一种循环冷却水系统及其运行方法

摘要

本发明涉及一种循环冷却水系统及其运行方法。本发明所述的循环冷却水系统的特征在于，在补水装置与冷却水循环装置间设有补水量的检测装置。通过测量系统的补水量，计算出维持系统水处理剂浓度的水处理剂添加量。采用本发明所提供的循环冷却水系统及运行方法，可进一步缩小所述循环冷却水系统中，循环冷却水中水处理剂的实际浓度与设定浓度的偏差，有利于所述循环冷却水系统的稳定及安全的运行。

权利要求

1.一种循环冷却水系统，其包含补水装置、冷却水循环装置和排污装置，所说的补水装置、冷却水循环装置和排污装置依次相连；

且，在所说的补水装置与所说的冷却水循环装置间设有补充水量的检测装置(A)；

在所说的冷却水循环装置上设有水处理剂添加装置(D)，及所说冷却水循环装置的进口温度(t1)、出口温度(t2)、冷却水循环量(R)、环境温度(T)和循环冷却水水质的检测装置；

其中：所说的冷却水循环装置为敞开式冷却水循环装置，其包括：冷却塔、循环泵、水池和换热设备。

2.如权利要求1所述的循环冷却水系统，其特征在于，在所说的补水装置上，除了原有可采集城市用水的装置外，还设有可采集非城市用水的其它水源的装置，及所说的补水装置中水质检测装置。

3.如权利要求2所述的循环冷却水系统，其特征在于，其中所说的其它水源是地表水或/和中水。

4.如权利要求1～3中任意一项所述的循环冷却水系统，其特征在于，在所述的冷却水循环装置中的水池中设有控制循环冷却水总水量的水位控制装置。

5.如权利要求4所述的循环冷却水系统，其特征在于，其中，设置在所说的补水装置和冷却水循环装置上的水质检测装置为复合电极。

6.如权利要求5所述的循环冷却水系统，其特征在于，其中所说的复合电极是电导率-电极或/和Cl 选择电极。

7.一种运行如权利要求1～6中任意一项所述的循环冷却水系统的方法，其特征在于，所述方法的主要步骤是：由设置在所说的补水装置与所说的冷却水循环装置间的补水量的检测装置测量得所说循环冷却水系统的补水量(M)；由设置在所说的冷却水循环装置上的t1、t2、R和T的检测装置获得t1、t2、R和T的数值；按下列式(1)计算得需向所述循环冷却水系统中添加水处理剂的量(Y)；启动设置在所说的冷却水循环装置上的水处理剂添加装置，添加水处理剂，维持循环冷却水中水处理剂的设定浓度(C0)；

Y＝(M-E)×C0 (1)

式(1)中，E＝(0.1+0.002T)(t1-t2)％·R。

说明书

一种循环冷却水系统及其运行方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种循环冷却水系统及其运行方法，尤其涉及一种包含敞开式冷却水循环装置的循环冷却水系统及其运行方法。

背景技术

[0002] 现有循环冷却水系统(尤其是包含敞开式冷却水循环装置的循环冷却水系统)易发生腐蚀、结垢和菌藻滋生等问题。如此，不仅会降低热交换效率，而且会损坏设备。

[0003] 迄今，通常采用对包含敞开式冷却水循环装置的循环冷却水系统中的循环冷却水进行水质监测(可及时将不符合水质要求的循环冷却水部分排出系统外，同时添加补充水)及在循环冷却水中引入水处理剂(如缓蚀剂、阻垢剂和/或杀菌剂等)的方法避免上述问题的出现。由此可知，现有包含敞开式冷却水循环装置的循环冷却水系统中的循环冷却水是处于不稳定状态。如何保持循环冷却水的水质稳定在标准范围内，及如何维持引入循环冷却水中的水处理剂浓度在一个合理的范围内变化(而不是巨变)，成为本领域中研究热点(或者说，是难点)。

[0004] 为了维持包含敞开式冷却水循环装置的循环冷却水系统中，循环冷却水中水处理剂浓度的稳定，目前通常采用在所述循环冷却水系统的排污装置(后端)设置流量检测装置，通过所述循环冷却水系统的排污量来计算需向循环冷却水系统增补的水处理剂的量。实践表明：现有技术不能完全解决上述难点。

发明内容

[0005] 本发明的发明人经研究发现：包含敞开式冷却水循环装置的循环冷却水系统中，循环冷却水中的水处理剂量的损耗不仅限于循环冷却水系统的排污装置的排放，而有相当一部分水处理剂的损耗是由于“飘洒”和/或“泄漏”等其它不可控因素导致。因此，仅通过所述循环冷却水系统的排污量来计算循环冷却水系统的水处理剂的损失，会存在偏差，不利于循环冷却水系统的稳定运行。

[0006] 据此，本发明提供一种新颖的包含敞开式冷却水循环装置的循环冷却水系统及其运行方法，克服现有技术中存在的不足。

[0007] 本发明所述的循环冷却水系统，其包含补水装置、冷却水循环装置和排污装置，所说的补水装置、冷却水循环装置和排污装置依次相联；

[0008] 且，在所说的补水装置与所说的冷却水循环装置间设有补水量的检测装置(A)；

[0009] 在所说的冷却水循环装置上设有水处理剂添加装置(D)，及所说冷却水循环装置的进口温度(t1)、出口温度(t2)、冷却水循环量(R)、环境温度(T)和循环冷却水水质的在线检测装置；

[0010] 其中：所说的冷却水循环装置为敞开式冷却水循环装置，其包括：冷却塔、循环泵、水池和换热设备(现有装置)。

[0011] 一种运行上述循环冷却水系统的方法，其主要步骤是：由设置在所说的补水装置与所说的冷却水循环装置间的补水量的检测装置测量得所说循环冷却水系统的补(充)水量(M)；由设置在所说的冷却水循环装置上的t1、t2、R和T的检测装置获得t1、t2、R和T的数值，计算循环冷却水系统的蒸发量(E)；按下列式(1)计算得需向所述循环冷却水系统中添加水处理剂的量(Y)；启动设置在所说的冷却水循环装置上的水处理剂添加装置，添加水处理剂，维持循环冷却水中水处理剂的设定浓度(C0)；

[0012] Y＝(M-E)×C0 (1)

[0013] 式(1)中，E＝(0.1+0.002T)(t1-t2)％·R。

[0014] 采用本发明所提供的循环冷却水系统及运行方法，可进一步缩小所述循环冷却水系统中，循环冷却水中水处理剂的实际浓度与设定浓度(C0)的偏差，有利于所述循环冷却水系统的稳定及安全的运行。

附图说明

[0015] 图1为本发明所提供的循环冷却水系统的运行流程示意图；

[0016] 其中：A-补水量的检测装置，D-水处理剂添加装置。

[0017] 图2为现有技术所提供的循环冷却水系统的运行流程示意图；

[0018] 其中：A1-排污量的检测装置，D-水处理剂添加装置。

具体实施方式

[0019] 在本发明一个优选的技术方案中，在所说的补水装置上，除了原有可采集城市用水(俗称自来水)的装置外，还设有可采集其它水源(如：地表水或/和中水等)的装置，及所说的补水装置中水质检测装置。

[0020] 在本发明另一个优选的技术方案中，在所说的冷却水循环装置中设有控制循环冷却水总水量的水位控制装置(如浮球阀等)，当系统发生排污(包括正常排污以及泄漏、“飘洒”损失等非正常排污)时(即系统的保有水量减少时)，补水阀开始工作(即进行补水)；

[0021] 在本发明又一个优选的技术方案中，设置在所说的补水装置和冷却水循环装置上-的水质检测装置为复合电极(如电导率电极或/和Cl 选择电极等)。

[0022] 以下结合附图，对运行本发明所述循环冷却水系统的方法作进一步阐述。

[0023] 一种运行本发明所述循环冷却水系统的方法，其包括下列步骤(参见图1)：

[0024] (1)由设置在补水装置上的水质检测装置(如：复合电极1)检测补充水的水质(如检测其电导率，或某种离子的浓度等)，如不符合设定值要求，可调整所用城市用水与地表水或/和中水的比例，使补充水的水质符合设定值要求；

[0025] (2)当循环冷却水水质的检测装置(如：复合电极2)检测到所述冷却水循环装置中冷却水的水质不符合设定值时，将此信号传输至在线监控系统C，由在线监控系统C向排污装置发出排污指令，启动排污装置排污；

[0026] (3)当所述循环冷却水系统进行补水时，由补水量的检测装置(A)测得的补水量(M)数据传输至在线监控系统C；及由设置在冷却水循环装置上的检测装置可获得冷却水循环装置(如冷却塔等)的t1、t2、T和R的实时数据，并传输至在线监控系统C，由在线监控系统C根据补充水量M、t1、t2、T和R的实时数据，及所述冷却水循环装置(如冷却塔等)中水处理剂设定浓度(C0)，经运算可获得：维持所述冷却水循环装置(如冷却塔等)中水处理剂的设定浓度(C0)而计算所需添加水处理剂的量(Y)，由在线监控系统C发出指令，启动水处理剂添加装置(D)，向所述的所述冷却水循环装置(如冷却塔等)中添加水处理剂，维持所述冷却水循环装置(如冷却塔等)中水处理剂浓度的稳定；

[0027] 本发明具有如下优点：

[0028] (1)能有效保持系统稳定、安全运行；

[0029] (2)改变了传统后端(排污)控制的方法，从前端控制(补水)的角度出发，有效准确控制药剂浓度，消除了传统控制无法克服的系统泄漏、飘洒等影响，使排污量的计算更准确，从而使加药浓度的控制更准确、更稳定；

[0030] (3)系统的前端控制可实现对地表水或/和中水等非城市用水作为循环冷却水补充水时的有效监测和控制，前端控制监测的项目(温度、流量)更方便、更准确、更经济，大大改变了传统方法操作困难，投资运行费用大的缺点。

[0031] (4)水质指标、自动排污及自动加药控制的联动，可大大减少人工操作时产生的误差，为提高系统的自动化控制奠定了良好基础。

[0032] 综上所述，根据前端控制计算药剂补充量，大大降低了药剂计算误差，通过监测循环水补充水水质、水量能保持系统水质的稳定，水质指标、自动排污及自动加药控制的联动，能大大减少人工操作时产生的误差，有利于循环冷却水系统的稳定运行。

[0033] 以下通过实施例对本发明内容作进一步阐述，其目的仅在于更好理解本发明。因此，所列并不限制本发明的保护范围。

[0034] 实施例

[0035] 构建一个本发明所述的循环冷却水系统(其流程见图1)，该循环冷却水系统的保3 3
有水量为100m、循环量(R)为2000m/h、且其补充水为城市用水(自来水)，设定该系统中
3-
水处理剂浓度(磷系)为5.0mg/L(以PO4 计)。按前文所述运行方法(即：在系统补水端设置流量监测装置A(杭州特力声UTG28型电磁流量计)，测定系统的补充水量(M)，在系统补水端设置水质指标监测装置(美国米顿罗公司DC4500电导率值控制器)，测定补充水的电导率，传输至在线监控系统C；及在线测得的(环境)温度(T)，冷却塔进出口温度(t1)、(t2)，传输至在线监控系统C，可得系统的蒸发量(E)；由此，计算得到系统的水处理剂的添加量Y(由式(1)得)，并由在线监控系统C发出指令，启动水处理剂添加装置(D)；在冷却水循环装置上设置水质指标监测装置(美国米顿罗公司DC4500电导率值控制器)，测定系统循环水的电导率，当循环水的电导率达到设定值2200μs/cm时，由在线监控系统C发出指令，启动排污装置，当循环水的电导率达到设定值1800μs/cm时，关闭排污装置。)运行三个月，观察该系统中水处理剂在冷却水中的浓度变化情况。

[0036] 对比例

[0037] 构建一个现有循环冷却水系统(其流程见图2)，按下述运行方法：由设置在排污装置上的流量监测装置A1(杭州特力声UTG28型电磁流量计)，测量得循环冷却水系统的排污量(B)，按式(Y＝B×C0)计算得需向所述敞开式循环冷却水系统中添加水处理剂的量(Y)；启动水处理剂添加装置(D)，其他过程同实施例，运行三个月，观察该系统中水处理剂在冷却水中的浓度变化情况。

[0038] 实施例与对比例在系统条件下，运行三个月，观察该系统中水处理剂在冷却水中的浓度变化情况，结果见表1。

[0039] 表1

[0040]

[0041] 由表1可知：当采用现有技术时(对比例)，药剂浓度逐渐下降，说明系统存在其他排污，而现有技术并不能将该部分损失计入排污量，系统中初始水处理剂的浓度与最低浓度的偏差η为83.3％( C1为初始药剂浓度，Cmin为最低药剂浓度)；采用本发明所述循环冷却水系统及其运行方法时(实施例)，药剂浓度较稳定，系统中初始水处理剂的浓度与最低浓度的最大偏差η为17.6％；由此可证明：采用本发明所述循环冷却水系统及其运行方法能有效减小水处理剂的浓度偏差，有利于系统的稳定运行。