在線鈣離子分析儀在循環水中可聯動阻垢劑投加降低結垢風險

在線鈣離子分析儀在循環水系統中聯動阻垢劑投加，是通過實時監測鈣濃度動態調控藥劑投加量，從而精準抑制結垢的自動化方案。以下結合循環水系統的水質特性、控制邏輯及應用要點展開說明：

一、循環水系統的結垢風險與鈣離子監測價值

1. 循環水結垢的核心誘因

循環水因蒸發濃縮，鈣離子（Ca2?）與碳酸氫根（HCO??）濃度升高，易生成碳酸鈣（CaCO?）沉淀，傳統定時投加阻垢劑無法匹配水質波動（如補水水質變化、濃縮倍數升高），易導致藥劑浪費或投加不足。

2. 鈣離子監測的精準控制邏輯

監測參數：重點關注鈣離子濃度（通常控制目標為200-300mg/L，具體依水質與濃縮倍數調整）、電導率（反映濃縮程度）及pH值（影響結垢傾向）。

聯動觸發條件：當鈣離子濃度超過預設閾值（如臨界值的 80%），或結合朗格利爾指數（LSI）、雷茲納指數（RSI）等結垢指數同步超標時，啟動阻垢劑投加。

二、聯動投加系統的技術設計與優化策略

1. 投加模式與劑量算法

梯度投加模型：

一級預警（鈣濃度達閾值80%）：按基礎劑量的50%投加阻垢劑；

二級預警（達閾值100%）：按100%劑量投加，并聯動加大補水或排污，降低濃縮倍數。

2. 抗干擾設計與數據融合

水質波動過濾：設置“3 次連續超閾值才觸發投加"，避免瞬時水流擾動（如補水、排污時）導致誤動作。

多參數協同控制：結合溫度（水溫每升高 10℃，CaCO?溶解度下降約 20%）、pH值（pH＞8.5 時結垢風險顯著增加）聯動修正投加策略。

三、循環水場景的典型應用與案例效果

1. 石化循環冷卻水系統案例

工況：系統容積5000m3，設計鈣濃度控制≤250mg/L，原采用定時投加（8小時/次，劑量100L/次）。

改造后方案：

安裝上海玄天CAT-7800型在線鈣離子分析儀實時監測鈣離子濃度，預警閾值設為200mg/L，報警閾值250mg/L；

達200mg/L 時，啟動計量泵按公式Q=0.2×(C?200)×5000投加（藥劑濃度10%）。

效果：

藥劑用量從2400L/月左右降至1500L/月左右，節省37%左右；

換熱器表面污垢熱阻值從1.5×10?? m2?K/W 降至0.8×10?? m2?K/W，熱效率提升超40%左右。

2. 鋼鐵廠循環水系統優化

痛點：補水為地下水（鈣硬度180mg/L），濃縮倍數3.5時鈣濃度達630mg/L，傳統投加導致藥劑過量（黏泥滋生）與結垢并存。

解決方案：

安裝上海玄天CAT-7800在線鈣離子分析儀測量鈣離子含量，設定濃縮倍數控制目標3.0，對應鈣濃度閾值540mg/L；

鈣濃度＞450mg/L 時，投加聚羧酸類阻垢劑（分散 CaCO?微晶），同時聯動開啟旁濾系統（過濾效率≥50%）。

效果：結垢傾向降低70%左右，旁濾反洗頻率從每日4次降至2次，水耗減少15%左右。

四、實施要點與維護難點

1. 設備安裝與參數校準

分析儀安裝：需位于循環水泵出口直管段（遠離換熱器、排污口），確保水樣代表性；采樣管路需加裝過濾器（精度50 μm），防止懸浮物堵塞電極。

閾值動態調整：每季度根據補水水質變化（如雨季地下水硬度下降）重新標定報警閾值，例：夏季濃縮倍數高時，鈣閾值從 250mg/L下調至200mg/L。

2. 藥劑與系統兼容維護

阻垢劑選型：循環水溫度＞50℃時，優先選用耐高溫型有機膦酸鹽（如 ATMP），避免聚羧酸類藥劑高溫分解。

五、與其他防結垢技術的協同應用

1. 與軟化預處理聯動

當鈣離子濃度持續＞閾值且濃縮倍數無法降低時（如補水硬度過高），聯動軟化裝置（如弱酸陽離子樹脂）降低原水鈣含量，減少阻垢劑負荷。

2. 與智能排污聯動

結合鈣離子濃度與電導率數據，當鈣濃度÷補水鈣濃度＞濃縮倍數目標1.2倍時，自動開啟排污閥，控制濃縮倍數在合理范圍。

總結

在循環水系統中，在線鈣離子分析儀聯動阻垢劑投加的核心價值在于打破“定時投加"的粗放模式，通過“濃度-劑量"的實時閉環控制，實現“按需投加、精準防垢"。實際應用中需重點關注水質動態變化、藥劑與系統的兼容性，以及多參數協同控制策略，從而在降低結垢風險的同時，優化節約藥劑成本與水資源消耗。