电子除垢器在循环水系统中的应用效果分析

周小平，许新芳，冯好收，仇模伟

（多氟多化工股份有限公司，河南焦作454191）

1 实施车间简介

无水氢氟酸生产过程中，反应炉内生成夹带杂质的粗氢氟酸气体，需要经过洗涤、冷却、冷凝、精馏、脱气得到无水氢氟酸产品［1］。生产设备中冷却器使用冷却水、冷凝器使用冷媒水保持生产所需要的温度，冷冻机设备运行情况直接影响着产品质量。

其中车间凉水塔循环用水来自露天水池，该水池为车间主要蓄水池，循环利用生产过程中可以回收的水。水池内杂质较多，水质较差，往往会导致冷冻机设备及管道内结垢堵塞状况。如何提高凉水塔循环水洁净度，保障冷冻设备连续正常运转，保证生产连续运行，对于无水氢氟酸生产车间来说是一个值得认真思考的课题。车间的水平衡演示如图1所示。

图1 车间水平衡示意图

2 电子除垢器项目实施

2.1 电子除垢器简介

电子除垢器是以电化学的电解原理和极性水分子理论为基础，通过EDS智能电子除垢技术以纯物理设备替代化学加药模式，能将成垢离子吸附、收集以固体形式取出，用节能、环保的方式来管理冷却循环水系统的新技术。

使用电化学的水处理方式，将循环水中的矿物质分离排除，从而达到除垢、防垢、防腐、杀菌、灭藻的功效，整个系统只存在电耗，不产生其他费用［2］。

2.2 设备安装

2017年6月26日至2017年6月30日，车间完成凉水塔循环水池电子除垢器设备的安装，部分循环水通过电子除垢器，回水至冷却水塔，对循环水起到了过滤作用，安装示意图见图2。

图2 电除垢器安装演示图

2.3 实施后除垢效果分析

2.3.1 结垢的主要成分

车间跟踪记录冷冻机运行情况和电子除垢器结垢情况，实时有效地对电子除垢器过滤出来的结垢进行清理，清理周期为15 d；同时对清出的结垢做化验分析（见表1），主要成分为 CaCO3、Ca（OH）2、Mg（OH）2。

表1 结垢的主要成分化验分析 %

水中杂质如果不能够有效去除，会使设备结水垢，严重阻碍管道水流通道，难以清理，影响生产。

2.3.2 结垢清理

按照要求定期清理结垢。一般周期为15 d（夏天）。夏天凉水塔蒸发量较大，补充露天水池的水量较大，水中所含杂质较多，因此清理周期相对较短。冬天清理周期相对较长，一般为25 d。

2.3.3 冷却塔循环水水质跟踪

为了分析设备效果，分别持续跟踪安装前取样、安装后取样并对凉水塔循环水的化验数据进行分析，以固含量、硬度、铁、碱度、钙+甲基、pH、电导率为主要考察对象，跟踪分析周期为5个月。表2为循环水质分析表，图3为水质变化情况。由表2、图3可见，固含量、硬度、钙+甲基数据呈现下降趋势，因此可判定电子除垢器除垢效果显著。

表2 循环水质分析表

图3 水质变化情况

表2数据显示，前3个月（2017年7～9月）为夏季，凉水塔循环水蒸发量较大，每日补充的露天水池的水较多，凉水塔循环水池的水混合较多杂质，固含量、硬度、钙+甲基数据显示电子除垢器效果不是特别明显。随着天气逐渐变凉，蒸发量变小，电子除垢器对凉水塔内的循环水反复除垢，效果逐渐明显。

3 除垢后效益分析

3.1 有效提高设备的热交换效率

电子除垢器能够将冷却循环水中的部分杂质结垢过滤出来，有利于冷却水正常循环，保证循环水流量，带走更多的热量，提高了设备的热交换效率，保证了生产设备的温度要求。

3.2 延长设备使用寿命，节约用电成本

使用电子除垢器以后，凉水塔水质得到改善，冷冻机堵塞频率降低，减轻了冷冻机在堵塞状态下的负荷运转，电压电流参数更加合理，间接地节约耗电量。同时，改善了冷冻机堵塞状态下运转状况，可以延长电机、冷冻机寿命。图4为持续跟踪一个多月的电压、电流数值。由图4可见，电压和电流均在合理范围内波动，设备运行平稳，从而保障了设备的连续运转。

图4 冷冻机电压电流变化情况

3.3 降低工作量

电子除垢器使循环水水质得到改善，冷冻机堵塞频率降低，未安装电子除垢器之前冷冻机因为堵塞必须定期去清理，清理难度比较大。而且清理期间温度工艺参数达不到要求，还会影响正常生产。为了保障生产所需以及减轻岗位员工的工作量，经过项目改造，加装电子除垢器后清洗周期延长为原来的2倍。大大降低了岗位工人的工作量，保障了连续生产的质量要求［3］。

3.4 节能环保

电子除垢器替代了以往在露天水池添加化学药物的方法，同时减少循环水排放量。

1）每桶灭菌药均价260元，一周平均使用7桶；每桶除垢药250元，每天使用2桶；则每月所节约药物成本：7 280+15 000=22 280（元）。

2）据统计，使用药物除垢平均每天需要排放80 t的废水，一次水单价为0.94元／t，则每月节约一次水成本为 80×30×0.94=2 256（元）。

一个月的花费共计24 536元，每年花费约29万元。

此外，废水的产生不符合环保节能生产要求，处理废水需要配套设备的运行，又加大了后期相关费用产生。因此，采用电子除垢器还可进一步节约后期废水处理的相关费用。

4 总结

从数据对比可以看出，电子除垢器能够持续去除凉水塔循环水杂质，解决了冷冻机容易堵塞的现象，减轻岗位员工工作量，达到了预期效果。但其功率较小、数量较少，加上车间露天水池无遮盖、车辆过往频繁，水质较差，电子除垢器短期内不能够显著有效地解决结垢现象，改善冷却塔循环水水质。后期车间计划从源头治理，对露天水池密封改造，控制其他车间打水水质，减少外界带来的杂质，将进一步跟踪电子除垢器运行情况，逐步解决循环水水质差的问题，保障生产的正常运行。