总硬浓缩倍数概念在循环冷却水水质监控中的运用初探（颜成淋）

衡量一个循环冷却水系统水质是否稳定,有两个传统的概念,即饱和指数和稳定指数。用饱和指数来鉴别水质的稳定性,从理论上说是很清楚的,但是饱和指数只能说明水质的稳定倾向,并不能指出不稳定的程度。通过稳定指数的计算,则可以对水质的稳定性做出进一步的鉴别。但是,饱和指数与稳定指数也存在着内在缺陷,那就是它们只通过分析水中碳酸钙的溶解与析出来判断水的结垢或腐蚀,没有反映其他结垢或腐蚀物质所产生的作用,没有涉及腐蚀的电化学过程和物质结晶过程,没有考虑各杂质之间、杂质与水及金属之间的相互关系。工业循环冷却水系统由于水中所含成分的复杂,其循环水系统的腐蚀和结垢情况也很复杂,多数情况下同时存在腐蚀和结垢,并不象碳酸钙饱和指数和稳定指数指出的那样,系统的状态不是腐蚀就是结垢。所以,采用饱和指数和稳定指数就不能准确地反映工业循环冷却水系统的水质稳定状态。为此,我们结合运行实践,提出了一个新的监控水质的方法——总硬浓缩倍数跟随率法。

总硬浓缩倍数跟随率(以下称R总硬)即循环水与补充水的总硬度比率与[Cl-]比率之比,用公式表示为：

R总硬＝[(Ｋ总硬/ＫCl－)]×100％

其中

K总硬＝循环水[总硬]/补充水[总硬]

KCl－＝循环水[Cl－]/补充水[Cl－]

因为循环冷却水的Cl－通常不易损失,故浓缩倍数一般可以用K Cl－来表示。如果水的钙镁离子均未形成结垢(即也未损失),那么总硬的浓缩倍数K总硬应与K Cl－相等。但实际上由于多少有结垢存在,循环冷却水中的钙镁离子总有些减少,这时K总硬就变小,即R总硬应小于1。R总硬越接近1,说明结垢情况越少；反之,R总硬越偏离1,则说明结垢情况越严重。于是通过计算R总硬值,便可达到监控水质情况的目的。

表1系某化纤企业1997年上半年循环水系统水质分析数据表,从表1统计的数据看出,循环水系统在投加磷系配方的阻垢缓蚀剂后,控制总磷在5.0±0.5mg/L,便可控制R总硬在90%～95%之间,达到良好的水质处理效果。在设备大检修时,观察换热器冷却水管内壁未见明显结垢,旁路挂片的结垢,腐蚀数据也大大低于允许值范围,足以说明了R总硬在循环水系统水质监控中所起的作用。

在运用R总硬对循环冷却水系统的水质进行监控的实践中也发现一些问题,主要表现在：

(1)补充水质的不稳定性(Cl－和Ca2＋浓度变化)导致部分R总硬值与实际情况不符,因此只能获得阶段性水质变化情况,而不是逐日逐时的。

(2)当投加含氯杀菌剂时导致[Cl－]测试受到干扰,KCl－无法计算,R总硬出现间断性空白。

(3)当循环冷却水的pH值发生变化(降低)时,磷系配方药剂有可能导致生成更为稳定的磷酸盐硬垢而不易去除。另外,含磷污水排入河网会造成河水富营养化,危害地面水水质。

利用总硬浓缩倍数概念对循环冷却水水质进行监控的工作刚刚开展,我们将在实践中不断积累数据,以完善监控工作。欢迎与同行们交流并得到斧正。