循环水加药装置对介质的要求与应用分析

　　一、前言

　　循环冷却水系统广泛应用于电力、冶金、石化、制药、造纸、食品饮料等行业，是保障工艺生产和设备安全运行的重要环节。由于循环水在封闭或半封闭系统内长期使用，极易产生结垢、腐蚀、生物黏泥等问题，因此需要通过全自动加药装置投加阻垢剂、缓蚀剂、杀菌灭藻剂、絮凝剂等药剂，维持循环水的理化指标在合适范围内。

　　然而，加药装置并非“万能”，其运行性能与所接触的介质息息相关。不同药剂的腐蚀性、黏度、氧化性、溶解性和温度特性会直接影响加药装置的泵体、管路、阀门、搅拌器等部件的寿命与效率。因此，研究和明确循环水加药装置对介质的要求，能够在系统设计阶段避免运行故障，保障药效发挥。

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　　二、循环水加药装置的基本构成

　　在分析介质要求之前，有必要了解加药装置的组成。典型的循环水加药装置包括：

　　1.药剂溶解与储存系统（药箱/溶药箱）；

　　2.搅拌系统（防止药剂沉淀、保证均匀性）；

　　3.计量泵与加药泵（实现精确投加）；

　　4.管路与阀门（连接与输送药液）；

　　5.在线检测与反馈系统（监测水质，调节投加量）；

　　6.PLC控制柜（实现自动化运行）。

　　这些部件与药剂长期接触，因此对介质提出了不同的要求。

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　　三、循环水加药装置对介质的主要要求

　　1.pH范围要求

　　•大多数加药装置适用于pH 4～10的水溶液。

　　•当药剂为强酸（如硫酸、盐酸）或强碱（如氢氧化钠）时，要求泵头、管道和阀门材质必须具备较强的耐腐蚀性（如PVDF、PTFE、PP），否则容易导致设备腐蚀穿孔。

　　•药剂长时间偏离装置设计的pH范围，会导致密封件（氟橡胶、EPDM）老化。

　　2.浓度与溶解度要求

　　•药剂需保持在合理浓度，过高浓度会造成沉淀或结晶，堵塞泵体和管路。

　　•PAM等高分子絮凝剂要求在低浓度下使用（0.05%～0.2%），否则溶液黏度过高，泵送困难。

　　•次氯酸钠浓度不宜过高，避免产生氯气逸散，腐蚀装置元件。

　　3.温度要求

　　•一般循环水加药装置适用温度范围为0～45℃。

　　•当药剂温度高于50℃时，需选用耐高温泵头（如316L不锈钢）及密封件（如PTFE）。

　　•PAM等药剂若温度过高会导致分子链断裂，药效下降，因此对储存箱和管路需有隔热措施。

　　4.颗粒与杂质要求

　　•药液需无大颗粒杂质，否则容易造成计量泵单向阀卡死。

　　•PAM溶液容易形成结团或“鱼眼”，因此在溶解过程中必须充分搅拌，防止固体颗粒进入管路。

　　•对于含铁离子或悬浮物较多的药剂，建议加装过滤装置，避免泵阀磨损。

　　5.黏度要求

　　•循环水常用药剂的黏度一般小于100cP，计量泵可正常投加。

　　•PAM溶液黏度较大，若超过泵体设计参数，会导致流量不足甚至停泵。

　　•解决办法：采用大口径泵头、降低投加浓度或选用螺杆泵。

　　6.氧化性与腐蚀性要求

　　•次氯酸钠等强氧化剂不可使用普通金属泵头，应选PVC、PVDF或PTFE。

　　•盐酸、硫酸等强酸药剂对金属腐蚀性极强，需避免碳钢和普通不锈钢，推荐FRP或PP材质储罐。

　　•缓蚀剂中含有膦酸盐、锌盐等成分时，对铜及部分合金有腐蚀性，需避免相关材质的阀件。

　　7.安全与环保要求

　　•药液应为非易燃、非易爆介质。若使用氨水、氯气等需特殊设计。

　　•对有毒药剂，需设置密封输送、泄漏检测与紧急切断系统。

　　•药剂废液排放需符合环保标准，避免对装置和环境造成二次污染。

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　　四、典型药剂对装置的要求

　　1.阻垢剂/缓蚀剂

　　•多为有机膦酸盐、聚羧酸盐溶液，pH一般在2～12之间。

　　•要求泵头耐酸碱，推荐PVC或316L不锈钢材质。

　　2.杀菌灭藻剂

　　•氯系药剂（次氯酸钠、二氧化氯）：要求管道和泵体具备耐强氧化性，避免金属件。

　　•非氧化性杀菌剂（异噻唑啉酮等）：多为有机溶液，对材质要求低，但需密封防挥发。

　　3.絮凝剂（PAM）

　　•溶解时间长，溶液黏度大，要求搅拌均匀，管道避免死角。

　　•泵体需具备耐高黏度设计，常用PTFE泵头。

　　4.酸碱调节剂

　　•硫酸、盐酸：需PP或FRP药箱，泵头选PVDF/PTFE。

　　•氢氧化钠：避免普通不锈钢，宜选316L或PP材质。

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　　五、案例分析：某冶金企业循环水加药系统

　　背景：

　　某冶金企业循环冷却水中易结垢、腐蚀严重。设计单位配置了全自动加药装置，用于阻垢剂、次氯酸钠和硫酸投加。

　　实施方案：

　　•阻垢剂药箱采用PE，计量泵泵头材质为PVC；

　　•次氯酸钠系统管道采用UPVC，泵头为PVDF；

　　•硫酸系统药箱采用FRP，泵头为PTFE。

　　运行效果：

　　•出水总硬度保持在设定范围内，换热器结垢减少70%；

　　•系统腐蚀速率降低至0.075mm/a，满足行业标准；

　　•装置运行两年无重大腐蚀或泄漏事故。

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　　六、结语

　　循环水加药装置在工业水处理系统中发挥着至关重要的作用，但药剂介质的性质对装置的安全性和寿命影响巨大。设计与使用过程中，应严格考虑药液的pH、温度、浓度、黏度、氧化性和腐蚀性等因素，合理选择设备材质与结构配置。唯有如此，才能保障加药装置的长期稳定运行，实现节能降耗与环保达标。

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