雜性以及緩蝕劑的多樣性，難以用同一種理論解釋各種各樣緩蝕劑的作用機(jī)理，概括起來可以分為兩種，即電化學(xué)機(jī)理和物理化學(xué)機(jī)理。
關(guān)鍵詞：循環(huán)水系統(tǒng)；系統(tǒng)優(yōu)化 ； 工藝優(yōu)化；經(jīng)濟(jì)運(yùn)行；
中圖分類號(hào)：C35文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A
引言：本文簡要介紹循環(huán)水系統(tǒng)及其重要性，從水質(zhì)管理以及設(shè)備工藝優(yōu)化等介紹了一些方法和做法，從而提高系統(tǒng)處理效率。
一、循環(huán)水系統(tǒng)簡介
循環(huán)水泵是循環(huán)水系統(tǒng)中最重要的設(shè)備之一，在熱力系統(tǒng)中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。機(jī)組運(yùn)行中，凝汽器真空的形成主要依賴于循環(huán)水泵。停運(yùn)初期，低壓缸的冷卻也主要依靠循環(huán)水泵來完成。
循環(huán)水冷卻通常分為密閉式循環(huán)水冷卻系統(tǒng)和敞開式循環(huán)水冷卻系統(tǒng)。密閉式循環(huán)水冷卻系統(tǒng)中，水是密閉循環(huán)的，水的冷卻不與空氣直接接觸；敞開式循環(huán)水冷卻系統(tǒng)，水的冷卻需要與空氣直接接觸，根據(jù)水與空氣接觸方式的不同，可分為水面冷卻、噴水池冷卻和冷卻塔冷卻等。
循環(huán)冷卻水一般占企業(yè)用水總量的50%～90%。循環(huán)冷卻水由泵送往冷卻系統(tǒng)中各用戶，經(jīng)換熱后溫度升高，被送往冷卻塔進(jìn)行冷卻。在冷卻塔中熱水從塔頂向下噴淋成水滴或水膜狀，空氣則逆向或水平交流流動(dòng)，在氣水接觸過程中，進(jìn)行熱交換。水溫降至符合冷卻水要求時(shí)，繼續(xù)循環(huán)使用。
空氣由塔頂溢出時(shí)帶走水蒸氣，使循環(huán)水中離子含量增加，因此必須補(bǔ)充新鮮水，排出濃縮水，以維持含鹽量在一定濃度，從而保證整個(gè)系統(tǒng)正常運(yùn)行。補(bǔ)充水的量應(yīng)彌補(bǔ)系統(tǒng)蒸發(fā)、風(fēng)吹（包括飛濺和霧沫夾帶）及排污損失的水量。循環(huán)水與補(bǔ)充水中含鹽量之比，即為該循環(huán)水系統(tǒng)的濃縮倍數(shù)。在一定的循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中，只要改變補(bǔ)充水的含鹽量，就可以改變循環(huán)水系統(tǒng)的濃縮倍數(shù)，而提高濃縮倍數(shù)是保證整個(gè)循環(huán)冷卻水系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的關(guān)鍵。
在化學(xué)水處理行業(yè)中，有句行話：“三分藥劑，七分管理”。所以，對(duì)于一個(gè)穩(wěn)定的循環(huán)水系統(tǒng)而言，選擇了合理的塔型和水穩(wěn)配方固然重要，但若管理不善，同樣可能使好的設(shè)備和水穩(wěn)配方發(fā)揮不了好的作用，保證不了水溫和水質(zhì)，滿足不了工藝，甚至設(shè)備能耗增加，水冷器短時(shí)間結(jié)垢腐蝕穿孔，直至停車，后果不堪而言。
二、火力發(fā)電廠在消耗大量煤的同時(shí)，也需要消耗大量的水資源。
對(duì)水循環(huán)系統(tǒng)的運(yùn)行方式進(jìn)行優(yōu)化研究，不僅能夠節(jié)約廠用電，對(duì)于水資源的節(jié)約來說也具有重要意義。循環(huán)水系統(tǒng)的優(yōu)化運(yùn)行一直以來都是人們關(guān)注的熱點(diǎn)話題。但受制于技術(shù)和資金等因素，很多電廠在進(jìn)行循環(huán)水量的改變以及維持凝汽器最佳真空等環(huán)節(jié)上依然存在很大的不確定性。在研究背壓變化對(duì)汽輪發(fā)電機(jī)組電功率造成的影響上，目前出現(xiàn)有很多方法，但只有等效熱降方法既簡便又準(zhǔn)確，本文將對(duì)此展開研究。隨后對(duì)凝汽器最佳真空和最佳循環(huán)水流量的計(jì)算過程進(jìn)行了修正
1、等效熱降方法研究背壓變化對(duì)汽輪機(jī)電功率的影響
在進(jìn)行凝汽器的最佳真空計(jì)算以及確定循環(huán)水流量的最佳值過程中，首先需要研究明確汽輪機(jī)背壓變化對(duì)其電功率的影響。在實(shí)際的工程計(jì)算中使用過很多方法[3]，但經(jīng)驗(yàn)表明，等效熱降法是最為簡單和準(zhǔn)確的方法。下面對(duì)這種方法進(jìn)行分析。
2、最佳真空和最佳循環(huán)水流量確定方法分析
為了增大汽輪機(jī)的理想比焓降以及提高其電功率，最直接的辦法是提高凝汽器的真空，但是受到設(shè)計(jì)和實(shí)際運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性的限制，并非是真空越高越好。對(duì)凝汽器中的真空造成影響的因素較為復(fù)雜。總起上來講，要想提高凝汽器的真空，需要適當(dāng)?shù)脑黾友h(huán)水泵的泵耗。四、循環(huán)冷卻水系統(tǒng)優(yōu)化應(yīng)做好滅藻殺菌工作
循環(huán)冷卻水系統(tǒng)與其他水處理系統(tǒng)一樣，循環(huán)水在使用一段時(shí)間之后，水質(zhì)容易變差，并且會(huì)出現(xiàn)藻類漂浮物和多種細(xì)菌。處于保護(hù)循環(huán)冷卻水系統(tǒng)和優(yōu)化循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的目的，我們應(yīng)做好循環(huán)冷卻水的滅藻殺菌工作。從目前循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的滅藻殺菌工作來看，電解水是主要的滅藻殺菌方式。
電解水過程產(chǎn)生的部分臭氧和過氧化氫對(duì)細(xì)菌微生物有較強(qiáng)的殺滅作用，電極安裝的銅銀合金片電解產(chǎn)生的微量銅銀離子可以使蛋白質(zhì)變性。利用這一過程，可以有效去除循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中的藻類和細(xì)菌，達(dá)到改善循環(huán)冷卻水系統(tǒng)水質(zhì)的目的，使循環(huán)冷卻水的水質(zhì)能夠得到凈化，延長循環(huán)冷卻水的使用時(shí)間，保證循環(huán)冷卻水系統(tǒng)優(yōu)化取得積極效果。
為此，我們應(yīng)將電解水作為滅藻殺菌的主要方式，在系統(tǒng)優(yōu)化中積極應(yīng)用電解水過程，提高滅藻殺菌效率。
三、循環(huán)冷卻水系統(tǒng)優(yōu)化應(yīng)做好防腐降氯工作
為了保證循環(huán)冷卻水系統(tǒng)能夠正常工作，需要做好冷卻水的防腐降氯工作，主要應(yīng)從以下幾個(gè)方面入手：
1.電解水過程中部分活性氧和活性氫結(jié)合水體中DO（溶解氧）和水分子生成臭氧和過氧化氫，利用臭氧和過氧化氫的特性有效去除水質(zhì)中的雜質(zhì)和細(xì)菌，保證循環(huán)水水質(zhì)滿足使用要求，提高循環(huán)水的活性，達(dá)到改善循環(huán)水水質(zhì)的目的。
2.熱交換器表面由于除垢效應(yīng)，變得平整光滑，從而防止了垢下腐蝕，在目前循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中，熱交換器表面的污垢是處理重點(diǎn)。如果不能及時(shí)處理掉表面的污垢，會(huì)影響熱交換器的正常工作，因此，做好防腐降氯工作是保證熱交換器正常工作的重要手段。
3.系統(tǒng)中氯離子由于蒸發(fā)濃縮，濃度逐步增大，氯離子對(duì)冷卻水的水質(zhì)影響較大。為此，在防腐降氯過程中，應(yīng)重點(diǎn)降低循環(huán)冷卻水中的氯離子，主要應(yīng)采取吸附和中和反應(yīng)的方式消除循環(huán)冷卻水中氯離子。
四、設(shè)備工藝優(yōu)化
1.循環(huán)水系統(tǒng)變頻運(yùn)行
循環(huán)水系統(tǒng)采用高壓電機(jī)拖動(dòng)水泵工頻運(yùn)行的方式進(jìn)行生產(chǎn)，根據(jù)所需水量不同，需要靠閥門對(duì)系統(tǒng)壓力、流量進(jìn)行控制，電能浪費(fèi)較大。經(jīng)技術(shù)人員研究，對(duì)該水泵進(jìn)行高壓變頻器改造，把電機(jī)、水泵共同組合成為一體，操作人員根據(jù)生產(chǎn)工藝的實(shí)際情況設(shè)定系統(tǒng)壓力期望值，通過變頻器閉環(huán)控制程序結(jié)合DCS模擬采樣、控制的方式，跟蹤和調(diào)整工藝指標(biāo)，自動(dòng)運(yùn)行電機(jī)轉(zhuǎn)速，調(diào)整系統(tǒng)壓力和流量；也可手動(dòng)設(shè)置頻率，根據(jù)工藝要求運(yùn)行水泵，從而節(jié)約大量電能。根據(jù)實(shí)測：改造前后每月可節(jié)約132480kw/h，節(jié)能意義巨大。
2.優(yōu)化循環(huán)水系統(tǒng)管理
公用循環(huán)水泵在其變頻基礎(chǔ)上，其后續(xù)單位用水量的多少直接導(dǎo)致水泵頻率的高低，高低最高可相差20%，因響應(yīng)公司節(jié)能降耗，避峰用電號(hào)召，很多用水設(shè)備都是間歇運(yùn)行，用水量的多少與各崗位員工的責(zé)任心有直接關(guān)系加強(qiáng)員工責(zé)任心意識(shí)，就能在停用設(shè)備的時(shí)候即使關(guān)閉循環(huán)水閥門從而降低循環(huán)水用水量。
為了降低公用循環(huán)水泵運(yùn)行頻率，對(duì)用水崗位循環(huán)水閥門關(guān)閉的及時(shí)性進(jìn)行考核并制定了具體考核辦法。此舉極大地提高了員工崗位責(zé)任心，避免了崗位員工對(duì)此種現(xiàn)象習(xí)以為常，不肯做出改變，通過循環(huán)水系統(tǒng)優(yōu)化管理措施，有效提高了員工責(zé)任心和節(jié)能減排意識(shí)，公用循環(huán)水泵頻率都有了很大降低，降低循環(huán)水泵耗電量。經(jīng)過方案實(shí)施后統(tǒng)計(jì)，公用循環(huán)水泵頻率由原來的95%降低為現(xiàn)在的80%左右，每天節(jié)約電耗3000度。
種種措施，目的只有一個(gè)，那就是使循環(huán)水系統(tǒng)運(yùn)行達(dá)到最優(yōu)化，使系統(tǒng)處理效率最高，使其運(yùn)行成本最低，進(jìn)而真正做到節(jié)能減排。
結(jié)語：隨著我國的工業(yè)進(jìn)程也在不斷發(fā)展和加速，冷卻水在一般的工業(yè)生產(chǎn)中占到了百分之八十以上的比例，是工業(yè)在發(fā)展過程中一個(gè)不可忽視的、舉足輕重的環(huán)節(jié)。所以，為了更好更快的發(fā)展工業(yè)建設(shè)，我們就必須先研究好冷卻水循環(huán)問題。只有做好的了冷卻循環(huán)水系統(tǒng)的節(jié)能工作，我們才能在財(cái)政上減少一筆開支；只有做好了冷卻循環(huán)水系統(tǒng)的應(yīng)用工作，我們才能真正在實(shí)際工作中得到事半功倍的收獲效果。
參考文獻(xiàn)：
關(guān)鍵詞：循環(huán)；冷卻水；
中圖分類號(hào)： U664.81+4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)：
熱電站是生產(chǎn)裝置的主要電力和熱力供應(yīng)單位。電站有一套閉式循環(huán)水系統(tǒng)，為熱電站汽輪機(jī)、鍋爐等裝置提供循環(huán)冷卻水。工業(yè)冷卻水的循環(huán)使用是工業(yè)節(jié)水的重要措施，并已被推廣，但由于冷卻塔的冷卻原理主要是依靠傳質(zhì)傳熱，即依靠水的蒸發(fā)，從液態(tài)變成氣態(tài)時(shí)吸收大量的氣化熱實(shí)現(xiàn)的，所以工業(yè)冷卻水循環(huán)系統(tǒng)存在一定數(shù)量的水的蒸發(fā)消耗。另外，冷卻水循環(huán)系統(tǒng)為避免水蒸發(fā)引起水中鹽分的過度濃縮還必須有一定量的排污，因此，為了保持系統(tǒng)水量的平衡，必須對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行補(bǔ)充新鮮水。水的蒸發(fā)消耗量在目前的情況下相對(duì)難于收回，因此，在正常工況下，如何能夠減少新鮮水的補(bǔ)充量減少排污是節(jié)水減排的關(guān)鍵。
一、 循環(huán)水系統(tǒng)的組成
循環(huán)水系統(tǒng)中主要是由風(fēng)吹損失、蒸發(fā)損失、排污、系統(tǒng)滲漏、旁濾反洗排污等幾部分損失構(gòu)成了系統(tǒng)補(bǔ)水量，在下面將對(duì)其進(jìn)行技術(shù)分析，提出循環(huán)水節(jié)水減排的措施。
二、分析與探討
2.1 蒸發(fā)水量
冷卻塔傳熱依靠熱傳質(zhì)，傳質(zhì)即水的蒸發(fā)將熱量從水傳遞到空氣，然后由蒸汽帶出塔外，在這部分熱量傳遞過程中，冷卻塔水的蒸發(fā)水率按下式計(jì)算：
Pe=KzfΔt
即：E/R=（0.1+0.002T）（T1+T2）
式中：E為水的蒸發(fā)量，m3/h；R為循環(huán)水量，m3/h；T為進(jìn)塔空氣干球溫度，℃；T1、T2為進(jìn)塔和出塔水溫，℃。
在一般情況下：T=30℃，T1-T2=10℃，則E =1.6%R。
由上式可見：蒸發(fā)水量為循環(huán)水量的1.6%。往往占到補(bǔ)水量的70%左右。良好的水質(zhì)，較大的水量，在冷卻塔上是否可以考慮蒸氣水的回收系統(tǒng)，回用到循環(huán)水補(bǔ)水上，是十分有益的。
2.2 旁路過濾
冷卻塔利用空氣將水中的熱量帶出塔外，但同時(shí)又將空氣中大量的灰塵洗滌至水中。清潔空氣含塵量約為0.2mg/L，中溫差冷卻塔運(yùn)行氣水比為0.8，洗塵率為10%，則要冷卻1m3工業(yè)冷卻水約有14.3mg灰塵進(jìn)入循環(huán)水，灰塵的絕大部分會(huì)沉淀，但其中一小部分會(huì)懸浮水中增加水的懸浮物含量。除此之外，循環(huán)水懸浮物含量還與水中原有的泥砂、粘土、難溶鹽、生物粘土、菌藻以及電解質(zhì)的滲透等因素有關(guān)。由于他們會(huì)對(duì)系統(tǒng)造成污垢和腐蝕，因此，為了保證循環(huán)水系統(tǒng)的正常運(yùn)行，必須控制循環(huán)水的懸浮物含量、加大旁濾水處理量，旁濾水量建議為循環(huán)水量的10%左右。在旁濾效果不能保證時(shí)，循環(huán)水的排污水量將大幅度增加，控制好旁濾效果是循環(huán)水節(jié)水的最重要措施之一。
大型敞開式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)采用旁流處理的目的是節(jié)約用水，主要思路是采用適當(dāng)旁流處理工藝，將循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中不斷增加的、限制水處理效果的有害成分除去，并將排污水再生處理后作為補(bǔ)充水回用到循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中。 這樣可以提高工業(yè)水的重復(fù)利用率、減少廢水的排放量，基本實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的“零排放”，具有節(jié)水、節(jié)能及降低生產(chǎn)成本等作用。
2.3 改善循環(huán)水水質(zhì)，提高濃縮倍數(shù)
循環(huán)水系統(tǒng)的排污損失水量應(yīng)根據(jù)對(duì)循環(huán)水水質(zhì)的要求通過計(jì)算確定，可按下式計(jì)算：
Qb=【Qe－（N－1）Qw】/（N－1）
式中：Qb為排污損失水量，m3/h；Qe為蒸發(fā)損失水量，m3/h；Qw為風(fēng)吹損失水量，m3/h；N為循環(huán)濃縮倍率。
由上式可以看出：濃縮倍數(shù)的提高意味排污損失的減少，節(jié)水率的提高，但也使系統(tǒng)的含鹽量越來越高，運(yùn)行也越來越不穩(wěn)定。因此循環(huán)水的水質(zhì)控制是提高濃縮倍數(shù)的關(guān)鍵?；谘h(huán)水處理藥劑的水平和使用局限性，為使目前的循環(huán)系統(tǒng)在高濃縮倍數(shù)，特別是隨著水質(zhì)相對(duì)較差的新水或回用水做系統(tǒng)補(bǔ)充水的狀況下，系統(tǒng)能夠保持平穩(wěn)運(yùn)行，不帶來嚴(yán)重的污垢、生物粘泥、腐蝕和結(jié)垢等問題，需要針對(duì)不同性質(zhì)的補(bǔ)充水和循環(huán)水質(zhì)開發(fā)經(jīng)濟(jì)有效的水處理工藝和設(shè)備，適度改善循環(huán)水水質(zhì)。減小排污水量、提高濃縮倍數(shù)，是循環(huán)冷卻水系統(tǒng)節(jié)約用水、降低水處理成本的重要措施。 采用旁流處理選擇性地去除冷卻水中的懸浮物、 溶解固體和微生物等有害成分， 是實(shí)現(xiàn)冷卻水系統(tǒng)即時(shí)在線清潔和冷卻水水質(zhì)改善的積極措施。 與提高濃縮倍數(shù)和市政污水再生回用等手段相比，旁流處理是容易實(shí)現(xiàn)而且成本較低的節(jié)水方式，它與化學(xué)處理相配合使用時(shí)， 一方面可以不斷改善冷卻水水質(zhì)， 提高緩蝕阻垢效果， 延長生產(chǎn)設(shè)備的使用壽命，改善換熱設(shè)備的傳熱效果；另一方面還可以顯著減少系統(tǒng)的排污水量和補(bǔ)充水量， 減少因排污而導(dǎo)致的水處理劑的流失， 并減輕由此引起的水體污染 高華生提出的由“化學(xué)混凝纖維過濾—弱酸樹脂軟化—反滲透” 三個(gè)基本單元構(gòu)成的新型三級(jí)旁流處理工藝，具有流程簡單、功能齊全、設(shè)備緊湊、
經(jīng)濟(jì)合理、操作靈活、便于實(shí)施等特點(diǎn)，適用于大型工業(yè)循環(huán)冷卻水系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的“零排放”運(yùn)行。分析結(jié)果表明，采用三級(jí)旁流軟化—凈化處理工藝，
可以大大減少補(bǔ)充水、 排污水量和水處理劑等費(fèi)用支出，在實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的“零排放”運(yùn)行的同時(shí)可以改善水質(zhì)處理效果，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益。
3 結(jié)語及展望
通過以上幾點(diǎn)分析，標(biāo)明循環(huán)冷卻系統(tǒng)的節(jié)水應(yīng)主要以提高穩(wěn)定濃縮倍數(shù)、加強(qiáng)旁濾處理效果等為主要技術(shù)手段。我們對(duì)循環(huán)冷卻水節(jié)水技術(shù)展望如下：
（1）加強(qiáng)對(duì)循環(huán)冷卻水的現(xiàn)場監(jiān)測，包括水質(zhì)、黏泥、掛片及監(jiān)測換熱器等，應(yīng)用和開發(fā)新型的查漏技術(shù)，做好節(jié)水工作。
（2）開發(fā)高效的高濃縮倍數(shù)循環(huán)冷卻水處理技術(shù)及其節(jié)水成套技術(shù)。
（3）重視水質(zhì)穩(wěn)定處理技術(shù)的進(jìn)步，采用高效優(yōu)質(zhì)水處理藥劑和配方來適應(yīng)高濃縮倍數(shù)運(yùn)行的要求。
（4）重視補(bǔ)充水水質(zhì)，降低補(bǔ)充水濁度以減少帶入循環(huán)水中的泥沙等懸浮物的含量， 對(duì)補(bǔ)充水進(jìn)行軟化，采用混合補(bǔ)水模式，提高濃縮倍數(shù)，減少排污和新鮮水的用量。
（5）重視循環(huán)冷卻水的回用，開發(fā)循環(huán)冷卻水回用新技術(shù)、新工藝，達(dá)到節(jié)約用水的目的。
參考文獻(xiàn)：
[1]史貴華. 火電廠降低循環(huán)冷卻水損耗及優(yōu)化運(yùn)行的措施[J]. 熱電技術(shù),2007,01:15-17.
【關(guān)鍵詞】 空調(diào) 冷卻水系統(tǒng) 設(shè)計(jì)
引言
空調(diào)系統(tǒng)管路錯(cuò)綜復(fù)雜，循環(huán)冷卻水管理系統(tǒng)以整體的形式安裝在一個(gè)經(jīng)防腐處理的金屬機(jī)箱內(nèi)，直接固定于系統(tǒng)的機(jī)房就進(jìn)測量、便于觀察的墻壁上，水路，電路經(jīng)過防水接頭連接分別進(jìn)入干箱和濕箱。因?yàn)樗w具有很大的比熱物理特性，是良好的冷媒，因此，空調(diào)的循環(huán)冷卻水系統(tǒng)多是利用自來水作為冷卻的載體，迅速帶走制冷機(jī)組壓縮機(jī)轉(zhuǎn)移的熱量。本文著重探討一下空調(diào)冷卻水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)問題。
1.空調(diào)冷卻水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則
1.1靈活性
冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)具有的特點(diǎn)是減少或避免與安裝新設(shè)備有關(guān)的系統(tǒng)停運(yùn)。這些特點(diǎn)應(yīng)適用于集中站房內(nèi)的冷卻系統(tǒng)和建筑物內(nèi)的冷水管路構(gòu)架，其中一些特點(diǎn)包括為以后的設(shè)備，如水冷式機(jī)架、集中式空調(diào)器、計(jì)算機(jī)房空調(diào)器與集中站房設(shè)備等安裝時(shí)需預(yù)留管道閥門和管蓋。集中站房應(yīng)考慮在負(fù)荷增加時(shí)能添加冷水機(jī)組、水泵與冷卻塔。全面的靈活性時(shí)常會(huì)受到集中站房內(nèi)管道分布系統(tǒng)的限制。當(dāng)數(shù)據(jù)中心在線后，從避免運(yùn)行中斷和實(shí)施費(fèi)用的角度看，一般禁止用改變管道尺寸的方法去求得容量增加。
1.2可擴(kuò)展性
冷卻系統(tǒng)需要有擴(kuò)展能力，以適應(yīng)負(fù)荷增加。建筑物內(nèi)的管路系統(tǒng)設(shè)計(jì)，應(yīng)能支持建筑物內(nèi)的冷負(fù)荷密度。還需考慮水泵的能耗、系統(tǒng)的靈活性和冷水儲(chǔ)存，以確定總投資。機(jī)房應(yīng)有足夠的空間供未來的冷水機(jī)組、水泵和冷卻塔之用。機(jī)房內(nèi)冷水和冷卻水系統(tǒng)的分、集水器的大小，從運(yùn)行的第一天起到容量增加，以及達(dá)到未來的規(guī)劃容量，應(yīng)都能很好地適應(yīng)其變化。
1.3便捷性
冷卻水系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)安裝方便，位置可見、易近。設(shè)計(jì)者應(yīng)提供維護(hù)與操作閥門、控制裝置、傳感器和大型設(shè)備所需的通道。在集中機(jī)房內(nèi)，可設(shè)置升降機(jī)、吊車、起重機(jī)等，用于搬動(dòng)重的設(shè)備和部件。冷水管與冷卻水管的走向應(yīng)避免與冷卻系統(tǒng)的設(shè)備搬動(dòng)發(fā)生沖突；像水泵、冷水機(jī)這類機(jī)械設(shè)備的布置，應(yīng)方便徹底更換；切斷閥門的位置也必須能在更換時(shí)不便服務(wù)中斷。因此，它們的布置與整個(gè)管路系統(tǒng)的集成是非常重要的。
2. .空調(diào)冷卻水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
2.1水冷卻
水冷卻的方法采用一套復(fù)雜的外置冷卻系統(tǒng)，通過機(jī)架內(nèi)一個(gè)閉合回路水冷系統(tǒng)對(duì)電子元件進(jìn)行冷卻，供水和排水管道布滿整個(gè)數(shù)據(jù)中心。這種緊湊型的系統(tǒng)能夠減少空氣流過的路徑，從而減少了風(fēng)扇的能耗。這種緊湊型散熱方法最大程度上降低甚至是完全消除了冷熱空氣的混合，解決當(dāng)前數(shù)據(jù)中心大幅增長的能耗成本的問題。
2.2安裝傳感器
在回水母管循環(huán)水泵的前方，設(shè)置一個(gè)引流口，通過一個(gè)針形調(diào)節(jié)閥引出一個(gè)很小的水樣，濾除較大的顆粒膠體或雜質(zhì)進(jìn)入測量裝置，有效延長傳感器的維護(hù)周期，流經(jīng)電導(dǎo)池測量裝置之后另一端與大氣開放進(jìn)入積水槽，這個(gè)測量旁流流量僅有100-300mL/min，這個(gè)水量與冷卻塔蒸發(fā)和風(fēng)吹損失水量相比顯得微不足道。冷卻水管理系統(tǒng)的整體機(jī)箱盡可能與取樣點(diǎn)的距離就近安裝，水樣進(jìn)入流通測量裝置后，可以再通過流通裝置上的兩調(diào)節(jié)閥進(jìn)行微調(diào)，使出水到集水槽末端口的流量控制在200-400mL/min之間，又因?yàn)榱魍ㄑb置的出水口與大氣相通，傳感器不承受壓力會(huì)使得傳感器的運(yùn)行更加平穩(wěn)、使用壽命明顯延長很久。因?yàn)檠h(huán)水水質(zhì)的老化是一個(gè)緩慢的進(jìn)程，不存在測量數(shù)據(jù)滯后的問題，測量裝置和儀表直接安裝在一個(gè)壁掛的箱體內(nèi)，由于就近測量減少了很多干擾的可能，檢查維護(hù)顯然十分方便。加強(qiáng)循環(huán)冷卻水的運(yùn)行管理是空調(diào)實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排，延長設(shè)備使用壽命的重要環(huán)節(jié)，而通過電導(dǎo)率的變化控制循環(huán)冷卻水濃縮倍數(shù)，實(shí)現(xiàn)有科學(xué)依據(jù)的排污、換水又是節(jié)省水力資源的優(yōu)先手段，可以有效的避免過量的排污造成水源的浪費(fèi)，加大廢水處理的投入，減少藥劑的浪費(fèi)，實(shí)現(xiàn)高效、低耗、節(jié)能運(yùn)行。
2.3設(shè)置排污管
排污管采用插入母管的形式安裝，已獲得最大的固定強(qiáng)度，靠近母管的附近設(shè)置一個(gè)高壓截止閥，供檢修時(shí)關(guān)閉水源。排污管路一般在工程施工的過程已經(jīng)預(yù)留，電導(dǎo)率濃縮倍數(shù)超標(biāo)排污是由循環(huán)冷卻水管理系統(tǒng)來自動(dòng)驅(qū)動(dòng)完成的，當(dāng)達(dá)到預(yù)先設(shè)置的濃縮倍數(shù)的上限時(shí)系統(tǒng)自動(dòng)啟動(dòng)排污。在遭遇低氣壓引起的循環(huán)水溫度很難降下來的工況下，循環(huán)冷卻水管理系統(tǒng)的溫度傳感器檢測到持續(xù)超溫之后自動(dòng)啟動(dòng)超溫緊急換水程序，這項(xiàng)功能系統(tǒng)內(nèi)部自動(dòng)組態(tài)指向排污，啟動(dòng)同一個(gè)電磁閥實(shí)現(xiàn)緊急排污。由于靜態(tài)水壓取決于建筑物的高度，循環(huán)水的壓力可能會(huì)很高，必須選擇先導(dǎo)型電磁閥，并充分的考慮電磁閥的耐受壓力等級(jí)。如果空調(diào)具有利用谷電制冰水功能，當(dāng)出現(xiàn)持續(xù)超溫狀況時(shí)，還能自動(dòng)啟動(dòng)冰水熱交換功能的循環(huán)，以最快的速度平抑熱負(fù)荷過載。
2.4測量取樣管
取樣管采用1/2無縫鋼管焊接，母管里面的開口迎向水流，避免沿管壁形成的雜質(zhì)進(jìn)入取樣管線，增加內(nèi)部過濾器的負(fù)荷。針形閥上方一定要設(shè)置截止閥以便于維修。
2.5信號(hào)傳輸設(shè)計(jì)
循環(huán)冷卻水系統(tǒng)具有流量統(tǒng)計(jì)功能，在排污口和補(bǔ)水口安裝兩臺(tái)電磁流量變送器，將信號(hào)傳遞給管理系統(tǒng)，可以獲得整整一個(gè)運(yùn)行季節(jié)的排污量統(tǒng)計(jì)，補(bǔ)水量統(tǒng)計(jì)，蒸發(fā)損失量統(tǒng)計(jì)，能夠提供一個(gè)運(yùn)行季節(jié)的經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)的分析數(shù)據(jù)，對(duì)于提升運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性管理至關(guān)重要。為補(bǔ)充緩釋阻垢藥劑的補(bǔ)充與投加提供了數(shù)據(jù)支持，管理系統(tǒng)的內(nèi)部可以自動(dòng)依據(jù)每噸水量需要補(bǔ)充的藥劑數(shù)量，或者通過藥劑的濃度比例自動(dòng)算的補(bǔ)充藥劑數(shù)量，換算成計(jì)量泵的動(dòng)作時(shí)間或脈沖數(shù)量，這一功能完全實(shí)現(xiàn)了藥劑投加的量化管理，及節(jié)省藥劑成本，又能有效的避免藥劑的不足引發(fā)的運(yùn)行隱形事故，有效地延長設(shè)備的使用年限。系統(tǒng)在設(shè)計(jì)安裝排污或補(bǔ)水流量計(jì)時(shí)充分的考慮到系統(tǒng)的壓力不確定性，安裝距離的不確定性，而選擇電磁流量計(jì)做配套，使用遠(yuǎn)傳信號(hào)做信息傳輸。
2.6整體化機(jī)箱
循環(huán)冷卻水管理系統(tǒng)采用集成的模式，將電化學(xué)專業(yè)測量、人機(jī)界面、熱工測量，組態(tài)控制、專業(yè)軟件，通信軟件，取樣流通等技術(shù)全部整合成為一個(gè)整體的弱電系統(tǒng)，形成一個(gè)系統(tǒng)化的整機(jī)，系統(tǒng)具有很好的兼容性和穩(wěn)定性，客戶能夠通過一站式采購得到成套管理系統(tǒng)，并且有制造商提供技術(shù)支持和商業(yè)培訓(xùn)，在產(chǎn)品升級(jí)換代時(shí)可以得到相應(yīng)的升級(jí)。循環(huán)冷卻水管理系統(tǒng)分為干箱和濕箱兩個(gè)部分，干箱內(nèi)部是電子系統(tǒng)，濕箱內(nèi)部是取樣流通、過濾裝置。所有的測量都在濕箱完成，僅需將水樣的管路進(jìn)行連接就可以了；干箱內(nèi)部集合了全部測量和控制系統(tǒng)。
結(jié)束語
綜上所述，冷卻水的設(shè)計(jì)僅是空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一部分，采用綜合控制系統(tǒng)，可以使工程施工更加輕松，循環(huán)水系統(tǒng)得到更多的保護(hù)和監(jiān)控，確保空調(diào)系統(tǒng)的正常運(yùn)行。
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