CN111664634B - 存在杂质去除时通过浓缩倍率确定循环系统排污率方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种存在杂质去除时通过浓缩倍率确定循环系统排污率的方法，能够客观真实的反映出循环水系统的运行参数，及时调整和排查运行中存在问题，从而精确的控制系统的排污率，减少系统的新水消耗量，实现节能减排的效果。

Description

存在杂质去除时通过浓缩倍率确定循环系统排污率方法
技术领域
本发明属于环境工程领域，特别涉及一种存在杂质去除时通过浓缩倍率确定循环系统排污率方法。
背景技术
以钢铁企业为例，循环水冷却系统用途十分广泛，对于企业的生产必不可少。大部分的运行方式都是与设备进行换热后的水被提升泵输送到塔内，然后使水和空气之间进行热交换，或热、质交换，以达到降低水温的目的。
国外发达国家的水系统的水务管理水平较高，一般都尽量考虑水的循环使用及处理后再使用，并考虑使用非传统水资源作为补充水源，以减少新水的用量和外排废水量。虽然目前国内的环保政策日趋严格，企业对水资源的管理也日趋重视，但尚未有用数学模型理论定量描述循环系统的浓缩倍率与排污率之间的相互关系。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明提供一种存在杂质去除时通过浓缩倍率确定循环系统排污率方法，能够客观真实的反映出循环水系统的运行参数，及时调整和排查运行中存在问题，从而精确的控制系统的排污率，减少系统的新水消耗量，实现节能减排的效果。
为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：
存在杂质去除时通过浓缩倍率确定循环系统排污率方法，其特征在于：所述循环系统为敞开式循环水冷却系统，包括所有管道阀门、冷却塔系统和生产工艺换热系统，并且处于稳定运行的状态；
唯一进入循环水冷却系统的补水率为F0，循环水冷却系统排出水率包括F1和F2，其中F1是携带盐类物质排出的排出水率，F2是仅以水分子形式排出的排出水率；
循环水冷却系统中各离子浓度为C11，C12，C13····C1(n-1)，C1n，并且C11＜C12＜C13····C1(n-1)＜C1n，相对应的补水中各离子浓度为C01，C02，C03····C0(n-1)，C0n，循环水冷却系统的浓缩倍率N＝(C11+C12+C13+····+C1(n-1)+C1n)/(C01+C02+C03+····+C0(n-1)+C0n)，n取3-5；
杂质的去除率为H，是通过循环水冷却系统自身净环去除的盐类物质比例，去除的手段包括但不限于旁滤，全滤；
所述循环水冷却系统中的离子包括但不仅限于钠离子、钾离子、氯离子、氟离子、钙离子、镁离子、硫酸根离子、硝酸根离子、硅离子、铁离子和铝离子，在常温常压光照的条件下24h内的浓度不发生变化，并且周围环境的带入和系统投加的药剂中不含有该离子；
所述的F0仅为人工补水，忽略自然条件的影响，包括但不仅限于下雨、下雪和冰雹；
所述的F1中含有与循环水冷却系统相同浓度的盐类物质，仅限于循环水冷却系统的排污，循环水冷却系统的漏损率为零，忽略但不限于飘散、飞溅、跑冒滴漏现象的影响；
所述的F2以水分子的形态排到环境中，包括但不仅限于水表面的蒸发、物体表面的水分蒸发，在自然条件下为一个常数；
依据水量平衡：F0＝F1+F2；
依据水质盐类物质平衡：F0＝F1·N+H·N(1-F0)；
因此，F1＝[H·N-F2(1+H·N)]·(1+HN-N)-1。
所述F2取值为0.01-0.02。
本发明的有益效果在于：能够客观真实的得到循环系统的浓缩倍率数值，从而精确的控制系统的排污率，减少系统的新水消耗量，实现节能减排的效果。
具体实施方式
下面结合具体实施例进行说明：
实施例1：
一个长期稳定运行的敞开式循环水冷却系统，实际测量得到系统的排污率为0.00065，F2的常数为0.01，循环系统中的钾离子浓度为12.2mg/L，镁离子为24.8mg/L，氯离子为43.1mg/L；补水中的钾离子浓度为3.1mg/L，镁离子为8.1mg/L，氯离子为15.2mg/L，杂质去除率H为0.003。
因此N＝(12.2+24.8+43.1)/(3.1+8.1+15.2)＝3.03，
系统排污率:
F1＝[0.003×3.03-0.01(1+0.003×3.03)]·(1+0.003×3.03-3.03)-1
＝0.000495
由于实际测量得到的系统排污率要大于通过模型计算得到的系统真实排污率，说明系统的运行存在排污过剩的问题，有可能是由于外来水源进入了系统所致，应排查原因合理的减少系统排污率，从而实现节水减排的效果。
实施例2：
一个长期稳定运行的敞开式循环水冷却系统，实际测量得到系统的排污率为0.00031，F2的常数为0.02，循环系统中的硅离子浓度为1.6mg/L，钾离子为19.9mg/L，镁离子为20.5mg/L；补水中硅离子浓度为0.42mg/L，钾离子为5.1mg/L，镁离子为5.5mg/L，杂质去除率H为0.005。
因此N＝(1.6+19.9+20.5)/(0.42+5.1+5.5)＝3.81，
系统排污率：
F1＝[0.005×3.81-0.02(1+0.005×3.81)]·(1+0.005×3.81-3.81)-1
＝0.000476
由于实际测量得到的系统排污率要小于通过模型计算得到的系统真实排污率，说明系统存在人为不知道的漏损情况，应当对系统的各部分的运行进行排查，减少或消除此类的漏损，从而实现节水减排的效果。
实施例3：
一个长期稳定运行的敞开式循环水冷却系统，实际测量得到系统的排污率为0.00081，F2的常数为0.03，循环系统中的硅离子浓度为2.5mg/L，钾离子为16.1mg/L，钙离子为48.2mg/L；补水中的硅离子浓度为1.45mg/L，钾离子为4.1mg/L，钙离子为12.5mg/L，杂质去除率H为0.007。
因此N＝(2.5+16.1+48.2)/(1.45+4.1+12.5)＝3.70，
系统排污率：
F1＝[0.007×3.70-0.03(1+0.007×3.70)]·(1+0.007×3.70-3.70)-1
＝0.001821
由于实际测量得到的系统排污率要小于通过模型计算得到的系统真实排污率，说明系统存在人为不知道的漏损情况，应当对系统的各部分的运行进行排查，减少或消除此类的漏损，从而实现节水减排的效果。

Claims (2)

1.一种存在杂质去除时通过浓缩倍率确定循环系统排污率方法，其特征在于：所述循环系统为敞开式循环水冷却系统，包括所有管道阀门、冷却塔系统和生产工艺换热系统，并且处于稳定运行的状态；
唯一进入循环水冷却系统的补水率为F0，循环水冷却系统排出水率包括F1和F2，其中F1是携带盐类物质排出的排出水率，F2是仅以水分子形式排出的排出水率；
循环水冷却系统中各离子浓度为C11，C12，C13····C1(n-1)，C1n，并且C11＜C12＜C13····C1(n-1)＜C1n，相对应的补水中各离子浓度为C01，C02，C03····C0(n-1)，C0n，循环水冷却系统的浓缩倍率N＝(C11+C12+C13+····+C1(n-1)+C1n)/(C01+C02+C03+····+C0(n-1)+C0n)，n取3-5；
杂质的去除率为H，是通过循环水冷却系统自身净环去除的盐类物质比例，去除的手段包括但不限于旁滤，全滤；
所述循环水冷却系统中的离子包括但不仅限于钠离子、钾离子、氯离子、氟离子、钙离子、镁离子、硫酸根离子、硝酸根离子、硅离子、铁离子和铝离子，在常温常压光照的条件下24h内的浓度不发生变化，并且周围环境的带入和系统投加的药剂中不含有该离子；
所述的F0仅为人工补水，忽略自然条件的影响，包括但不仅限于下雨、下雪和冰雹；
所述的F1中含有与循环水冷却系统相同浓度的盐类物质，仅限于循环水冷却系统的排污，循环水冷却系统的漏损率为零，忽略但不限于飘散、飞溅、跑冒滴漏现象的影响；
所述的F2以水分子的形态排到环境中，包括但不仅限于水表面的蒸发、物体表面的水分蒸发，在自然条件下为一个常数；
依据水量平衡：F0＝F1+F2；
依据水质盐类物质平衡：F0＝F1·N+H·N(1-F0)；
因此，F1＝[H·N-F2(1+H·N)]·(1+HN-N)-1。
2.根据权利要求1所述的存在杂质去除时通过浓缩倍率确定循环系统排污率方法，其特征在于：所述F2取值为0.01-0.02。
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