冷却循环水范文
时间：2023-03-17 03:09:46
导语：如何才能写好一篇冷却循环水，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。
篇1
一，何谓冷却循环水，何谓冷却循环水系统
冷却循环水是指通过换热器交换热量或者直接接触换热方式来交换介质热量并经冷却塔凉水后，循环使用，以节约水资源，这种水叫做冷却循环水。冷却循环水的处理方式有：软化法处理；水质稳定剂法处理；物理方法处理等。目前在大型循环水系统中大多采用投加水质稳定剂方法来处理。
随着现代城市建设的发展，冷却循环水系统已经成为了不可或缺的一部分。冷却水循环系统对应于冷冻设备，有位于裙房屋面的冷却塔、位于地下二层的循环水泵、手动、电动蝶阀，过滤器、电子除垢仪等。冷冻主机位于地下一层，冷却水共用供回水总管。系统最低处设置放空排污阀。由于考虑到有时候位于裙楼的水压不够，所以特地增设了补水泵供水系统，由冷却塔集水盘内上下水位控制水泵启停。管道在跨越变形缝处增设了伸缩节。穿跃室内处墙板处均设置了刚性防水套管。水泵及冷水机组前后管道上均设置了压力表。为了保护冷冻主机，在其进水管上设置了水流指示器与主机联锁。这就是日前最为常见的冷却循环水系统的配置方式。工业循环水系统是为生产设备实施水冷却而配置的。以水作为冷却介质，并循环使用的一种冷却水系统。冷水流过需要降温的生产设备后，温度会上升，如果马上排放，则冷水只用一次（称直流冷却水系统）。如果使升温冷水流过冷却设备则水温回降，可用循环水泵送回生产设备再次使用，这样冷水的用量大大降低，一般可节约95%以上。冷却水占工业用水量的70%左右，因此，冷却循环水系统起了节约大量工业用水的作用。
冷却循环水系统一般由生产过程中的热交换器、冷却构筑物、循环水泵以及集水池组成。冷却水降温处理的冷却构筑物一般采用冷却池或者冷却塔处理。其工作过程大致为：循环水由水泵输送到供水总管，然后分别进入各台需要降温处理的生产设备，流过需冷却的部位后汇集到回水总管，经过冷却水塔上方的布水管向下喷淋。冷却水塔顶部的风机运转时，回水在填料层中与空气流进行充分的热交换后流回储水池中。
二，冷却循环水作为消防水源的可行性分析
要想让冷却循环水作为消防水源首先要考虑的是冷却循环水的水质问题，《建规》中规定：“消防用水可由给水管网，天然水源或消防水池供给。利用天然水源时，应确保枯水期最低水位时消防用水的可靠性，且应设置可靠的取水设施”。 冷却循环水与我们的生活用水主要区别是两者所含矿物质离子成份有所不同，水温也不同。冷却循环水水质处理，可以理解为除去悬浮物、控制污垢和结垢、控制腐蚀物及微生物四个方面，冷却循环水水温一般在32-42℃之间。生活用水水温一般在18℃左右。在一般情况下，消防管网都充满压力水，使用自来水或者冷却循环水作消防水源，从产生氧化腐蚀和电化学腐两个方面来考虑，因为自来水中钙离子和镁离子等一些其它离子。冷却循环水经过处理后这些腐蚀性的离子将大大低于自来水，所以从水质上的腐蚀性上来看用冷却循环水作为消防水源是完全可行的。
将冷却循环水作为消防水时，的的确确是存在污染环境的问题的，但是消防水实际上就是一种事故用水，不会经常的使用，所以对周围整个水体环境的影响几率也非常的小；同时消防水的排水还可以通过截留等措施将其送人工业企业的调节池、初期雨水池调节或进行处理，通过处理让冷却循环水达到保护环境的要求。对于平时消防检测时所要用到的排水，因为是检测排水，排水量非常小，所以也不会对周围整体的水体环境产生影响。所以充环保上来看，冷却循环水作为消防水源也是完全可行的。
三，消防泵房与循环冷却水泵房布置
如果厂区室外消防是低压供水系统时，循环水泵的流量和扬程满足消防流量和压力要求时，笔者认为循环水泵可以用作消防水泵。因为，规范对消防水泵并没有提出特别的要求，如果发生险情时能够按照规定的流量和压力供水灭火即可：因为循环水泵是每时每刻都在运转的，这样更是增加了供水的安全性和可靠性，同时，还克服了如果单独设置消防水泵，但消防水泵长期不运转，水泵会锈蚀。一旦遇到险情，不能迅速的启动进行供水进行灭火，这样虽然单独设置了消防水泵，但实则成为了摆设，不但在投资建设时增加了成本，而已还存在潜在的危险。所以循环水泵作为消防水泵使用，既经济又可靠，是一种两全其美的方法。但是当厂区室外消防是高压供水系统时，则应该单独的设置消防水泵。规范规定，临时高压给水系统指管网内最不利点周围平时水压和流量不满足灭火的要求，在泵房内设有专用消防水泵，在发生火灾时启动消防水泵，使管网内的压力和流量达到灭火时的要求。如果是这种情况，则不能将循环水泵用作消防水泵使用，因为，临时高压给水系统要求压力很高，所以水泵的功率就很大，如果水泵以此大功率运转，就会浪费大量的电能；这样不利于节约环保的理念，同时循环水供水不需要如此高的压力 ，若采用一个供水泵，在没有险情时，循环水泵的大功率运转则是一项重大的浪费。所以当消防水压是低压供水系统时，循环水泵可以作为消防水泵，当消防水压采用高压供水系统时，则应单独的设置循环水泵和消防水泵。
四，冷却循环水作为消防水源的技术要求
《建规》规定：“一组消防水泵的吸水管不应少于两条，当其中一条损坏时，其余的吸水管仍能通过全部用水量。消防水泵宜采用自灌式引水”。冷却循环水系统设计是非常重要的，要同时考虑到冷却塔的通风性和本身的荷载的要求是否能够达到，在具体设计中，一般采用建地上式的循环水池，冷却塔建筑在池顶上，水泵采用自港式吸水，既能大大节省充水时间，又可以启动的迅速，运行起来安全可靠。
冷却循环水系统的冷水池的有效容积要能够满足消防历时间内的消防用水的总水量要求；冷却循环水系统冷水泵的供水扬程要能够满足消防水压的要求；但是如果当冷却循环水系统规模比较小、但是所需的消防水流量又比较大时，冷却循环水系统所需要最大冷却水流量和最小冷却水流量的差值小于消防水流量的要求。在这种情况下，可以适当的增加冷却水泵组的数量，冷却水泵可以采用消防泵，这样既满足了消防水流量的要求又能节约建筑成本。
《建规》规定“消防水泵房应采用一、二级耐火等级的建筑，附设在建筑内的消防水泵房，应用耐火极限不低于1h的非燃烧体墙和楼板与其他部位隔开。 消防水泵房的建筑尤为重要，不仅建筑材料要达到要求，建筑选址也应合情合理，消防水泵房一般应设在直通室外的出口。如果设在楼层上的水泵房应该靠近安全出口。 如果消防水泵房的建筑材料达不到要求或者选址不合理，一旦险情发生，消防水泵不能及时运行，这样将造成严重的后果。
五，总结
只要能充分掌握建筑冷却循环水系统的布置要求和解决冷却循环水作为消防水源的技术难题，冷却循环水作为消防水源将是一项安全可靠、经济合理的新型技术。
[参考文献]
[1] 王冠军.中水作建筑消防水源技术探讨[J].给水排水，1999
篇2
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
篇3
关键词：工业循环水冷却工艺节能减排方法
中图分类号： TE08 文献标识码： A 文章编号：
一、前言
目前，工业循环冷却水占了工业用水中的比重较大，而工业循环冷却水在工业应用中的作用很关键，因此，我们必须重视对循环冷却水的处理，采用适宜的工艺控制方法，达到节能减排的目的。
系统控制与节能的关系分析
系统中冷却塔、冷冻主机、冷却泵及冷冻泵应是一一对应开启的，应采用电动阀控制水流，不得让水流经过已停机部分的管道，而影响处理效率。开机的顺序是：冷却水泵、电动阀、冷却塔、冷冻主机，停机的顺序则相反，且冷冻机停机要提前半小时。30kW以上冷却水泵应采用软启动，多台并联，最好用变频控制，根据外界环境气候设定调节水泵功率，节能效果更好。冷却塔风机采用双速电机以及酌情适当调机叶片角度对于节能降噪有明显效果。
根据是否设置水池设置位置， 产生了循环水冷却系统的不同形式。采用集水型冷却塔，冷却水泵尽量降低设置，并将冷却水进水总管适当放大，以增大蓄水量，既减少管道阻力、节能又保证水泵的正常运行。
工业循环水冷却工艺的具体节能减排方法
工业循环水系统基本流程一般是：给水管网来的新鲜水经循环水处理装置缓蚀阻垢处理后进入循环水给水管网，供全厂冷换热设备使用，换热后水温达到设计值后，进入循环回水管网，一部分经冷却塔换热后温度降低10度左右，依靠重力沉降于塔下水池，另一部分约占总水量的3%进入旁滤系统，过滤以降低循环水浊度，再进入塔下水池，经格栅进人吸水池，再经过缓蚀阻垢、杀菌灭藻药剂处理，水质稳定后，经循环水泵升压送至循环水给水系统。要减少循环水系统用水量，最主要的措施是提高循环水的浓缩倍数。
循环水浓缩倍数的定义如下所示：浓缩倍率：循环冷却水中某种盐分的浓度／补给水中某种盐分的浓度以循环量为10000m3／h、冷热水温差10℃的循环水系统为例，不同浓缩倍数下的补充水率、排污率和节水率在使用循环水较使用直流水具有显著的节水减排效果，浓缩倍数在1.5，补充水率为3.31%，折算成节水率为96.69%；污水排放率为2.23%，折算成减排率为97.77%。随着浓缩倍数升高，节水减排效果提高，节水率和减排率提高，但提高的幅度逐渐下降。目前，由于水源紧张，水价上涨，排污收费增加，个别企业循环水浓缩倍数已提升至6以上。目前我国化工企业循环水浓缩倍率一般在2左右，如果都提高到6，可减少循环水补充水40%，减少污水排放80%。要提高循环水浓缩倍率，主要通过以下几种方法：
1.对水处理配方进行优化
提高循环水浓缩倍率，在补充水水质不变的情况下，最显著的结果就是循环水中的含盐量提高，浊度增大，微生物增多等。如处理不当，将加速设备管道的腐蚀，并导致装置利用率的降低和循环水水质的恶化。通过调整循环水处理配方，循环水浓缩倍率可以提高到3-4。
循环水高浓缩倍数运行情况下。加药、加酸设施的安全可靠是水处理的基础，因此要求循环水系统有较高水平的水质在线监测和自动加药系统，因此要以系统运行的稳定、可靠，减少操作波动为首要条件，选用与系统相适应的自动连续加药(加酸)设备。
高浓缩倍数运行时，循环水离子含量和污染物含量增加，浊度和微生物控制难度加大，需要加强旁流处理和杀菌。配备旁流过滤器，其流量为循环水量的3%-5%，以降低循环水中的悬浮物、胶体和部分微生物，有利于控制循环水腐蚀及结垢。
2.改善循环水补充水水质
在循环水系统水质不变的前提下，要提高循环水的浓缩倍数，最直接的方法就是提高循环水补充水的水质。特别是对于补水水质较差，或受客观条件限制，无法大幅提高水处理剂的性能时，也可以采取对补充水进行预处理的办法，改善补水水质，以利于循环水系统浓缩倍数的提高。这种措施在北方高碱、高硬水系尤其适用，而且综合效益明显，目前在一些企业已得到了成功应用。
按《石油化工给水排水水质标准》，石油化工敞开式循环水水质要求Ca2+质量浓度为30-500mR／L，而石为，石油化工企业给水水质标准为Ca2+质量浓度≤175mg／L。假设循环水Ca2+质量浓度为500mg／L，补充水Ca2+质量浓度为175mg/L，则循环水浓缩数倍数为2.86。若采用顺流再生固定床技术对循环水补充水进行离子交换处理，生成的软水中阳离子质量浓度约为80mg/L。这样，在不改变循环水水质状况的情况下，循环水浓缩倍数可达到6.25倍，补充水量由大约2%降低为1.4%，节水30%。
采用循环水分级浓缩串联补水技术
近年来，我国电力系统开发了一种经济适用的循环水浓缩串联补水技术。该工艺将循环水分成两级进行处理，补给水串联运行。第1级原水进入第1级机组循环水系统低浓缩倍率运行，(浓缩倍率小于等于2)，第1级循环排污水经过滤、弱酸离子交换树脂脱碱软化处理后作为第2级机组循环补给水，第2级机组的循环水系统采用高浓缩倍率运行(浓缩倍率小于等于4.5，且循环水总浓缩倍率大于等于6.0)，其排污水经澄清过滤和反渗透处理后可作为锅炉补给水或循环水系统补给水。该技术已在西柏坡电厂成功运行多年，与常规循环水单级浓缩处理系统比较，其优点主要有：
(1)浓缩倍率高。综合循环水浓缩倍率可达6～9，节水效果明显、排污量较小、经济、安全、可靠；
(2)解决了提高浓缩倍率与凝汽器管材结垢或腐蚀的矛盾；
(3)对循环水浓缩倍率2倍左右的循环水装置，改造方便，适用性强；
(4)减少了废水排放量；
(5)节约投资、占地面积小。
与空冷技术相比，分级浓缩串联补水技术工程造价低(约是空冷的1／10)。缺点是冷却水系统的蒸发、风吹损失需另寻办法解决。空冷技术耗水率低，缺点是工程造价高、运行管理复杂。以1200MW规模电厂为例，采用分级浓缩串联补水技术，需投资4000万元左右，解决了约占1／2循环水水量的排污损失(1566万t/a左右)，具有显著的环境效益、经济效益和社会效益。按石家庄市工业企业用水价2.98元／m3计，节约水费4666.68万元／a。1年即可收回投资。采用空冷技术，投资约5亿元左右，节水约3200万t／a。水投资分别为：2.55元／t和15.6元／t。
4.采用空冷技术来实现节能减排
空气冷却方式和水冷却方式的讨论持续了相当长的时间，到目前为止仍在进行两者之间的经济分析与讨论。但是，空冷器的优越性越来越得到人们的认可，以空冷代替水冷的趋势仍日益明显。
目前，国内化工企业只有个别单元采用了空冷技术，但在西部电力行业已广泛推行。资料介绍在中东缺水地区已有装置在设计中广泛采用了空冷技术。其显著效果是循环水用水量降低50%-70%左右，总用水量降低25%～35%，减少污水排放30%～40%。使用空冷技术不可避免带来装置占地面积的增大和电耗的增高。由于西部地区黄河流域水中氯离子含量高，采用高浓缩倍率循环水技术有困难，并且该地区缺水严重、土地资源和能源相对丰富，因此空冷技术在该地区特别适用。杨相益在《空冷凝汽器在石油化工装置中的应用》一文中对某滨海炼油厂新建柴油加氢精制装置中汽轮机凝汽设备选择空冷和水冷方案做了技术经济比较，最终选择了空冷方案。通过分析，空冷流程可显著降低水耗量，但电耗明显增加，蒸汽用量变化不大，但总能耗较水冷流程要低，系统排污量大幅度降低。投资增加是空冷流程推广困难的主要原因。
四、结束语：
工业作为用水大户，应该把循环水的节能减排放在首位，目前我国工业循环水冷却工艺技术在应用实践都相对落后，还有潜力可挖，相关部门应加大推进工业循环水的节能减排措施，从环境保护角度切实的积极推进节水政策。
参考文献：
[1]朱羽中,钱效南.工业循环水节水新思路[J]. 石油化工环境保护. 2011(03).
[2]俞军.工业循环水节能减排方案浅析[J]. 中国工程咨询. 2012(08).
篇4
我国水资源总量占世界水资源总量的7%,居第6位。但人均占有量仅有2400m3,为世界人均水占有量的25%,居世界第119位,是全球13个贫水国之一。我国是一个贫水国家,按国际标准,每人每年水供应量在1000t以下就是缺水国家。目前,中国缺水在千亿立方米以上。不少地区人均水资源已同世界闻名的缺水国家以色列相近。黄土高原地区情况就是这样。我国被列为世界上贫水的国家之一。特别是北方、西部广大地区缺水特别严重。我国东南地区由于地面水资源污染引起水质性缺水情况也很严重。在全国670座大中城市中,有400座城市不同程度地缺水。其中110座城市严重缺水。面对如此缺水的严峻形势,我国工业用水量却浪费惊人。主要是工业用水重复利用率低。工业用水重复利用率只有20%~30%。仅为发达国家的1/3。一般的冷却系统均采用敞开式循环冷却水系统,冷却水用过后不是立即被排放掉,而是收回循环再用。水的再冷是通过冷却塔或其他冷却设备来进行的。由于敞开式循环冷却水系统水的再冷却是通过冷却塔来进行的,因此冷却水在循环过程中要与空气接触,部分水在通过冷却塔时还会不断被蒸发损失掉,因而水中各种矿物质和离子含量也不断被浓缩增高。为了维持各种矿物质和离子含量稳定在某一个定值上,必须对系统补充一定量的冷却水(补充水)。并排出一定量的冷却水(排污量)。这种敞开式循环冷却水系统要损失一部分水,但与直流冷却水系统相比,可以节省大量的冷却水,且排污水也相应减少,而且减少系统对外界的热污染。因此不论从节约水资源,还是从经济和保护环境的观点出发,都应设法降低各类工厂的冷却水用量,减少排污水量。工业冷却水占工业用水的80%以上,对冷却水实行循环利用,具有显著的环境效益、经济效益和社会效益。如果循环水平均浓缩倍数由2.2提高到4.0,每1万立方米循环水可以减少70~80m3的循环水补充水。同时还可以减少排放70~80m3的污水。因此,如何提高工业水的重复利用率,并合理、科学地使用工业水就显得极为重要。
2循环水系统中存在的问题
循环冷却水处理,最重要的是解决换热设备的结垢和腐蚀问题。结垢要影响换热效率,多耗能源,影响工艺操作。腐蚀会降低设备使用寿命,并存在安全隐患。
2.1腐蚀
水在冷却塔内和空气充分接触,循环水中的溶解氧得到补充,所以循环冷却水中溶解氧总是饱和的。水中溶解氧是造成金属电化学腐蚀的主要原因,这是冷却水循环使用后易带来的一大问题。
2.2沉积(含水垢及污垢)
水在冷却塔中蒸发,使循环水中盐含量逐渐增加,加上水中二氧化碳在塔中解析逸散,使水中碳酸钙在传热面上结垢析出的倾向增加,这是问题之二。2.3微生物黏泥冷却水和空气接触,吸收了空气中大量的灰尘、泥沙、微生物及孢子,使系统的污泥增加。冷却塔内的光照、适宜的温度、充足的氧和养分都有利于细菌和藻类的生长,从而使系统黏泥增加,在换热器内沉积下来,造成黏泥的危害,这是水循环使用后带来的问题之三。
3产生问题的原因
3.1换热器的材质
根据实践经验,不同材质组合虽然有利于提高换热效率,但带来的电偶腐蚀和水质处理上的难度也是不可忽视的。例如化肥厂的水系统,在碳化塔工段使用铝合金换热水箱,就存在铝管与钢铁连接处的电偶腐蚀问题,循环水也难以回用高碱度废水(铝对Cl-、Na+、K+等耐受能力较弱)。同时,碳化水箱设计为U形管,管径较细,冷却水在其中流速慢,碳化液温度高,易结垢和沉积污垢。
3.2运行工艺的影响
3.2.1水垢附着
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(≤1.6W/(m•K),钢材一般为45W/(m•K))。
3.2.2设备腐蚀
循环冷却水系统中,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。这是由多种因素造成的,主要有:冷却水中溶解氧引起的电化学腐蚀;有害离子(Cl-和SO2-4)引起的腐蚀;微生物(厌氧菌、铁细菌)引起的腐蚀等。从大量垢下腐蚀的情况分析,有两种情况:一种是锈垢。这种垢大多为瘤状,瘤周为黑色,主要是水质pH值偏低,铁细菌和硫酸盐还原菌繁殖的后果;另一类是污垢与金属接触部位细菌繁殖的后果。主要是水的流速慢,换热面上或系统设备上积存杂质和污垢所造成。
3•2•3微生物的滋生与黏泥
在循环水中,由于养分的浓缩,水温升高和日光照射,给细菌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,形成沉积物附着在传热设备表面,即生物黏泥或软垢。
3•2•4污垢沉积
污垢沉积主要是冷却水流速偏低造成的,特别是夏季水温高,膦系水处理系统微生物黏泥大量滋生,流速慢的地方,紧贴管壁的生物黏泥更减缓了本来就缓慢的水流,结果是恶性循环。提高冷却水流速不利于污垢存留,一般大于0•9m/s的水流,污垢或黏泥难以在循环水系统中管道和设备上附着。
4水质指标
根据装置长周期运行对水质的要求,以及国标《石油化工给水排水水质标准》(SH3099-2000)的规定,循环冷却水水质指标如下。
4•1污垢热阻
所有循环水均存在污垢沉积影响换热的问题。污垢热阻值的规范指标规定为(1•72~3.44)×10-4m2•k/w。由于现行大多是采用磷系配方(包括聚磷和复合配方),其污垢是否附着换热器而影响换热,除了水的流速、流量、药剂浓度外,菌藻微生物繁衍滋生也是重要的因素。当加了杀菌灭藻剂后,微生物黏泥少,污垢就少,换热就好。菌藻微生物随时都在繁殖,污垢热阻值也在不断变动之中。所以,污垢热阻这一指标难以准确反映实际情况,很多流于形式。
4•2悬浮物和浊度
其允许值低于或等于30mg/L。由于新鲜水水质问题或者旁滤池的运行情况不好以及微生物的繁衍滋生等原因,造成循环冷却水的悬浮物和浊度经常超标。
4•3pH值
指标为8•0~8•6。根据实践运行情况,循环冷却水在较高pH值条件下运行,可有效防治系统腐蚀。优良的药剂与垢离子络合成不溶物,在旁流处理或沉积池中沉积而不断与循环水分离,循环水的碱度和pH值不仅不会随循环水的浓缩而提高,反而会降低或平衡在一个相对稳定的范围内。
4•4碱度
指标为≤500mg/L。使用磷系的最高允许指标为500mg/L,一般动物中不能超出此指标,否则将产生磷酸钙结垢,废氨废碱更不敢回收入循环水中使用。为了防止碱度升高,曾有加酸处理。但磷酸盐本身要增加碱度,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。
4•5钙离子
指标为≤600mg/L。循环水中有一定钙离子有利于缓蚀。高分子聚合物使钙镁离子成为胶体络合物再转化非离子泥垢。实际运行中,钙离子浓度与碱度、pH值和药剂二者之间存在联动关系。在规定的加药量、pH值、碱度指标内,钙离子也自动平衡在一个相对稳定的范围。
4•6铁离子
循环水中如果有铁离子存在,是循环水系统出现腐蚀的一个信号,一般在低pH值条件下出现。
4•7氯离子(以Cl-计)
循环水系统是钢铁材质,循环水中Cl-≤1000mg/L,有铜、不锈钢材质Cl-≤400mg/L。氯离子是造成金属腐蚀的重要因素。
4•8石油类(COD)
指标为<10mg/L。聚合物能使水体中油类聚集,只要设计好集油池,油类会自动上浮并与循环水分离。
4•9浓缩倍数
浓缩倍数是循环冷却水处理上常用的术语。是循环水中的含盐量与补充水中的含盐量的比值。缩倍数受补充水水质和循环冷却水水质标准制约。由于我国大部分水处理采用的是磷系(含聚磷)配方。因此,浓缩倍数实际上成了循环水运行中一项重要的硬指标。按照国标《石油化工给水排水水质标准》(SH3099-2000)的规定,化工行业的浓缩倍数应当大于3•0。炼油系统的浓缩倍数应当大于2•5。由于有机磷药剂存在水解的问题,它与钙镁离子的络合状态随时存在于动态变化之中。循环水浓缩过程中,这种络合平衡指数不断被打碎,水的pH值升高,碱度增加,就会出现有磷酸钙垢或含磷、锌污垢的问题。解决这一问题的出路,就是要不断排放一部分循环水,并补充新鲜水和药剂。实现这一过程的关键措施就是控制水的浓缩倍数。浓缩倍数事实上是控制了磷系药剂在循环水系统中的停留时间。但排放的一部分废水,必然含有尚未失去功能的有效药剂。这些含磷废水不仅浪费大量的水资源,而且对环境有害,是水域富营养化,赤潮频发的重要因素。
5水质管理
5•1冷却水闭路循环尽量不排放
循环冷却水系统属于闭路循环系统,水池内的水通过泵送到各用户处,从用户处回来的水通过冷却塔进行冷却,并同时投加缓蚀阻垢剂。经过冷却塔冷却处理的水回到水池,供用户重复使用。正常情况下,系统根据所要控制的浓缩倍数,会产生一些排污水。但大部分冷却水是循环使用的。冷却水的循环使用要注意两点:①冷却塔集水池应设置一定容积的积存污物和淤泥之处,便于污物沉积,并设置便于清除淤泥的设施。集水池出口处和循环水泵吸水井应设计拦截杂物的拦物网。②密闭式循环冷却水系统的管道底点处应设置一定容积的积污罐或过滤器,便于污物沉积和排出。管道高处应设排气阀。
5•2清洗和预膜
清洗和预膜是工业循环水系统开车时的惯例,通过清洗可以很快去处锈垢,通过预膜可以保护设备减轻腐蚀。但是,清洗和承膜带来的负面效应也是不容忽视的。清洗和预膜过程中要浪费大量的水,所有清洗、预膜药剂均随着置换废水进入环境水域,这里边有大量酸类、磷酸盐和高浓度锌及其化合物等,均属污染环境的物质。
5•3日常水质管理
贯彻执行国家、省、市及有关部门颁发的有关法律、法规和规章,贯彻执行股份公司和兰州石化分公司下发的有关水质管理文件。认真做好日常的水质指标的管理。
5•3•1腐蚀速度
由于冷却循环水中富有氧,碳钢的金属表面并不是均匀的。当它与冷却水接触时,会形成许多微电池,产生氧化还原反应,继而对金属产生腐蚀。为了有效控制腐蚀,按照国标《石油化工给水排水水质标准》(SH3099-2000)的规定要求碳钢腐蚀速率≤0•075mm/a,不锈钢的腐蚀速率≤0•010mm/a。
5•3•2黏附速率
黏泥主要是指微生物黏泥,在冷却水中由于水中溶解的营养源而引起细菌、霉菌、藻类等微生物群的增殖,并以这些微生物为主体,混有泥沙、无机物和尘土等,形成附着的或堆积的软泥性沉积物。冷却水系统中的微生物黏泥不仅会降低换热器和冷却塔的冷却作用、恶化水质,而且还会引起冷却水系统中设备的腐蚀和降低水质稳定的缓蚀、阻垢和杀生作用。为了减少微生物黏泥,按照国标《石油化工给水排水水质标准》(SH3099-2000)的规定,要求化工系统碳钢管黏附速率≤15mg/(cm2•月),炼油系统的碳钢管黏附速率≤20mg/(cm2•月)。
5•3•3微生物数量控制
含有微生物的补充水不断进入循环冷却水系统,与此同时,冷却塔中从上面喷淋下来的冷却水又从逆流相遇的空气中捕集了大量的微生物进入冷却水系统。冷却水系统中充沛的水量为这些进入的微生物的生长提供了可靠的保障。冷却水的水温通常被设计在32~42℃之间(平均温度为37℃),这一温度范围又特别有利于某些微生物的生长。因此,有些冷却水系统成了一些微生物的一个巨大的捕集器和培养器。为了控制微生物数量,按照国标《石油化工给水排水水质标准》(SH3099-2000)的规定,要求异养菌总数≤1×10E+5个/mL。
篇5
关键词：循环冷却水 化学药剂 化学处理
1 冷却水处理技术
循环水系统中所遇到的腐蚀、结垢、生物污垢这几个问题，采用水处理技术是能够解决的。也只有采用冷却水处理技术，冷却水循环后的技术经济效益才能充分发挥。所谓冷却水处理技术，是指针对循环水系统的水质、设备材质、工况条件选择缓蚀剂、阻垢剂、分散剂、杀生剂正确匹配组成水处理配方。提出工艺控制条件、提供相应的清洗、预膜方案等。把这一全过程称为冷却水处理技术。其中将缓蚀剂、阻垢剂、分散剂等组成配方，确定适宜的工艺控制条件，进行循环冷却水的基础处理和正常运行处理，这是冷却水处理技术的主要内容。
冷却水处理中所用的缓蚀剂、阻垢剂、分散剂、杀生剂等化学品可统称之为水质稳定剂。这些化学品的研究开发、生产是循环水处理的基础。没有先进的、性能优良、价位适中的水质稳定剂就根本谈不上现代的循环水处理。因此，这些水质稳定剂的研究和生产一直是水处理界关注的热点。
2 中国冷却水处理技术及水质稳定剂的发展
中国冷却水处理技术的发展，是随着大型化肥石油、化工、冶金装置的引进而发展起来的，起步较晚，比发达国家晚30～40年，但坚持自己的发展 道路，瞄准国外的发展趋势，结合国情进行研究和应用，因此起点高、发展快，到目前为止，中国已经开发成功：①传统磷酸盐配方；② 磷系复合配方；③ 磷系碱性水处理配方；④ 全有机配方；⑤ 钼酸盐水处理配方；⑥硅酸盐水处理配方。其中磷系碱性水处理配方和全有机配方是当前国内处理技术的主体。这些水处理技术在实际工业应用中达到较高的水平。设备的腐蚀率、污垢热阻这两个主要技术指标均可达到国际先进水平，已在许多大型引进装置中实现水处理技术和药剂国产化。
水质稳定剂的发展是随着现代冷却水处理技术的发展而发展的。发展历程，大体上讲是70年代打基础，80年代大发展，90年代上水平这样一个发展趋势。目前国内有水质稳定剂生产厂家不低于200家，主要技术依托于天津化工研究院和南京化工大学。但具有一定规模和自身开发实力的厂家也只有几家。从技术上讲少数产品的生产技术已处于国际领先水平或国际先进水平；部分产品处于80年代国际水平；相当一部分产品特别是大宗产品的生产技术仍处于国外60、70年代的水平。
循环冷却水处理用阻垢缓蚀剂一般由分散剂、有机膦、缓蚀剂等组成。下面就几种单体的发展和趋势作一简述。
2.1 分散剂
阻垢缓蚀剂配方中分散剂的选择和比例，对其阻垢和各组份之间配伍、协同性能具有至关重要的影响。
2.1.1 起步阶段
60年代，开始使用的阻垢分散剂主要是木质磺酸钠等，它们有一定阻垢作用，能部分解决水垢沉积和锌盐稳定问题，但远远满足不了生产厂家对阻垢性能的要求。
2.1.2 聚羧配使用阶段
70年代，开始使用聚丙烯酸类聚合物，同时将具有优良缓蚀性能的有机膦如HEDP、ATMP等复合使用。70年代后期，多元羧酸共物阻垢分散剂开始大量出现，使阻垢分散剂上了一个新的台阶。图1和图2表明了一些共聚物阻CaCO3和Ca3(PO4)2结果，显示了这类共聚物的优良的阻垢分散性能。
2.1.3 多官能团共聚物使用阶段
80年代，随着环保对排污的限制和循环水浓缩倍数的提高，各种高性能的共聚物阻垢分散剂不断出现，尤其是含磺酸、膦酸和其它官能团的共聚物，因其性能优良已引起普遍关注和应用。美国的Calg on、Nalco、Betz、Rohm&Hass，日本的栗田，德国的Hass Geffers Colgue等公司，在开发有机磺酸、不饱和羧酸二元共聚物的基础上，已向磺酸、羧酸和膦酸基官能团的三元或多元共聚物的发展 ，其性能比二元共聚物大大提高。国内目前也有厂家开发出三元和四元共聚物，应用表明，其完全可代替T-225等产品。
2.2 缓蚀阻垢剂
2.2.1 有机膦酸盐
有机膦酸盐由于结构稳定的磷酸根含量低，减少了形成磷酸钙垢的危险，也减轻了环境富营养化污染的压力，在70年代得到迅速发展 。目前大多数阻垢缓蚀剂配方中含有HEDPATMP等有机膦酸。
南京化大工学沈鸿礼教授于1999年开发出了二乙烯三胺五甲叉磷酸(DTPMP)，试验表明，DTPMP对钙的容忍度大幅度提高，在几个厂的应用表明，它完全可以替代HEDP、ATMP、EDTMP等常见有机膦酸，它的应用可以解决高浓缩倍率的循环水冷却水处理的阻垢问题，具有良好的应用前景。
2.2.2 低磷使用阶段
80年代，由于环境保护要求限制磷的排放，开始注意低磷、非重金属缓蚀剂的发展。一方面加强含磷量更低的阻垢缓蚀剂的开发和应用，如2-膦酸丁烷-1，2.4三羧酸(PBTCA)和羧基膦基乙酸(HPAA)，PBTCA的含磷量只是HEDP的38.2%。另一方面有机膦酸盐与其它非磷药剂的复合也得到了新的发展，使配方中的磷含量有较大幅度降低。如钼系、硅系、钨系水处理配方。
2.3 杀生剂
2.3.1 氧化性杀生剂
这是最早使用的一类杀生剂，其中使用最为广泛的氯气和次氯酸盐，它们对水中的微生物有优良的杀灭作用和抑制作用。但是它们的杀生作用受水的pH值影响较大，pH值越高，杀生作用越差，同时ClO-会与B30铜管中的镍反应，使B30铜管产生腐蚀，故高浓缩倍率循环水高pH值情况下，一般不使用Cl2及次氯酸盐。取而代之的是二氧化氯，ClO2不但具有适宜pH范围广，抑制微生物的能力比Cl2强，同时还具有剥离性能。近几年，ClO2在循环冷却水处理中的应用越来越多，其生产和应用技术发展很快。
2.2.3 非氧化性杀生剂
循环冷却水处理中氧化性杀生剂和非氧化性杀生剂必须交替使用，以防止循环水中微生物对其产生抗药性。非氧化性杀生剂所用的主要有季胺盐、异噻唑啉酮、戊二醛等。季胺盐由于使用时产生泡沫多，容易形成假水位，且与阻垢缓蚀剂相容性差，近来在电力系统中已基本不单独使用。在高浓缩倍率循环冷却水中，戊二醛复合杀生剂和异噻啉酮具有较好的性价比。目前已在多个厂应用中得到证实。
3 提高循环冷却水浓缩倍率的方法
四川省火电厂循环水的补充水质较为接近，其水质大体为：
Ca2+：2.0～4.0碱度：2.0～4.0 mmlo/L
Cl-：＜50 mg /LSO42-＜100 mg /L
pH：7.0～8.0
试验表明，如不加酸调pH，只进行投加阻垢缓蚀剂和杀生剂进行水质稳定处理，极限浓缩倍率一般不会超过3.8，经济浓缩倍率一般为2.5～3.4，如需要提高浓缩倍率达到节水的目的，同时又保证循环水系统良好的阻垢、缓蚀、杀生性能，可以从以下几个方面进行选择。
3.1 加酸处理
循环水投加硫酸，降低碱度，同时投加阻垢缓蚀剂进行循环冷却水的阻垢缓蚀处理，这是高浓缩倍率循环水处理较为成熟的方法。但有许多厂虽然有加酸设备，但使用的不多，究其原因，运行的浓缩倍率不高，只投加阻垢缓蚀剂可以达到良好的阻垢缓蚀效果；同时投加硫酸时，由于浓硫酸具有强腐蚀性，操作不当易引起灼伤；对加酸管道腐蚀性强，易引起管道腐蚀穿孔。
但是，如四川几个敞开式循环水系统的浓缩倍率大于3.5，目前情况必须投加硫酸进行辅助处理，否则提高浓缩倍率运行的经济性和可靠性将很难得到保证。
3.2 低磷阻垢缓蚀剂配方
在进行阻垢缓蚀剂配方的筛选时，必须考虑其组份间的配伍、相容、增容性能。同时在高浓缩倍率运行条件下，还应使用低磷配方，低磷配方一个方面要求开发的阻垢缓蚀剂本身含磷量低，另一方 面要求循环水中含磷量低，使其排污水符合环保要求。从目前国内现有水稳剂单体看，含AMPS基团的三元、四元共聚物、PBTCA、HPAA、DTPMP等应在配方中得到应用。而T225、聚丙烯酸、HEDP、ATMP、EDTMP等应被取代。
3.3 补充水软化处理
对补充水部分或全部进行软化处理，降低循环水成垢离子浓度(Ca2+)，对提高循环冷却水浓缩倍率是有好处的。从可行上讲，部分补充水进行软化处理是可行的。一方面软化处理设备投资和运行成本可以降低。另一方面对循环水防腐有利，具体处理多大比例，需要通过试验确定。
3.4 循环水旁流处理
对部分循环水进行旁流处理有两种方法：一是对部分循环水进行软化处理。二是对部分循环水进行自动过滤处理。第二种方法在高浓缩倍率运行电厂中已有应用。特别近年来自动反洗过滤的出现，使其应用得到了较快的推广。
4 循环水监测技术
4.1 循环水自动加药
高浓缩倍率循环水由于其缓冲性小，保证循环水的正常、稳定加药至关重要。循环水自动加药就其原理主要有两种：一是利用荧光系统技术的自动监测加药系统。二是利用循环水电导变化控制水中药剂浓度的自动加药系统。通过自动加药系统能控制循环水系统中的药剂浓度的目标管理在很小范围内，从而达到平衡操作，使药剂发挥最大的作用和节约用药的目的。
4.2 凝汽器腐蚀、结垢检测
循环水系统现场检测主要是通过安装旁路挂片、小型换热器以及腐蚀、结垢检测仪等，直接观察冷却水系统的腐蚀和结垢情况、生物粘泥形成情况，从而判断已采用的循环水处理方案是否正确。
河北电力试验研究院化学室研制的CDH循环水在线检测仪在江油发电厂330 M机组上已经成功应用。它对冷却水系统结垢、腐蚀、粘泥滋生等可进行直接观察，同时通过连续测定污垢热阻可定量反映凝汽器铜管热交换情况，对保证循环水系统有效处理，保障机组安全、稳定、经济运行具有重要的意义。
4.3 浓缩倍率的测定
篇6
关键词循环冷却水 细节处理 优化设计
中图分类号：S611文献标识码： A
冶金行业是工业用水大户，这些行业的生产用水中冷却水用量占90%以上，其循环冷却水系统的补充水量又占整个工程项目一次用水(新鲜水)量的60%一70%，因此工业循环冷却水系统的细节化处理及优化节能设计显得尤为重要。
各行业工业企业准入条件对水的循环利用率有明确的要求，清洁生产标准中的技术指标要求也对工业用水重复利用率给予限定。工业循环水系统设计是工业企业设计的重要部分。卜文结合有关规范和结合工程经验，对工业循环水系统设计中容易遗漏的细节加以描述，对涉及到相关专业的设计细节加以说明，并对循环水的清洗预膜和排水、安全生产和节省投资方而的设计细节加以分析。以期为工业循环水系统设计提供参考。
1设计细节优化
1.1冷却塔的优化设计
（1）冷却塔是循环给水系统的重要设备，而冷却塔的布置又是影响冷却效果的关键因素。但在实际工程中，总会出现随意摆放冷却塔的现象。在《工业循环水冷却设计规范》(GB/T 50102-2003)中第2.1.1条，已明确规定冷却塔在厂区总平而布置中需考虑的因素，并在2.2章节、2.3章节和2.4章节的相关条目中明确了各式冷却塔的布置要求。冷却塔之间或塔与其他建筑物之间的距离，除了应考虑塔的通风要求、塔与建筑物之间的相互影响外，还应考虑厂区建筑物平立而的协调等诸多因素。所以切记在循环水设计中，充分考虑冷却塔的布置以达到最佳通风效果。
（2） 按照《工业循环冷却水处理设计规范》(GB50050-2007)中第3.2.11条有关要求，冷却塔水池出水口或循环冷却水泵吸水池前，应设置便于清洗的拦污滤网。但在设计过程中，特别是对于间冷开式系统的循环冷却水泵的吸水池前，设计人员通常忽略拦污滤网的设计，加大了循环冷却水在冷却过程中带入杂物的可能性.甚至造成换热器的严重堵塞。
1.2 水泵及循环水池的优化设计
(1)在进行离心泵吸水井设计时，吸水喇叭口的位置摆放也尤为关键，吸水喇叭口中心的悬空高度、淹没深度及与建筑物的距离，在《泵站设计规范》( GB 50265-2010 )第9.3.3条有非常明确的规定。这一条是从运行状态和工程造价出发，在保证水泵进水管有较好的流态，使其流速分布均匀，避免进水池出现漩涡的前提卜考虑节省投资。如:悬空高度过小会使进口处水流过于弯曲，水头损失增加，水泵效率降低;悬空高度过大，吸水井底板过深，增加工程造价。
(2)在泵房进行管道安装时，经常发现管道从电机上方穿过。按照《室外给水设计规范》( GB 50013-2006中第6.6.2条有关要求，循环水泵房内的架空管道敷设时，不得阻碍通道和跨越电气设备。这是从方便操作和考虑安全运行两个角度出发而提出的要求。设计人员在处理管道设计的细节时，在保证操作通道的前提卜，应及时与电力等专业对图，以保证电气设备的安全运行。
(3)半地下式循环水泵房，其泵坑内至设有灭火器的泵房地而通道的距离超过灭火器的最大保护距离，但泵坑内没有设置灭火器的，不符合规范要求。按照《建筑灭火器配置设计规范》(GB50140-2005)中第7.1.3条有关要求，灭火器设置点的位置和数量应根据灭火器的最大保护距离确定，并应保证最不利点至少在1具灭火器的保护范围内。所以在这种情况下，必须在泵坑内设置灭火器。
(4)《工业循环冷却水处理设计规范》(GB50050-2007)中第3.2.2条指出:间冷开式系统水容积宜小于循环冷却水量的1/3但在设计过程中，计算系统的水容积意义不大，而确定循环水池的容积大小尤为重要。有些专业人员将水池容积按巧-20 min的循环水量来进行计算是缺乏依据的，水池容积应按照系统初次运行时，将水池灌满水，启动水泵，当循环回水至水池，此时水池的水位仍可满足设计最低液位即可。所以水池容积的计算与管道容积、系统中走水设备的走水部分的容积密切相关。
2 循环冷却水系统节能措施
2.1 循环冷却水系统节水措施
(1)提高工业用水系统的重复利用率。主要包括改变使用水的方式、提高所用水的重复利用率。改变使用水的方式，可以通过将直流水改变成循环水，进行重复利用;在生产工艺条件基本不变的情况下可以来实现提高水的重复利用率，这也是工业节水前期过程中主要的节水途径。但提高水的重复利用率有很多具体的条件，例如一些同生产有关的技术、经济条件等，想要使其达到理想的程度也需要很大努力，因此从总体上要提高工业用水的重复利用率是一项长期而且艰巨的任务。
(2)改变生产过程工艺、采用节水措施，实行清洁生产战略，合理地进行工业生产的布局，来提高工业用水的利用效率，也叫做生产工艺节水。生产工艺节水关系到工业生产的原料路线、生产工艺方法、流程与生产设备、工业与产品结构、生产的规模、生产组织和工业生产布局等等。总而言之，生产工艺节水几乎深入地涉及工业生产的各个方面，所以，工艺节水更为复杂、更加长远、更加艰难的任务。
2.2 循环冷却水系统节能措施
(1)引进先进的节电设备和工艺，开发经济性高的生产运行控制方法。将变频技术应用于需要调速的工艺生产中来调节控制风机水泵等设备具有较好的节能效果，变频调速技术具有非常显著的节电效果，并且该技术有优良的调速性能、广泛的生产适用性、能够延长设备使用的寿命、减少生产过程驱动设备故障发生率、提高产品的质量等优势;对于不需要调速和控制的用电工艺设备，应采用节电设备来实施节电改能;采用高效的节能的设备能给整个系统工艺带来长期的生产用电成本节约，例如采用高效的节能电机、高效节能灯、高效节能变压器等等，是节约电耗的一条非常有效的途径。
(2)提高企业的用电管理水平是工业生产节电措施中投入少、产出多的有效方法。建立电能计量措施和制定用电有效工作目标是工业生产节电的基础;工程项目设计和用电运行管理控制来提高工业生产自然功率因数是实施管理节电最有效的途径。
(3)应用无功补偿来提高功率因数是系统节电和提高电能利用率的基本途径。包括进行无功补偿来提高供配电系统的功率因数;应用无功补偿方式提高节电效率。
3关于安全生产与节省投资的设计细节
(1)在泵房集水坑内的潜水泵出水管上应设置相关止回阀，其作用是防止外部排水系统的水倒流至泵房，避免半地下式泵房被淹没，保障泵房的整体运行安全。此外，在止回阀后还应设置检修时使用的手动蝶阀或截止阀等阀门。
(2)在循环水系统中，由于停泵等原因，使流速发生突然变化而造成水锤的现象时有发生。目前为消除水锤采用的最常用的方式有:采用水锤消除器或泄压保护阀等泄压保护措施;采用管力阀、缓闭蝶式止回阀等水力控制阀等控制流速的措施。另外还有一些简单的辅助措施，如:尽量缩短管道长度;在合适位置加装一组闸阀(蝶阀)和排气阀。这些方式都能很好地消除停泵水锤，有力保障循环水系统的运行安全。
(3)有些大型的循环水系统，由于水池补水管和循环水给水管管径较大，专业人员设计时，亦将水池的溢流水管管径相应加大，导致后续废水排水管道管径全部加大，直接增加了工程投资。实际上没有必要，循环水溢流水管管径应按照以卜两个因素考虑:正常溢流水量。②循环水池超过有效水深部分的体积是否可消化系统内事故或检修排空时需要排放的水量，如果可以消化，则循环水溢流水管管径按正常溢流水量来选择即可。
4 结语
若要使工业循环水系统的设计更加合理，需要考虑施工、试运行、生产安全、造价等诸多因素。而工业循环水系统设计细节化可以使工程施工简单易行，试运行和清洗排水方便快捷，系统运行监控准确，生产安全可靠，并可以达到节省系统工程造价的目的。
参考文献
{1} GB50050-2007 工业循环冷却水处理设计规范 [S].
{2} GB50256-2010泵站设计规范 [S].
{3} GB50013-2006外给水设计规范 [S].
{4} GB50140-2005建筑灭火器配置设计规范 [S].
{5} GB/T 50102-2003 工业循环水冷却设计规范 [S].
{6}上海市政工程设计研究院.给水排水设计手册(第3册) [M].
北京中国建筑工业出版社，2004.299-310.
篇7
【关键词】循环；冷却水；系统；设计；探究
1.前言
循环冷却水系统是常见的冷却系统，以水作为冷却的介质，主要特征是可以循环使用。目前此系统已经在多个行业领域广泛应用。通常情况下，循环冷却水系统主要包括以下几个部分，冷却设备、水泵以及管道。其中冷却设备是最为重要的组成部分，主要包括换热设备、换热器、冷凝器以及反应器等。循环冷却水工作的原理简单。在凝汽器中，循环水将汽轮机排汽冷凝下来，蒸汽在气化过程中产生的热量被带走，并且在凝汽器中形成高度真空，这是降低汽轮机的排汽压力的关键所在，是其正常运转不可缺少的。这个过程是保证汽轮机理想焓降增大的过程，可以起到明显的增加功率的作用。另外，如何合理的设计冷却水系统也是至关重要的。通常情况下，冷却水系统在设计过程中应该充分考虑是否能够保证汽轮机在其它条件相同下具有最大的出力。只有这样，在整个系统运转的过程中，汽轮机才可以实现其功能的高效发挥，才能够保证使用的安全性与经济性。
2.冷却塔在循环冷却水系统中的应用
冷却塔是循环水冷却系统中常见的设备。在我国南方，水分充足并且河流较多，通常情况下会选择直流系统。但是，北方地区由于气候干燥，水分稀少便不适合采用这种设置。为了节约用水，北方冷却水系统中通常设置冷却塔，以此达到使升温后的水经过冷却塔降温后再进入凝汽器和辅机的作用，进而实现循环利用。在我国的北方地区，大中型电厂中自然通风双曲线型冷却塔成为电能产生过程中必不可少的设备，甚至成为我国北方地区电厂的标志性设备。
尽管能够循环的冷却塔具有一定的优势，较好的实现了节约水资源的目标，但是仍然需要使用一定的水资源。伴随着社会的发展以及技术的进步，这一方式也难以满足社会发展的需求。因此，机械通风直接空气冷却系统已经成为新形势下的选择。
但是，我们应该充分认识到直接空冷凝汽器在使用过程中的局限性。这一装置的安装较为复杂，通常安装在汽机间外的高架平台上，其它附属设备及轴承冷却仍然采用循环冷却水系统。通常情况下冷却塔的布置有厂区地面布置和厂房运煤层布置两种方式。但是，具体情况应该根据冷却水量的大小进行确定。
3.冷却循环水系统的相关技术以及可靠性分析
构成循环冷却水系统的装置较为复杂，每个系统之间通过密切的协调配合才能维持整个系统的正常运转。各系统之间存在工作原理、系统控制方法、设备制造工艺及安装方式之间的差异，这也就引起了每个装置能量流失方式的不同。因此，在对能力转移、流失以转换效率进行分析的基础上，我们可以选择不同的节能技术。在目前的技术水平下，对电源装置本身的优化是最简单和最高效的节能方式。另外，变频调速、高效水泵及水动能也是实现节能的有效手段。每种节能手段的侧重点不同，其中变频调速控制是从系统控制优化角度进行节能优化； 而水泵节能较为复杂，需要通过改造设备与改善设计效果实现节能。水动能冷却塔则是充分利用管网中水动能余量进行能量二次利用[1]。
循环冷却水系统的可靠性是关系其能否正常运转的重要因素。但是，其可靠性高低与多种因素密切相关。通常情况下，组成系统的各个设备的可靠性是极为重要影响因素。另外，不可忽视的是各个系统之间的连接方式也会影响到整个系统的可靠性。而提高设备可靠性的手段主要包括保证制造厂的机加工水平、设计水平、材料性质等。另外，为了提高系统的可靠性，一般均要进行可靠性设计。尤其应该对循环水泵的配置及连接等关键环节进行检查，一般设置两台或三台循环水泵，其中一台备用，连接采用冗余方式并联连接，实践证明这是可靠性较高的方式。在对设备连接可靠性理论深入研究的基础上，我们认为并联连接方式的可靠性与并联设备的个数、并联设备的可靠性以及转换开关的可靠性有关。并联设备的个数越多，并联设备的可靠性越高，整个并联系统的可靠性就越高[2]。
4. 做好循环冷却水系统的设计的策略
第一，循环冷却系统存在的一个显著问题是冷却塔进水量大于出水量。这一现象给溢流的出现以及水流失埋下了巨大隐患。在实际运行中，更难以把握的是这一现象难以被及时发现，无法做到及时发现问题和处理问题。即使当发现问题时，控制起来难度仍然较大。通常玻璃钢冷却塔的接水盘较浅，只有进水管和出水管的接口，这成为是溢水现象出现的重要原因。如果冷却塔进水量大于出水量，溢流是通过接水盘边流出。如果在冷却塔接水盘的外圈地面砌挡水槛则可以较好的避免溢水现象的出现。通常情况下挡水槛的高度设置为200- 300mm较合适。挡水槛内设地漏，溢流水通过地漏管道流到循环水池，避免了水的流失。另外，还可以采取以下措施避免这一情况的发生。有经验的运行人员在零米层可以观察到有无溢流发生，并且根据工作经验结合实际情况根据溢流水量的大小，用水泵出水阀门调节，使冷却塔的进出水流量平衡。
第二，保证空气的顺畅排出。排水管道排气原理在实际应用中具有较好价值，实际操作中需要在立管的底部和中间部位接排气管，这一位置排气管可以较好的实现气和水在不同管道中流动，保证整个系统的稳定。另外，使排气管出口高出冷却塔接水盘约500mm左右也是一种较为可行的方法。
第三，合理设置冷却塔的进出水管道。通常情况下，进出水管道在运煤层，需要做好预防冷却塔结冰的工作。因此，如何正确设置连通管及阀门，通过阀门调节使循环水不进塔是避免冷却塔结冰的关键所在。另外，这种设置也保证了冷却塔检修的充足时间，是提高设备使用效率、延长使用寿命的重要途径。通常情况下，我们认为只要循环水温经室内管道自然散热后，能满足冷却设备进水温度要求，就可采用循环水室内循环散热方案[3]。但是，在应用中需要具体问题具体分析。
冷却水循环系统的工作方式以及稳定性对冷却水温度有较大的影响。目前的冷却水系统组成结构复杂并且一般采用闭式循环方式。机力通风塔、自然通风塔以及喷水冷却池等成为冷却水循环系统正常运转必不可少的组成设备，保证这些设备的可靠性是提高系统运行质量的重要因素。
5.结语
循环冷却水系统越来越广泛用于各行业中，在工程设计中应根据实际需要，充分考虑循环冷却水系统节水节能的特点，做好系统设置、管道设置等方面的工作，以降低水资源的消耗、减少不必要的能量消耗为基本原则，做好循环水冷却系统的设置。
第一，保证系统运行的经济性和节约性。凝汽器中采用适当的强化传热措施是提高经济性较为可行的办法。改膜状凝结为珠状凝结是较为常见并且效率较高的方法，换热系数可提高数十倍。
第二，冷却水进口时尽量保持其处于低温状态。这是实现节能与高效的重要环节。冷却设备从很大程度上关系到冷却效果，因此在保证冷却水进口温度的同时还要科学的选择设备。
第三，进行科学的可靠性评价。从各个环接出发，采取可行措施，通过保证软件的容错功能实现可靠性的提高。
参考文献：
[1]赖雪怡. 密闭式工业循环冷却水系统设计[J]. 工业用水与废水， 2011，42（3）. .
[2]宋丽萍. 空压站循环冷却水系统设计优劣分析[J].鄂钢科技，2011 ，30（1）.
[3]张琳. 循环冷却水系统节能方案设计实践[J].有色冶金节能，2013 ，4（1）.
篇8
关键词：循环冷却水 水质稳定剂 缓蚀 阻垢
1 化肥循环水系统运行现状
我公司化肥厂循环水系统原用水稳剂Z851是公司研究所于20世纪80年代初期针对当时化肥系统运行工况研制开发的一种钼磷锌系水稳剂。该水稳剂对当时化肥厂的水处理起到了一定的积极作用。但随着时间的推移，化肥循环水系统的运行工况和水质状况都起了一系列的变化，Z851在应用中日渐暴露其不足，其主要表现为：缺少对铜换热器的缓蚀能力，碳钢腐蚀严重，结垢现象也较为突出，部分高温水冷器夏季有冷却不下来的现象，现场监测数据超标严重。表1、表2分别是化肥厂使用Z851水稳剂条件下现场监测数据和水冷器垢样分析结果。
从表2数据来看：铜和不锈钢水冷器垢样中的结垢因子（CaO+MgO+P2O2）都在40％以上，ZnO质量分数在20％以上，说明循环水系统中结垢和锌盐沉积都相当严重[1]；而碳钢水冷器垢样中的Fe2O3含量又反映出碳钢的腐蚀也是不容忽视的，从表1数据又同时印证系统结垢腐蚀的严重性。这说明使用Z851水稳剂，其缓蚀阻垢性能都已远不能满足目前化肥循环冷却水系统的运行状况，为此研制开发新型水稳剂势在必行。
2 新型水稳剂的实验室研制
化肥厂循环冷却水的补充水有两种水源：水库水和河道水，具体水质数据见表3，一般现场使用时是一种水源单独补加，当某种水源供水不足时，再换用另一种水源，但两种水都是超低硬度、低碱度的强腐蚀性水，经浓缩5－7倍后，仍有一定的腐蚀性，又呈现较强的结垢趋势，这对开发新水稳剂提出了更高的要求，要求其不仅有优良的缓蚀性能，同时有很好的阻垢分散性能。
表1 化肥厂近两年现场监测试管数据 年份 碳钢试验 铜试验 腐蚀速率／
（mm·a-1） 粘附速率／
(mcm) 腐蚀速率／
（mm·a-1） 粘附速率／
(mcm) 1998 0.2268 18.22 1999 0.2473 29.17 0.2229 10.58 总公司标准
(550℃灼减) w
(950℃灼减) w
(酸不溶物) w
(CaO+MgO) w
(P2O5) w
(Fe2O3) w
(Al2O3) w
篇9
1引言
在我国北方地区，冬季寒冷，气温较低，循环冷却水系统存在冻结的问题，考虑到循环冷却水对工业的重要性，以及用水量大、补水量小的特点，有必要对循环冷却水系统采取防冻措施。本文将结合北方地区的工程应用实例来讨论循环冷却水系统的防冻措施。
2工程背景
(1)工程一
该工程为软水闭式循环水系统，位于青海省某地，自然条件如下:位于青藏高原温带半干旱气候区，海拔在25252700 m之间。多年平均气温3.9℃，最热月(七月)平均气温14.6℃，极端最高气温33.4℃，最冷月(一月)平均气温一8.9℃，极端最低气温一33.7℃;最大季节冻土深度130〔二。
(2)工程二
该工程为脱盐水闭式循环水系统，位于内蒙古某地，自然条件如下:海拔约1250 m，冬季严寒而漫长，春季干旱少雨且风沙大，年平均气温5.58.0℃X2000年一2010年数据，下同)，最冷月(一月)平均气温一10.7℃，极端最低气温一32.3℃，最热月(七月)平均气温21.8℃，极端最高气温38.1℃。最大冻土深度171 cmo
3防冻措施
循环冷却水系统常用的防冻措施有:放空(辅助吹扫)、保温、伴热。埋地管道(循环水管道除外)通常布置在冻土层以下，管道地点设置放空，放空阀设在保温的阀门井内。地卜的设施，一般系统会在低点设置停车或检修用的放空管和放空阀门，有条件的可以将设备、管路设置在采暖房间内，否则对于放空管和系统中的死水段，需要尽量减小死水段的长度并考虑保温。以循环水的停留时间为不冻结的允许停留时间tFlPtFr〕计算保温层厚度，若计算结果超过保温层的经济厚度，此时尚需设置伴热。伴热方式有蒸汽伴热、热水伴热和电伴热。蒸汽伴热和热水伴热需要铺设较长的管道，管材和安装费较高，伴热的温度不稳定。
电伴热有两种:恒功率伴热和变功率伴热。前者采用伴热带以电阻丝为发热元件，发热功率恒定不变，配置温控器和温度传感器，温控器根据温度传感器的检测值来控制电路的通断。由于温度传感器检测的只是某点的温度，因此控制存在一定的不精确性，比较适合长输管线的伴热。变功率伴热采用的是自限温伴热带，这种材料具有很高的正温度热敏电阻((PTC)特性，其输出功率能随伴热对象的温度变化自动调节，不仅能控制伴热温度，还能截取任意长度，且安装方便，但价钱比较高，比较适合伴热点多且分散的工程。
3.1给、回水管道及阀门
明敷管道呈阶梯状布置或带坡布置，尽量避免频繁的高低起伏，管网的低点集中布置，在低点处设置放空管和放空阀，系统停车时集中放空。有条件时尽量布置在采暖的室内以减少全部放空时水量的浪费。埋地敷设的管道带坡敷设，在最低点处设置放空
管道和阀门。
支管、过滤器等设备的旁通管等的阀门尽量靠近总管设置，死水段根据需要设放空管道和阀门并保温，必要时增加伴热装置。
工程一中循环水管道明敷，室内不采暖，附近无蒸汽管道。管网低点处集中设置放空管，考虑到操作的便利性，将放空阀设置在操作面1.2 m高处，放空阀前的放空管均采取了电伴热，由于伴热点多且分散，伴热带采用的是自限温伴热带。
工程二中循环水管道在埋地段的最低点设置放空管道和阀门，由于主管管径较大，放空阀离开主管一段距离后设置阀门井，放空管位于冻土层以下，阀门井采用保温阀门井。露天布置的明敷管道与设备的接口较多，在接口阀门后紧挨着接口阀门设放空管道和放空阀。为尽量减小死水段的长度，放空阀采用带颈对焊配对法兰与放空管三通对焊。
管道低点放空设置见图to3.2换热设备
湿式冷却塔冬季部分停运后，由停运冷却塔负荷的热水通过旁通管直接进人冷却水收集池，通过调整进冷却塔的热水比例来保证混合后的出水温度不致过低而冻结或使后需设备和管网发生冻结。为防止运行的冷却塔填料外侧发生冻结，可在配水系统和填料层的之间设置喷淋系统，喷淋水的水源为系统的循环回水，水量为循环水量的2}%左右。为防止冷却塔侧壁水流导致挂冰增加冷却塔荷重，或冷水从进风口外溢引起周围回水台、检修平台等结冻，可在进风口卜部的冷却塔侧壁设置倒流装置。
另外，可以考虑将蒸发空冷器的喷淋泵开启防止集水盘内水结冻，必要时可考虑将集水盘内喷淋水放空。
对于露天布置的板式换热器，可以采取热水侧长流水，冷媒水放空从旁通管直流的方式。极端气候条件下，可采取全部保温甚至伴热的措施。
另外，对于停运的设备，考虑放空后可设置压缩空气吹扫系统，防止残水发生冻结或致换热管锈蚀。
工程一采用蒸发空冷器，自带集水盘，由于昼夜温差大，若夜间放空集水盘自天又须重新补水，采用放空的方式不仅增加维护成本还将造成用水的大量浪费，故设备整体设电伴热。
工程二也采用蒸发空冷器，不带集水盘，喷淋水取自系统的补水池，用高压泵送至喷淋管并设雾化喷头雾化后进行冷却可大大减少喷淋水的用量。由于寒冷季节持续时间较长，喷淋使用时间较短，故寒冷季节到来之前将喷淋水管网放空。此种形式不仅降低了设备投资和运行、维护费用，而且也有效地避免了喷淋水的冻结。
3.3供水泵
考虑到供水泵一般都设有备用泵，备用泵前后存在死水段，以及水泵定修等因素，一般布置在采暖的泵站内，否则考虑到水泵的重要性，一般在死水段设置放空设施或增加电伴热装置。
工程一中泵站采用了电取暖，但考虑到供水泵与备用泵切换等因素，供水泵前后管路均增加了电伴热，并在低点设置了放空设施。工程二中泵站设置了热水采暖。
3.4补水系统
补水管埋地部分通常需要设在冻土层以下，明敷部分设在采暖的泵站内，否则也需要设置保温，必要时考虑增加伴热。
高位水箱设置位置如无采暖，则必须设保温，必要时考虑增加伴热。气压罐一般设在供水泵前，且与供水泵一并设在采暖的泵房内。稳压装置的进、出水管道防冻措施同稳压装置。
工程一采用高位水箱进行稳压，由于设置区域无采暖，高位水箱以及连接的管道全程采用电伴热。工程二采用气压罐进行稳压，气压罐设在采暖的房间内，无需其他防冻措施。
3.5加药装置
通常加药装置设置在采暖的泵站内，室外明敷或敷设在管沟内的加药管道均设置保温，必要时增设电伴热。洗眼器可以考虑和加药装置同样的防冻措施，对设在室外或非采暖房间的洗眼器，尽量选用自排水式洗眼器。
工程一和工程二的加药装置及加药管均布置在采暖的泵站内，不需单独考虑防冻。
3.6过滤器
高速过滤器和浅层砂过滤器一般都设置在过滤器间，室内采暖或管道进行保温。
闭式循环冷却水供水泵后一般设置Y型过滤器，该过滤器和供水泵一起设在采暖泵房内，无需另外考虑防冻措施。
若自清洗过滤器设在采暖的房间内，则无需另外考虑防冻措施;否则，旁通管段需要考虑保温，必要时增设伴热，或者也可采取双阀切断并放空，具体做法见图（图略）。工程一中未设过滤装置，工程二中考虑到闭式系统运行稳定后过滤器的作用不大，故采取过滤网在系统试车前使用，试车后拆除。此法不仅可以节约投资，也能避免后期的旁通管冻结，闭式系统可以借鉴。
4小结
篇10
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：设计位(百年一遇位)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。
