總硬濃縮倍數概念在循環冷卻水監控中的運用初探
摘 要：工業循環冷卻水系統由于水中所含成分的復雜，其循環水系統的腐蝕和結垢情況也很復雜，多數情況下同時存在腐蝕和結垢，系統的狀態不是腐蝕就是結垢。所以，采用飽和指數和穩定指數就不能準確地反映工業循環冷卻水系統的水質穩定狀態。為此，我們提出了一個新的監控水質的方法——總硬濃縮倍數跟隨率法。
衡量一個循環冷卻水系統水質是否穩定，有兩個傳統的概念，即飽和指數和穩定指數。用飽和指數來鑒別水質的穩定性，從理論上說是很清楚的，但是飽和指數只能說明水質的穩定傾向，并不能指出不穩定的程度。通過穩定指數的計算，則可以對水質的穩定性做出進一步的鑒別。但是，飽和指數與穩定指數也存在著內在缺陷，那就是它們只通過分析水中碳酸鈣的溶解與析出來判斷水的結垢或腐蝕，沒有反映其他結垢或腐蝕物質所產生的作用，沒有涉及腐蝕的電化學過程和物質結晶過程，沒有考慮各雜質之間、雜質與水及金屬之間的相互關系。工業循環冷卻水系統由于水中所含成分的復雜，其循環水系統的腐蝕和結垢情況也很復雜，多數情況下同時存在腐蝕和結垢，并不象碳酸鈣飽和指數和穩定指數指出的那樣，系統的狀態不是腐蝕就是結垢。所以，采用飽和指數和穩定指數就不能準確地反映工業循環冷卻水系統的水質穩定狀態。為此，我們結合運行實踐，提出了一個新的監控水質的方法——總硬濃縮倍數跟隨率法。
總硬濃縮倍數跟隨率（以下稱R總硬）即循環水與補充水的總硬度比率與[Cl-]比率之比，用公式表示為：
R總硬＝[（Ｋ總硬/ＫCl－）]×100%
其中
K總硬＝循環水[總硬]/補充水[總硬]
KCl－＝循環水[Cl－]/補充水[Cl－]
因為循環冷卻水的Cl－通常不易損失，故濃縮倍數一般可以用K Cl－來表示。如果水的鈣鎂離子均未形成結垢（即也未損失），那么總硬的濃縮倍數K總硬應與K Cl－相等。但實際上由于多少有結垢存在，循環冷卻水中的鈣鎂離子總有些減少，這時K總硬就變小，即R總硬應小于1.R總硬越接近1，說明結垢情況越少；反之，R總硬越偏離1，則說明結垢情況越嚴重。于是通過計算R總硬值，便可達到監控水質情況的目的。
在運用R總硬對循環冷卻水系統的水質進行監控的實踐中也發現一些問題，主要表現在：
（1）補充水質的不穩定性（Cl－和Ca2＋濃度變化）導致部分R總硬值與實際情況不符，因此只能獲得階段性水質變化情況，而不是逐日逐時的。
（2）當投加含氯殺菌劑時導致[Cl－]測試受到干擾，KCl－無法計算，R總硬出現間斷性空白。
（3）當循環冷卻水的pH值發生變化（降低）時，磷系配方藥劑有可能導致生成更為穩定的磷酸鹽硬垢而不易去除。另外，含磷污水排入河網會造成河水富營養化，危害地面水水質。
利用總硬濃縮倍數概念對循環冷卻水水質進行監控的工作剛剛開展，我們將在實踐中不斷積累數據，以完善監控工作。歡迎與同行們交流并得到斧正。
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