淺談冷卻水系統的維護工作

楊 艷

（上汽通用五菱汽車股份有限公司，廣西 柳州 545007）

密閉式和敞開式冷卻水系統是一個濃縮的循環系統，對于某些高要求的工藝設備而言，在冷卻水系統中的雜質顆粒要求應小于40 μm，因此，水處理工作和過濾的選型就顯得尤為重要。

隨著汽車工業的發展，對冷卻水水系統的品質要求越來越高。在此本人結合幾年來的工作經歷,將工作中的經驗總結闡述如下,供大家分享。

1 敞開式循環冷卻水處理的重要性

冷卻水在長期循環使用后，必然會帶來沉積物附著、金屬腐蝕和微生物滋生這三個問題，而循環冷卻水處理就是通過水質處理的辦法解決這些問題。這樣做法的好處如下：

（1）穩定生產

沒有沉積物附著、腐蝕穿孔和粘泥堵塞等危害，冷卻水系統中的焊機（帶換熱器）就可以始終在良好的環境中工作。除計劃中的檢修外，意外的停產檢修事故就會減少，從而在循環冷卻水方面為工廠的長周期安全生產提供了保證。

（2）節約水資源

年產30萬噸合成氨工廠，如果采用直流冷卻水系統，則每小時耗水量達23 500 m3；如改為循環冷卻水系統，并以1.5倍的濃縮倍數運行，則每小時耗水量降為1 100 m3，如果將濃縮倍數提高到3倍，則每小時耗水量只需550 m3。

（3）減少環境污染

直流冷卻水系統，直接從水源抽取冷水用于冷卻，然后又將溫度升高了的熱水再排放到水源中去。除了將廢熱帶到水源中形成熱污染外，如果對直流冷卻水也采用化學藥劑處理以消除結垢、腐蝕，那么大量排放的冷卻水將向環境中帶入很多藥劑，對水源產生嚴重的污染。由于循環冷卻水系統可以大大減少冷卻污水的排放量，因此，對于排放的少量污水通過精心處理，即可達到所允許的排放標準，甚至作進一步處理后，可收回作系統的補充水用。這樣使循環系統形成閉路循環，不向外界排放污水，也就不會存在污染環境、破壞生態平衡的問題了。

（4）節約鋼材，提高經濟效益

一臺換熱器是由幾十到幾百根的金屬管子組成，因此，一臺換熱器往往需要成噸的鋼材來制作。不少化工廠由于對循環冷卻水未作處理或處理得不好，使換熱器損壞嚴重。例如東北某石油化工總廠，生產不到1年的時間，因腐蝕嚴重，被迫更換了56臺換熱器，消耗鋼材約120 T，其數量是驚人的。

如果作好了循環冷卻水的水質處理工作，就可減少換熱器更換的臺數，效果顯著。例如東北某石油化工廠的一個循環冷卻水系統，在未進行水質處理前，1969～1972年共更換了換熱器114臺。從1973年開始，該廠對循環冷卻水作了水質處理，這之后到1976年四年間，只更換了50臺換熱器，每年減少損耗56%，如每臺換熱器以耗用鋼材2 T計，則每年可節約鋼材32 T。如果把節約大量鋼材和設備加工制造的費用以及因停產檢修造成的經濟損失，都從產品成本中扣除，工廠經濟效益就可大提高。

2 冷卻水系統過濾器的有效選型

從2002年開始，我對公司的冷卻水系統進行了水處理，使制冷機的換熱效率得到了很大的提高。但在冷卻水系統中，因沒有足夠的停產時間，清洗間隔的周期較長，因此，還是存在雜質，一年只有元旦、春節、清明節、五一、高溫假、國慶節有時間進行徹底的水處理清洗，以上時間段一遇到有生產，則水處理工作被迫取消，自動反沖洗的濾網式直濾系統的過濾能力，在線自動反沖洗能力成為冷卻水系統水質控制的瓶頸。以下就以冷卻水系統的選型進行分析。

2.1 ARKAL過濾器在中國冷卻循環水市場上的應用

正是由于中國政府鼓勵企業提高濃縮倍數，要提高濃縮倍數，就必需使用旁濾設備，減少排污濃度。但傳統使用的砂濾器由于反沖時排污量很大（3～15%），限制了濃縮倍數的提高，ARKAL過濾器排水量很小（小于0.25%），可以勝任，而且ARKAL疊片過濾器過濾效率穩定，具有高效反沖洗能力，在反沖洗時節能節水，全自動控制，節省占地，系統操作成本低，運行可靠壽命長，具有強大的技術支持和豐富的工程經驗。

ARKAL SPIN KLIN疊片過濾系統用于冷卻水具有如下優勢：

（1）自鎖功能。經過深層過濾后，能有效地去除影響制冷機組冷卻效率的粘泥，自鎖性確保了穩定的過濾效率，杜絕大于過濾精度的雜質通過。

（2）高效反沖洗，反沖洗節能節水。反沖洗只需要7～15 S左右即可完成，反沖洗耗水量小于過濾量的0.5%。對于粘性雜質也能達到高效的反沖洗。

（3）全自動控制，連續過濾，反沖洗輪換交替進行，各單元工作，反沖洗狀態間自動切換。

（4）節省占地，模塊化系統，可以根據空間自由組合。

（5）過濾系統材料是高強度塑料，有良好的抗化學腐蝕性，耐酸，耐堿，耐鹽，耐溶劑性能。

（6）系統運行可靠，操作成本低，壽命長。ARKAL所有系統在出廠前都經過100%運轉，幾乎不需要日常維護，安裝簡便。經過30多年的工業使用驗證，過濾和反洗效果不會隨使用時間變差。

（7）強大的技術支持，豐富的工程經驗。ARKAL公司和全球各地專業的代理商合作，可以提供全球的售前售后技術支持及服務。

2.2 ARKAL過濾器在某車間冷凍水系統的應用

某車間冷凍水系統原有的電子除垢儀、電子水處理器沒有顯著冷凍水的效果。為了保證在某車間不停產的情況下冷凍水的水質，特別是要求雜質顆粒要求小于40 μ，在保證按時進行水處理工作的前提下，我在某車間的循環冷凍水系統加裝了自動清洗疊片式過濾器（阿科過濾器）作為旁濾，且在線過濾不影響生產。

2.3 SPIN KLIN過濾系統選擇

（1）標準過濾單元的選擇

SPIN KLIN過濾系統是由多個過濾單元，閥門，控制件，管道等按模塊方式結合起來的。目前，共有三種形式的過濾單元：2英寸過濾單元，內含1個SPINE組件，用于較小流量的過濾系統；3英寸過濾單元，內含2個SPINE組件，用于中等流量的過濾系統；4英寸過濾單元，內含5個SPINE組件，用于大流量的過濾系統。某車間的冷凍水系統目前的設計流量為106.7 T/h，使用ARKAL公司3英寸過濾單元組成的過濾系統。該過濾單元在40 μm精度下的流量為20～21 T/h。

（2）過濾單元基本數據選擇和安裝位置確認

按照ARKAL的經驗，在本方案設計中選擇如下：

精度：40μm；

單元流量：3英寸單元為20～21 T/h；

工藝參數：ARKAL標準工藝參數；

反沖洗模式：內源背壓反沖洗；

安裝位置：新增制冷機組的回水管處。

（3）過濾單元數量的計算

按照標準假設條件，每單元的流速為20 T/h～21 T/h，對于106.7 T/h的流量的過濾系統，共需要10個單元。所以選擇3MBL-10（代表含10個3英寸標準過濾單元的SPIN KLIN疊片式自動反沖洗過濾系統）。

（4）SPIN KLIN過濾系統運行描述

3MBL-10過濾系統含有10個3英寸過濾單元，原水由進水總管進入后，通過進水三通閥（此時三通閥導通進水總管和過濾單元進口）進入每個過濾單元進行過濾，清潔液由每個過濾單元出口三通閥出來后，匯總到出水總管后流出，完成過濾過程。隨著過濾的進行，過濾系統的壓差慢慢上升，當達到設定反沖壓力時（或反沖間隔時間），系統就進入反沖過程。第一個過濾單元的進出口三通閥改變方向，截斷進口總管和第一過濾單元，倒通反沖洗和排污，這樣反沖水由反沖洗水總管經過出口三通閥閥進入第一過濾單元，并高效反沖第一過濾單元，反沖水由排污總管排除；這時其他9個過濾單元依然保持過濾狀態，使系統實現連續過濾。當第一過濾單元反沖大約10～20 S結束后，第一單元的進口閥和出口閥再次同時改變方向，使第一過濾單元回到過濾狀態，這時過濾系統10個過濾單元都在過濾狀態，進行約5 S后，控制系統控制第二個過濾單元進入反沖洗狀態，和第一個過濾單元一樣，在第二個過濾單元反沖結束后，整個過濾系統在過濾狀態下運行5 S后再反沖洗第三個過濾單元。以此方式實現10個過濾單元按循序進行反沖后，結束反沖過程，所有過濾單元都在過濾狀態，系統回到過濾過程。整個過濾過程大約1～3 h，過濾流量為106.7 T/h，反沖用水耗量一般小于總過濾量的0.5%，在反沖狀態下，過濾系統的壓降約增加0.02 kg，而其流量不變。

2.4 應用效果分析

經過上述分析，最終這套系統在實際應用中獲得了成功，鐵銹、粘泥在自動反沖洗后，從排污管導走，某車間內的設備很少因為濾網堵塞而停機。

3 結束語

阿科疊片式過濾器要求在安裝前后要設計一個關閉閥門（廠家一般不會自帶），便于過濾器的安裝和維修。在進水口處設計安裝一個止回閥和儲水罐，以防止冷卻水漏空的事件發生。阿科疊片式過濾器配管規范是GB10（或客戶要求）。根據發動機現在的冷凍水系統需要要求配套阿科疊片式過濾器一律使用以色列的伯爾梅特閥門，其耐壓強度要求16 kg，防止因所選擇閥門的壓力過低而超壓漏水。

在冷卻水系統上使用了自動反沖洗的阿科疊片式過濾器，減少了人工清洗的工作量，結合專業的水處理技術，冷卻水系統得到了很好的維護，減少了停產檢修的時間，保證了生產的持續進行。

[1]戴維斯(Davis，M.L.)(美)，康韋爾(Cornwell，D.A.)(美)著環境工程導論[M].王建龍譯.北京：清華大學出版社，2000.

[2]GB50050-2007.工業循環冷卻水處理設計規范[S].