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冷却系统用全自动水除垢软化设备：水软化原理---钠离子交换
软化是运用离子交换的原理，用软化器中的钠离子交换树脂吸附水中的钙、镁离子，释放钠离子，使水质得到软化的工作过程*自动化的水处理设备，水质软化的反应方程式为：（其中以R代表树脂本体）
2RNa+Ca2+=-R2Ca+2Na+ 2RNa+Mg2+=R2Mg+2Na+
吸附钙、镁离子饱和后的树脂经过钠盐溶液的处理，可重新转化为钠型而恢复其交换能力，这一再生过程的反应式为：
R2Ca+2NaCl=2RNa+CaCl2 R2Mg+2NaCl=2RNa+MgCl2
上述正向和反向离子交换的反复进行，就可使软化水持续不断地产生。
自动软化器运行程序：
全自动软水器的再生可根据时间或流量来启动，软水器的工作过程，一般由下列几个步骤循环组成：
A. 运行（工作）
原水在一定的压力（0.2-0.6Mpa）、流量下，通过控制器阀腔，进入装有离子交换树脂的容器（树脂罐），树脂中所含的Na+与水中的阳离子（Ca2+，Mg2+，Fe2+……等）进行交换，使容器出水的Ca2+，Mg2+离子含量达到既定的要求，实现了硬水的软化。
B. 反洗
树脂失效后，在进行再生之前，先用水自下而上的进行反洗。反洗的目的有两个，一是通过反洗，使运行中压紧的树脂层松动，有利于树脂颗粒与再生液充分接触；二是使树脂表面积累的悬浮物及碎树脂随反洗水排出，从而使交换器的水流阻力不会越来越大。
C. 再生吸盐
再生用盐液在一定浓度、流量下，流经失效的树脂层，使其恢复原有的交换能力。
D. 置换（慢速清洗）
在再生液进完后，交换器内尚有未参与再生交换的盐液，采用小于或等于再生液流速的清水进行清洗（慢速清洗），以充分利用盐液的再生作用并减轻正洗的负荷。
E. 正洗（快速清洗）
目的是清除树脂层中残留的再生废液，通常以正常流速清洗至出水合格为止。
F. 再生剂箱注水
向再生剂箱中注入溶液再生一次所需盐量的水。
JY-J系列软水器是本公司设计生产的高品质、智能化的全自动离子交换软化设备，控制系统采用美国FLECK、AUTOTROL等品牌的多路阀控制系统，罐体采用上*的高强度的玻璃树脂罐。控制器根据预先设定的程序，向多路阀发布指令，多路阀自动完成各个阀门的开关，从而实现运行、反洗、再生、正洗等各个工艺等过程，该系列设备具有自动化程度高、运行费用底、占地面积小、运行稳定等特点。
工作原理： 全自动软化水设备应用离子交换原理，去除水中钙、镁等结垢离子，使得水质软化。系统是由树脂罐盐罐、控制器组成的一体化设备。安装了美国 FLECK公司集中控制阀或美国 AUTOTROL公司的多路阀， 实现程序控制运行，自动再生；采用虹吸原理吸盐，自动注水化盐、配比浓度无需盐泵、溶盐等附属设备。
系统具有以下优点：
管路简化，节省占地空间；运行稳定可靠；节约再生用盐；运行费用低；免维护。
适用性广：可用于工业锅炉、热交换器、*空调及食品、制药、电子等行业。
一. 循环冷却水系统概况
二. 问题概述
循环冷却水系统日常运行面临的问题：
2.1 设备结垢，阻碍传热，增加能耗，降低生产负荷
结垢：是指水中溶解或悬浮的无机物，由于种种原因，而沉积在金属表面。
冷却水中富含碳酸氢钙等不稳定盐类，在换热管壁受热，即转变为碳酸钙等致密硬垢，规则沉积在管壁，其传热效率仅为碳钢的1%左右，也就是在换热管壁如果沉积0.5mm厚的硬垢，就相当于换热管壁厚增加了50mm，严重阻碍传热的正常进行，能耗增加，从而对生产负荷构成*影响，甚至停车。
2.2 滋生粘泥软垢，阻碍传热；加速设备腐蚀，特别是发生点蚀事故
阻碍传热：微生物繁殖、代谢产生的黏液（象胶水一样具有很强黏性），与循环水中的悬浮物（补充水进入、冷却塔抽风冷却水洗涤空气灰尘进入）和微生物尸体等交织黏附在一起，随水流黏附在设备壁面，不久就会形成一层滑腻的垢层，即所谓的表面疏松多孔的软垢。附着在换热管壁的软垢，是热的不良导体（导热系数很小，只有不锈钢材的百分之一），因此会造成换热效果明显下降，影响生产负荷。
发生点蚀：软垢层疏松多孔，为氧气的渗入形成良好通道，在循环水这个大的电导池中（富含盐），形成无数个小浓差电池，每个小电池就是一个点发生电化学反应，从而加速设备点蚀现象的发生，久之即发生纵深腐蚀穿孔事故。
2.3 设备腐蚀，缩短使用寿命
腐蚀：是指通过化学或电化学反应使金属被消耗破坏的现象。
在循环水系统中，主要以溶解氧化学或电化学腐蚀为主，这种腐蚀除了会造成系统的水冷设备损坏或使用寿命减少外，还会由于腐蚀造成水冷器穿孔，从而引起工艺介质泄漏造成计划外的停车事故等，另外由于腐蚀会产生锈镏，会引起换热效率下降或管线堵塞等危害。
三. 循环冷却水处理技术要求
3.1 循环冷却水系统设计标准
hg/t 20690-2000《化工企业循环冷却水处理设计技术规定》，《gb50050-95》
3.2 补充水预处理水质要求
3.3 循环水系统水处理效果指标
3.4补充水量与浓缩倍率、排污水量关系
3.4.1 补充水量 = 蒸发水量 + 排污水量 + 风吹损失 + 渗漏
3.4.1.1 蒸发水量: e =⊿t×q×4.184÷r（m3/h ）
式中：t—示进出水温差，℃；
q—示循环水量，m3/h；
r—示蒸发潜热，kj/kg；（根据系统设计温度一般r值为2404.5 kj/kg）
3.4.1.2 风吹损失：一般为循环水量的0.1%，为0.5 m3/h；
3.4.1.3 排污水量：b排 = e÷（k-1）- d（风吹）
式中：k—示浓缩倍数；
d—示风吹损失，一般为循环水量的0.1%；
3.4.1.4 系统渗漏：系统渗漏一般设为0 m3/h
3.4.2 与水处理药剂投入关系
系统水处理费用与补充水量成正比，因此提高浓缩倍率运行，是降低水处理费用的有效方法，但随浓缩倍率提高一定倍数时，又会使循环水中有害物质含量超标，因此须同时采取一定的辅助措施，如ph调节/加大旁流过滤处理等方法，使系统处理综合成本zui低。
3.5旁滤量设计要求
循环冷却水在冷却塔中与空气接触散热时，空气中的灰尘、粉尘、孢子等悬浮固体被带入冷却水中，另外补充水进入循环水时也带入一部份固体杂物，它们使循环水的悬浮物、菌藻含量及其它污染物超出允许值，因此须设旁滤设施，对循环冷却水进行旁流过滤处理，以保证循环冷却水悬浮物含量指标保持在规定范围内，保持换热管壁干净。
hg/t 20690-2000建议循环冷却水旁流过滤量为循环量的2～5％。设计时其计算式中空气含尘量以环保部门监测为准。
四. 处理办法
根据系统面临问题，结合欧美克（厦门）科技有限公司对各类循环水系统水处理工程的实际处理经验，*以下处理办法，防止换热器管壁结垢、生长粘泥软垢、快速腐蚀等事故的发生，保证生产装置安全、稳定、长周期、满负荷优质运行。
4.1 设备结垢的解决方法
4.1.1硬垢形成原因：冷却水中富含碳酸氢钙等不稳定盐类，在换热管壁受热分解，即转变为碳酸钙等致密硬垢，规则沉积在换热管壁、冷却塔填料及系统管网等处。
4.1.2 硬垢控制：换热器管壁硬垢沉积，是循环冷却水系统设备面临的zui大问题之一，它直接对生产负荷造成影响；向循环水中投加少量的，适应系统水质的阻垢分散剂，即能使硬垢沉积问题得到解决。水处理剂服务商，根据系统补充水质及生产装置工艺特点，通过实验室模拟系统试验，筛选出阻垢缓蚀剂配方，并提供及时专业的技术服务，能使硬垢沉积问题得到很好解决。如欧美克研发的wb-711/wb-712/wb-713等系列阻垢缓蚀剂，具有优异的阻垢分散性能，循环水中ca2+含量在2000mg/l（以caco3计）左右稳定而不发生沉积。
4.2 滋生生物粘泥软垢的解决方法
4.2.1粘泥软垢形成原因：产粘液微生物代谢、悬浮物、一定的水流速度、换热管壁粗糙度，四个条件形成粘泥软垢。后面两个条件是系统客观存在，解决办法只能从微生物和悬浮物着手解决。
4.2.2 微生物控制：筛选适合的杀菌灭藻剂，投入适当的水处理杀菌费用，使循环水中微生物含量控制规定范围内，将微生物代谢粘液保持允许范围，防止粘泥软垢的形成。如欧美克研发的复合型杀菌灭藻剂wb-115（氧化性）/wb-104（非氧化性），杀菌率达99%以上。
4.2.3 悬浮物控制：增设旁流过滤系统（系统浓缩倍率高/悬浮物高时辅助使用），滤除循环水中悬浮物，控制在规定范围内，避免悬浮物与微生物黏液相互作用，在系统内累积而沉积换热管内，形成软垢，阻止传热，同时形成电化学腐蚀。
4.3 设备腐蚀的解决方法
4.3.1腐蚀形成原因：腐蚀是指通过化学或电化学反应使金属被消耗破坏的现象。冷却水中的溶解氧与设备接触形成腐蚀电池，发生如下反应，促使金属不断溶解而被腐蚀
在阳极区 fe=fe2++2e
在阴极区 ?o2+h2o+2e=2oh-
在水中 fe2++2oh-=fe（oh）2 fe（oh）2+ o2 = fe（oh）3
4.3.2 腐蚀控制：向循环水中投加较低量，适应系统水质的复合缓蚀剂，即能使设备腐蚀控制在标准规定范围。对于碳钢不锈钢系统，优选阻垢缓蚀剂配方时，即已复配入配方中，能解决设备腐蚀问题，如果系统中有铜设备，则应另添加铜缓蚀剂，如欧美克wb-301系列。
五. 投入与产出
由于循环冷却水系统在日常运行中，换热设备会产生结垢、腐蚀和滋生生物粘泥，因此冷却水系统须进行水质稳定处理，以解决上述问题，保证生产装置安全、稳定、长周期、高负荷优质运行。相应投入的水处理药剂费用是因为自身生产稳定需要。它与工厂污水处理药剂费用投入不同，污水处理是为人类生产环境保护需要。
冷却水系统进行水质稳定处理的经济效益，计算方法主要从稳定生产负荷、减少停车处理次数、节约用水、保证设备使用寿命等方面进行评估。
5.1 稳定生产负荷：换热器结垢刚开始是缓慢逐步沉积的，只要沉积薄薄的一层垢后，沉积速度即越来越快，使传热速率迅速下降，对生产负荷构成明显影响（热电厂冷凝器*），我们按结垢使负荷隐形平均下降2％计算，如果进行科学水质稳定处理，则负荷稳定，即视为产出2％。
5.2 减少停车处理次数：生产装置大修周期一般为一年半、两年、甚至两年以上，大检修期同时对冷却水系统进行检修、清洗处理。而未进行水质稳定处理，设备产生结垢、腐蚀和滋生生物粘泥周期大大缩短，半年甚至三个月就要处理一次。停车造成停车损失，清洗需要药剂，也需要时间，同时花费大量人力，造成经济损失。
5.3 节约使用新鲜水30％左右：工厂是用水大户，随环保要求越来越高，水资源日趋紧张，新鲜水成本也越来越高，节约用水对工厂已非常重要，可节约较大一笔费用。严格按欧美克提供的水质稳定处理方案对系统运行管理，能确保系统高负荷稳定运行，同时节约用水约30％。但目前有的工厂单从节约用水考虑，冷却水系统基本不排污，使循环水很多参数严重超标，导致系统短期结垢，不得不停车处理，造成停车损失，此法不可取。
5.4 保证设备使用寿命：未进行水质稳定处理或水处理剂缓蚀效果不好的系统，设备腐蚀率是hg/t 20690-2000规定要求的五倍甚至十五倍以上，大大缩短设备使用寿命，有的设备甚至两三年就得更换，使工厂损失惨重，可见科学的水质稳定对工厂效益非常重要。
附： 欧美克循环水系统科学水质稳定处理技术
循环水系统*水质稳定处理技术，是集原水预处理、腐蚀、污垢、微生物控制和旁路过滤及除盐综合处理为一体，并配以计算机辅助控制的自动分析和加药系统，使循环水系统实现长周期高负荷安全稳定运行，zui大限度节药用水和降低水处理费用。
应用:工业循环水处理、*空调系统水处理等。 简介：循环使用、间接冷却水是节约用水的主要措施之一，但循环使用的冷却水随着循环使用的次数增加，其中的微生物、悬浮物、油类等杂质的含量就愈高，水质就容易恶化。此外，循环系统还存在着结垢、腐蚀的危害。当循环水微生物繁殖、粘泥增多、在水冷器中产生污泥沉积以后，就会加剧金属的电化腐蚀；污泥下又是细菌生长的良好场所，为细菌提供营养源，细菌将造成更严重的污泥沉积，如此恶性循环，导致了金属的腐蚀穿孔，结垢和污泥严重时还会造成水冷器管道的堵塞。为了防止循环水处理系统管道腐蚀、结垢，提高传热效率，尽量减少设备检修，延长使用寿命，必须对循环水系统进行处理。
