一代3D TRASAR技术在冷却水中的应用——新一代3D TRASAR冷却水技术是纳尔科公司（艺康集团子公司）于2015年在大中华区上市的新技术。在秉承上一代3D TRASAR核心技术的基础上，新一代技术更具智能化，更加全方位的帮助客户提高冷却水的运行管理效率。本文全方位的剖析了新一代3D TRASAR技术的精髓，并结合实际现场的应用案例，阐述了新一代3D TRASAR技术在循环冷却水应用中的卓越运行效果以及为客户创造的价值。

结垢与沉积、腐蚀、微生物问题时刻危害着循环冷却水系统，带来水和资源的浪费，降低生产效率和设备使用寿命。预防这些问题，并在问题出现之前对系统做出相应的响应对实现冷却水的稳定运行十分关键。纳尔科3D TRASAR技术整合了全球领先的冷却水监测控制和化学技术，其通过专利的监测技术和独有的化学品、传感器、硬件和软件，实时地在线监测系统的应力变化，判别可能导致系统故障和引起腐蚀、结垢、沉积以及微生物等异常状况的原因;同时3D TRASAR技术每5秒将当前状况与最佳状况进行对比，一旦异常状况发生，3D TRASAR控制器将做出适当的纠正措施，并提供及时的化学药剂使用响应，为系统提供全天候(24/7/365)的技术保障。最终为冷却水系统实现卓越的处理效果，如稳定的运行环境、最大限度的节能、节水，以及设备资产保护等。纳尔科3D TRASAR技术是目前市场上最全面的冷却水管理自动化技术，自从该技术问世以来已经为全球超过30 000套循环冷却水系统创造了丰富的投资回报，并曾获得美国总统绿色化学挑战奖以表彰该技术在冷却水处理领域所做的卓越贡献。

新一代3D TRASAR冷却水技术是纳尔科公司在2014年首先在北美推出的新技术，并于2015年底正式在大中华区上市。和上一代技术相比，新一代3D TRASAR技术除了在线自动监测和控制冷却水的结垢和腐蚀应力外，结合药剂、现场服务和专家支持等，可为冷却水系统的稳定可靠运行提供更高的保证。同时，新一代技术更加智能化，操作更简便，结合全方位的在线监控，大数据平台和管理等方面的进一步完善，能够最大程度地帮助客户提高冷却水的运行管理效率。新一代3DTRASAR技术的现场自动化检测控制设备如图1所示。

技术创新之处

更适用

全新的控制器(宽触摸屏操作界面，配备中文菜单);

即插即用智能传感器;

更耐污染的pH & ORP探头，减少维护需求;

快速探头校正，降低现场服务需求。

更可靠

更全面的系统健康检查：如探头校正记录、传感器更换和再校正提醒;

药剂桶液位监测;

探头在线清洗技术，保持探头更清洁测量更准确可靠;

所有数据都能与enVision云服务同步。

更强大的功能

增加补水监测技术;

增加回水ORP监测技术;

浓缩倍数监测及控制;

更友好的腐蚀监测系统;

更强大的输入/输出功能，可根据客户要求接入更多的运行参数。

此外，纳尔科的客户数据服务系统上日趋完善，enVision数据管理平台配备了强大的数据处理与分析功能，3D TRASAR运行数据、现场水质分析数据、以及客户系统数据等都可以上传至enVision，后台强大的数据分析能在第一时间识别冷却水系统的异常数据，并在最短的时间内作出相应的控制调整响应。同时，销售和客户都能随时登录纳尔科enVision，及时了解系统的运行状况，如发现异常可通过3D TRASAR控制器或enVision远程对系统作出相应的调整。图2是新一代3D TRASAR技术冷却水处理理念图。

技术应用案例

应用现场是一空分系统(基本系统参数：保有量400 m3，循环量1 200 m3/h，冷却塔温差5℃，补水电导率200 μs/cm)，在纳尔科处理之前，系统没有精确的自动控制，浓缩倍数一直在4~6之间波动，全年平均浓缩倍数为5左右，缓蚀剂定时投加，难以确保有足够稳定的缓蚀剂浓度，年平均腐蚀率约2 mpy(1 mpy= 0.025 mm/ a)。该系统于2016年开始使用3D TRASAR进行水处理的运行管理，通过电导率精确控制系统排污，通过加标聚合物和TRASAR信号分别控制阻垢分散剂和缓蚀剂的投加以达到精准的结垢沉积腐蚀控制;通过ORP控制氧化性杀菌剂的投加实现系统微生物控制。

电导率的控制设定点为1 400 ±50 μs/cm，当系统电导达到1 450 μs/cm时，控制器将开始自动排污直到电导率达到1 350 μs/cm自动关闭排污。如图3是系统电导率的随时间的变化曲线，电导率很精确地控制在1 400 μs/cm左右，浓缩倍数基本稳定在7。

图4是阻垢分散剂浓度随时间的变化曲线，很明显其浓度精确控制在50±2 mg/L，确保了系统卓越的结垢控制效果。图5是运行期间的一段时间系统ORP的运行曲线，ORP的控制设定值为280±30 mV，从图上可以清晰看出其系统的ORP很精确的控制在280 mV左右，此时余氯值维持在0.1~0.2 mg/L，如图6。微生物总菌落数维持在103~104 CFU/ mL，优于控制标准105 CFU/mL，日常的检查中也没有发现任何微生物粘泥的存在。3D TRASAR控制之前系统的余氯值一直维持在0.3 mg/L以上，过高的余氯不仅会增加杀菌剂的用量和处理成本，而且会增加系统的腐蚀控制压力以及缓蚀阻垢剂用量。

图7表明了3D TRASAR通过TRASAR控制缓蚀剂的加效果，系统中溶锌含量基本维持在1.5 mg/ L，该浓度确保系统在目前的水质条件下处在较好的腐蚀控制状态。通过专利的在线腐蚀率数据更能反映出卓越的腐蚀控制效果，如图8所示，碳钢腐蚀率基本处在0.5~1 mpy之间，平均约为0.8 mpy，远低于3 mpy的控制标准。

技术处理效果

空压机平均趋近温度

3D TRASAR技术精确控制冷却水系统的目的是为了使其获得卓越的结垢腐蚀及微生物控制效果。平均趋近温度ΔT能够全面地反映水处理方案对系统腐蚀，结垢与沉积以及微生物的的控制效果。碳酸钙垢的热导率为0.5~0.6 kcal/mh℃，微生物粘泥的热导率为0.2~0.4 kcal/mh℃，氧化铁垢的热导率更低，仅为0.1~0.2 kcal/mh℃。如果有硬垢(主要表现为碳酸钙)，氧化铁和微生物粘泥不断的附着在换热器表面，随着垢或粘泥的厚度增加，会导致换热器的换热效率逐渐下降，宏观的反应就是趋近温度ΔT的逐渐上升。如果水处理处于良好的控制状态，换热器始终保持清洁的表面，其趋近温度ΔT将会始终维持在一个相对平稳的水平。图9是系统在3D TRASAR控制前后的平均趋近温度ΔT的变化曲线。3DT控制之前其趋近温度ΔT一直呈上升趋势，说明在使用3DT技术之前系统一直存在结垢或微生物粘泥沉积在换热器表面的问题，系统经过除垢清洗之后，ΔT明显下降(表明清洗效果明显);3DT技术开始控制后的3个月时间里其趋近温度ΔT始终维持在一个非常平稳的水平，平均7℃左右，说明通过3D TRASAR技术的精确控制使得该冷却水系统获得了卓越的结垢，腐蚀以及微生物控制效果，完全没有碳酸钙，金属腐蚀产物和微生物粘泥沉积在换热器表面的迹象;相对之前处理的状态，系统的换热效率明显大幅提升，节能效果明显。

设备资产保护分析

在3D TRASAR技术控制之前的系统碳钢的腐蚀率为2 mpy左右，控制之后通过准确的缓蚀剂投加，腐蚀率降为现在的0.8 mpy左右。一般在没有明显点蚀的条件下，与冷却水接触的设备在腐蚀到一定厚度之后就不能继续使用，需要更换新的设备，从而设备的使用年限基本上就取决于设备管道腐蚀率的大小，因此腐蚀率的降低意味着设备管道服役时间的延长。如果设备管道可容忍的腐蚀厚度为X mm，那么处在平均腐蚀率为2 mpy的条件下，其使用年限约为X/2年;处在平均腐蚀率为0.8 mpy的条件下，其使用年限为X/0.8年。

因此，设备的使用寿命将可能延长至之前的(X/0.8)/(X/2)倍，即2/0.8=2.5倍，极大地提升了设备的使用寿命，降低了设备维护及更换成本，提高了企业的整体运营效率。

冷却水系统用水及排污量分析

除了获得卓越的性能以外，3D TRASAR技术对系统的精确控制提高了浓缩倍数，由之前的平均5倍浓缩增加到了现在的7倍左右，浓缩倍数的提升能够降低冷却水系统的补水量和排污量，在一定程度上能够减少冷却水的整体用水和排放成本，从而提高系统整体的运营效率。通过浓缩倍数的变化可以计算得到该冷却水系统每年的节水减排数据：

纳尔科处理之前的日均补水量平均约273 m3，日排污量平均约为54 m3;

纳尔科处理之后的日补水量平均约254 m3，日排污量平均约为36 m3 ;

每年节约的用水量约为：(273-242) × 365=6 935 m3;

节省的补水费用大约为：6935 × 4= 27 740元/年;

每年减少的排污量约为：(55-36) × 365 = 6 935 m3，

每年节省的排污费用为：6 935 × 1.5 = 10 402元/年。

因为浓缩倍数的提升，3D TRASAR技术能帮助该系统节省用水和排污费用总计为：27 740+10 402=38 142元/年。

在目前企业用水及排污水价日趋升高的趋势下，企业对节水和减排的需求越来越明显。

结语

新一代3D TRASAR技术在秉承了上一代技术核心的同时，产品更加智能化，操作更简便，结合全方位的在线监控，enVision大数据平台和管理等方面的进一步完善，能够使冷却水系统的运行更安全，更稳定和更高效。通过3D TRASAR技术的控制：

提高了浓缩倍数，降低了系统的用水和排污成本;

精确控制了化学品投加，避免了因化学品浓度过低或过高波动而引起的结垢沉积、腐蚀和微生物问题;

降低并维持了相对平稳的趋近温度ΔT;

提高了设备管道的服役时间，增加了系统自残保护;

最终提升了整个系统的运行效率。