摘要：通过一系列的改造，使浓海水用于凉水塔循环冷却，在提高了冷却效果、节约了淡水资源的同时，利用纯碱生产反应余热对浓海水进行加热、蒸发增浓，大量节约了纯碱生产中原盐的消耗量。保护了海洋环境，提高了纯碱企业效益。
关键词：浓海水；循环冷却塔；循环水；余热；改造
1 淡水循环冷却水塔现况
1.1现有淡水循环冷却塔运行状况
某公司原循环水装置分为闭路循环水和开路循环水系统。闭路循环水水质较开路循环水水质要差一些，浊度较高略显棕褐色，闭路循环水中投加缓释阻垢剂和杀菌灭藻剂。循环水补充水来自陡河水和深井水。
补充水总量夏季平均约3300m3/h，最大补水量约3600m3/h，冬季最少约2800m3/h（其中包括供热电分公司约550m3/h，供热电总公司循环水约850m3/h，供氯碱化纤约800m3/h）。
1.2现有淡水循环冷却塔构造
循环冷却塔为机械通风式逆流冷却塔，它由配水系统、淋水填料、风机、电机、风筒、收水器和其它装置组成。配水系统的作用是将热水均匀的分配到冷却塔的整个淋水面积上，从而使淋水装置发挥最大的冷却效力，我们采用的配水系统为管式配水系统。淋水填料的作用是将配水系统溅落的水滴经多次溅散成微细小水滴或水膜，增大水和空气的接触面积，延长接触时间，从而保证空气和水的良好热、质交换作用。我单位淋水填料为薄膜式淋水填料。风机是冷却塔设备中的重要部件，其性能的优劣将直接影响到冷却塔的热工性能，现使用的风机型号为L80A、L85A两种。风筒为迥转型动能回收型风筒，以保证进风平缓和消除风筒出口的涡流区。收水器的作用是减少水量损失改善冷却塔周围环境。
1.3现有淡水循环冷却塔使用单位及要求
闭路循环水：水通过钛板换热器、螺旋板换热器等用水设备后经闭路循环回水管自压上冷却塔冷却后入集水池、吸水池，池中水经过加入阻垢缓蚀剂、杀菌灭藻剂（夏季）后，方可正常供闭路循环水，如此往复蒸发水量定期由开路回水或直流水系统补充。闭路给水压力0.44~0.46MPa，回水压力0.1~0.15MPa，供水温度≤33℃。开路循环水：直流水通过碳化塔生产装置后，经开路循环回水管自压回流至冷却塔冷却后，进入集水池开路吸水池、地面水储水池，供给碳化塔、盐水、石灰等工序生产用水及生活冲洗用水，损失水量由直流水系统直接补充。开路给水压力0.43~0.44MPa，回水压力0.1~0.2MPa，供水温度≤30℃。
2 海水循环冷却塔的改造及运行状况
2.1冷却塔改海水的工艺流程
加压后经原有管道51km送入公司生产装置区，进入原有海水缓冲桶，海水加压后经部分碳化塔、吸收塔换热，然后将浓海水送新建海水循环凉水塔上部。冷却后浓海水经循环加压泵送部分碳化塔和吸收塔水箱，带出生产余热，返回海水循环凉水塔上部，构成浓海水循环冷却。
浓海水蒸发换热降温同时，达到浓海水进一步增浓。部分增浓海水自吸收塔出水引出进一次化盐系统。改造后浓海水有效利用量为1500m3/h，增加用量480m3/h，全部蒸吸工序和部分碳化塔改用了浓海水循环冷却。原有淡水循环水系统0#~10#凉水塔，继续为部分碳化塔和其他换热设备提供冷却。
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2.2对海水循环冷却塔的构造要求
海水冷却塔中，对淋水填料的要求特别高，由于海水冷却塔相对于淡水冷却塔而言，热力性能有一定程度的下降，这就要求海水冷却塔中的填料具有更高的热力性能，同时常年在海水环境下运行的填料容易结化学和生物垢，这又要求海水淋水填料具有防堵抗污能力。因此，海水冷却塔选用了TX-Ⅲ型双斜梯波薄膜填料。配水系统采用管式配水系统，配水管采用PVC-U材质，喷头采用NS型三溅式防松喷头布水。风机采用海水冷却塔专用风机，该型号和材质的风机非常适用于大型机力海水冷却塔，满足海水冷却塔要求风机具有高效率和耐腐蚀性的特点。风机叶片主要成分采用高强度环氧乙烯基树脂，同时对叶片各部位按等强度原则进行
优化设计，对应力集中处和薄弱部位，采用了耐化学腐蚀金属与耐海水侵蚀玻璃钢结合，减少了因局部失效和常年在海水环境下运行易老化而影响使用寿命的几率。金属轮毂、减速箱外壳等金属材料喷涂能耐海水腐蚀的保护层，减速机轴封件采用耐海水腐蚀的进口件，油位计和引出管道均采用SS316L不锈钢材质。电机进行防霉处理，还经过了绝缘、金属抗真菌、害虫和抗腐烂的特殊处理。风筒为特种玻璃钢材质迥转型动能回收型风筒，为防止海水的侵蚀和菌藻的滋生，在原材料树脂中添加特种防霉剂，在风筒成型阶段，内表面增刷特种树脂两遍。收水器为专利产品SJ型高效低阻加筋弧形收水器，其飘水损失率仅为0.0015%以下，符合国家标准GB/T23248-2009《海水循环冷却水处理设计规范》中海水冷却塔飘水率应小于系统小时循环水量的0.002%。
浓海水中的硫酸根离子在一次精制过程中可与除镁反应产生的钙离子形成硫酸钙不溶物，可除掉与硫酸根等当量的钙离子，并去除了海水中的硫酸根，一次精制产生的盐泥送入压滤工序压滤回收淡盐水；一次精盐水中杂质仅剩余钙离子，与碳酸钠反应，二次精制产生的盐泥（碳酸钙）通过进一步加工生产出轻质碳酸钙产品，实现废物的高附加值利用。二次精制后精盐水盐分较低，故又增加了二次化盐工序及三次精制工序，目的是为了提高精盐水盐分。在一次精制除镁的过程中，利用芒硝溶液除去部分粗盐水中的Ca2+，这样就降低了二次精制中碱液的消耗。由于芒硝的价格远远低于纯碱的价格，使盐水精制成分大为降低；同时芒硝溶液可以替代原盐，降低纯碱生产的盐耗。并采用适当工艺有效解决硫酸钙结疤问题，极大节约了精制成本。
2.3浓海水循环冷却系统改造后水质指标和用户要求
浓海水超过一定浓度后，做纯碱生产系统循环冷却水需要全除钙镁精制，彻底消除换热器、管路结垢，降低循环水体泥污含量。在充分调研、大量实验的基础上，可知，浓海水氯浓度小于28tt时，做循环水则不需要全除钙镁，仅需加入缓蚀阻垢剂即可满足要求。，Cl-平均浓度为21.44tt，小于28tt。
故只需加入缓蚀阻垢剂即可满足要求。浓海水在引入我公司前已经投加缓释阻垢剂，故我单位不需在投加，节约了成本费用。浓海水循环冷却系统改造后，用于蒸馏塔、吸收塔、部分碳化塔等钛材材质换热器换热，淡水用于压缩机、流化床、炉气换热器、部分碳化塔等设备换热。浓海水循环系统进行电化学防腐、牺牲阳极的阴极保护、通入直流电源等，用于解决海水的腐蚀、结垢等问题。这些措施大大降低了浓海水对管道、设备的腐蚀风险。
3 投用后效果
浓海水代替淡水作循环冷却水使用后，新增冷却塔与原有冷却塔比，每台海水循环冷却塔减少了淡水用量约为35~50m3/h。现已新建2台套浓海水冷却塔，改造6台套淡水循环水冷却塔（包括氯化钙4台套）。则每年节省淡水约245.28万m3。每吨水价格按6.85元/t计，则每年可节约成本1680.168万元。
结语：
项目改造投用后，可以进一步降低纯碱盐耗，降低淡水消耗，同时纯碱生产系统余热资源得到了一定程度的利用，浓海水的利用总量得到较大幅度提高，减少浓海水排放，保护了海洋环境，一举多得，具有显著的经济效益、社会效益。
参考文献：
[1]粱珊珊.浅谈纯碱生产工艺中降低盐耗的方法[J].工程技术：文摘版，2016（8）：00295-00295.
[2]蔡启浩，谢谦，文明通.不停车化学清洗在纯碱循环冷却水系统中的应用[J].广东化工，2016，43（8）：72-73.
论文作者:丁泽国,赵涛,何国庆
论文发表刊物:《基层建设》2018年第28期
论文发表时间:2018/11/16
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