浅谈冷却水系统的维护工作

杨 艳

（上汽通用五菱汽车股份有限公司，广西 柳州 545007）

密闭式和敞开式冷却水系统是一个浓缩的循环系统，对于某些高要求的工艺设备而言，在冷却水系统中的杂质颗粒要求应小于40 μm，因此，水处理工作和过滤的选型就显得尤为重要。

随着汽车工业的发展，对冷却水水系统的品质要求越来越高。在此本人结合几年来的工作经历,将工作中的经验总结阐述如下,供大家分享。

1 敞开式循环冷却水处理的重要性

冷却水在长期循环使用后，必然会带来沉积物附着、金属腐蚀和微生物滋生这三个问题，而循环冷却水处理就是通过水质处理的办法解决这些问题。这样做法的好处如下：

（1）稳定生产

没有沉积物附着、腐蚀穿孔和粘泥堵塞等危害，冷却水系统中的焊机（带换热器）就可以始终在良好的环境中工作。除计划中的检修外，意外的停产检修事故就会减少，从而在循环冷却水方面为工厂的长周期安全生产提供了保证。

（2）节约水资源

年产30万吨合成氨工厂，如果采用直流冷却水系统，则每小时耗水量达23 500 m3；如改为循环冷却水系统，并以1.5倍的浓缩倍数运行，则每小时耗水量降为1 100 m3，如果将浓缩倍数提高到3倍，则每小时耗水量只需550 m3。

（3）减少环境污染

直流冷却水系统，直接从水源抽取冷水用于冷却，然后又将温度升高了的热水再排放到水源中去。除了将废热带到水源中形成热污染外，如果对直流冷却水也采用化学药剂处理以消除结垢、腐蚀，那么大量排放的冷却水将向环境中带入很多药剂，对水源产生严重的污染。由于循环冷却水系统可以大大减少冷却污水的排放量，因此，对于排放的少量污水通过精心处理，即可达到所允许的排放标准，甚至作进一步处理后，可收回作系统的补充水用。这样使循环系统形成闭路循环，不向外界排放污水，也就不会存在污染环境、破坏生态平衡的问题了。

（4）节约钢材，提高经济效益

一台换热器是由几十到几百根的金属管子组成，因此，一台换热器往往需要成吨的钢材来制作。不少化工厂由于对循环冷却水未作处理或处理得不好，使换热器损坏严重。例如东北某石油化工总厂，生产不到1年的时间，因腐蚀严重，被迫更换了56台换热器，消耗钢材约120 T，其数量是惊人的。

如果作好了循环冷却水的水质处理工作，就可减少换热器更换的台数，效果显著。例如东北某石油化工厂的一个循环冷却水系统，在未进行水质处理前，1969～1972年共更换了换热器114台。从1973年开始，该厂对循环冷却水作了水质处理，这之后到1976年四年间，只更换了50台换热器，每年减少损耗56%，如每台换热器以耗用钢材2 T计，则每年可节约钢材32 T。如果把节约大量钢材和设备加工制造的费用以及因停产检修造成的经济损失，都从产品成本中扣除，工厂经济效益就可大提高。

2 冷却水系统过滤器的有效选型

从2002年开始，我对公司的冷却水系统进行了水处理，使制冷机的换热效率得到了很大的提高。但在冷却水系统中，因没有足够的停产时间，清洗间隔的周期较长，因此，还是存在杂质，一年只有元旦、春节、清明节、五一、高温假、国庆节有时间进行彻底的水处理清洗，以上时间段一遇到有生产，则水处理工作被迫取消，自动反冲洗的滤网式直滤系统的过滤能力，在线自动反冲洗能力成为冷却水系统水质控制的瓶颈。以下就以冷却水系统的选型进行分析。

2.1 ARKAL过滤器在中国冷却循环水市场上的应用

正是由于中国政府鼓励企业提高浓缩倍数，要提高浓缩倍数，就必需使用旁滤设备，减少排污浓度。但传统使用的砂滤器由于反冲时排污量很大（3～15%），限制了浓缩倍数的提高，ARKAL过滤器排水量很小（小于0.25%），可以胜任，而且ARKAL叠片过滤器过滤效率稳定，具有高效反冲洗能力，在反冲洗时节能节水，全自动控制，节省占地，系统操作成本低，运行可靠寿命长，具有强大的技术支持和丰富的工程经验。

ARKAL SPIN KLIN叠片过滤系统用于冷却水具有如下优势：

（1）自锁功能。经过深层过滤后，能有效地去除影响制冷机组冷却效率的粘泥，自锁性确保了稳定的过滤效率，杜绝大于过滤精度的杂质通过。

（2）高效反冲洗，反冲洗节能节水。反冲洗只需要7～15 S左右即可完成，反冲洗耗水量小于过滤量的0.5%。对于粘性杂质也能达到高效的反冲洗。

（3）全自动控制，连续过滤，反冲洗轮换交替进行，各单元工作，反冲洗状态间自动切换。

（4）节省占地，模块化系统，可以根据空间自由组合。

（5）过滤系统材料是高强度塑料，有良好的抗化学腐蚀性，耐酸，耐碱，耐盐，耐溶剂性能。

（6）系统运行可靠，操作成本低，寿命长。ARKAL所有系统在出厂前都经过100%运转，几乎不需要日常维护，安装简便。经过30多年的工业使用验证，过滤和反洗效果不会随使用时间变差。

（7）强大的技术支持，丰富的工程经验。ARKAL公司和全球各地专业的代理商合作，可以提供全球的售前售后技术支持及服务。

2.2 ARKAL过滤器在某车间冷冻水系统的应用

某车间冷冻水系统原有的电子除垢仪、电子水处理器没有显著冷冻水的效果。为了保证在某车间不停产的情况下冷冻水的水质，特别是要求杂质颗粒要求小于40 μ，在保证按时进行水处理工作的前提下，我在某车间的循环冷冻水系统加装了自动清洗叠片式过滤器（阿科过滤器）作为旁滤，且在线过滤不影响生产。

2.3 SPIN KLIN过滤系统选择

（1）标准过滤单元的选择

SPIN KLIN过滤系统是由多个过滤单元，阀门，控制件，管道等按模块方式结合起来的。目前，共有三种形式的过滤单元：2英寸过滤单元，内含1个SPINE组件，用于较小流量的过滤系统；3英寸过滤单元，内含2个SPINE组件，用于中等流量的过滤系统；4英寸过滤单元，内含5个SPINE组件，用于大流量的过滤系统。某车间的冷冻水系统目前的设计流量为106.7 T/h，使用ARKAL公司3英寸过滤单元组成的过滤系统。该过滤单元在40 μm精度下的流量为20～21 T/h。

（2）过滤单元基本数据选择和安装位置确认

按照ARKAL的经验，在本方案设计中选择如下：

精度：40μm；

单元流量：3英寸单元为20～21 T/h；

工艺参数：ARKAL标准工艺参数；

反冲洗模式：内源背压反冲洗；

安装位置：新增制冷机组的回水管处。

（3）过滤单元数量的计算

按照标准假设条件，每单元的流速为20 T/h～21 T/h，对于106.7 T/h的流量的过滤系统，共需要10个单元。所以选择3MBL-10（代表含10个3英寸标准过滤单元的SPIN KLIN叠片式自动反冲洗过滤系统）。

（4）SPIN KLIN过滤系统运行描述

3MBL-10过滤系统含有10个3英寸过滤单元，原水由进水总管进入后，通过进水三通阀（此时三通阀导通进水总管和过滤单元进口）进入每个过滤单元进行过滤，清洁液由每个过滤单元出口三通阀出来后，汇总到出水总管后流出，完成过滤过程。随着过滤的进行，过滤系统的压差慢慢上升，当达到设定反冲压力时（或反冲间隔时间），系统就进入反冲过程。第一个过滤单元的进出口三通阀改变方向，截断进口总管和第一过滤单元，倒通反冲洗和排污，这样反冲水由反冲洗水总管经过出口三通阀阀进入第一过滤单元，并高效反冲第一过滤单元，反冲水由排污总管排除；这时其他9个过滤单元依然保持过滤状态，使系统实现连续过滤。当第一过滤单元反冲大约10～20 S结束后，第一单元的进口阀和出口阀再次同时改变方向，使第一过滤单元回到过滤状态，这时过滤系统10个过滤单元都在过滤状态，进行约5 S后，控制系统控制第二个过滤单元进入反冲洗状态，和第一个过滤单元一样，在第二个过滤单元反冲结束后，整个过滤系统在过滤状态下运行5 S后再反冲洗第三个过滤单元。以此方式实现10个过滤单元按循序进行反冲后，结束反冲过程，所有过滤单元都在过滤状态，系统回到过滤过程。整个过滤过程大约1～3 h，过滤流量为106.7 T/h，反冲用水耗量一般小于总过滤量的0.5%，在反冲状态下，过滤系统的压降约增加0.02 kg，而其流量不变。

2.4 应用效果分析

经过上述分析，最终这套系统在实际应用中获得了成功，铁锈、粘泥在自动反冲洗后，从排污管导走，某车间内的设备很少因为滤网堵塞而停机。

3 结束语

阿科叠片式过滤器要求在安装前后要设计一个关闭阀门（厂家一般不会自带），便于过滤器的安装和维修。在进水口处设计安装一个止回阀和储水罐，以防止冷却水漏空的事件发生。阿科叠片式过滤器配管规范是GB10（或客户要求）。根据发动机现在的冷冻水系统需要要求配套阿科叠片式过滤器一律使用以色列的伯尔梅特阀门，其耐压强度要求16 kg，防止因所选择阀门的压力过低而超压漏水。

在冷却水系统上使用了自动反冲洗的阿科叠片式过滤器，减少了人工清洗的工作量，结合专业的水处理技术，冷却水系统得到了很好的维护，减少了停产检修的时间，保证了生产的持续进行。

[1]戴维斯(Davis，M.L.)(美)，康韦尔(Cornwell，D.A.)(美)著环境工程导论[M].王建龙译.北京：清华大学出版社，2000.

[2]GB50050-2007.工业循环冷却水处理设计规范[S].