工业水处理技术
2008-9-2
一、敞开式循环冷却水处理的重要性；
二、敞开式循环冷却水系统主要故障原因；
三、敞开式循环冷却水系统的运行管理；
四、化学处理配方的确定；
五、循环冷却水水质对水处理药剂的影响；
六、敞开式循环冷却水系统节水减排措施
一、敞开式循环冷却水处理的重要性；
冷却水在循环系统中不断循环使用，由于水的温度升高，水流速度的变化、水的蒸发、各种无机物离子和有机物离子的浓缩，冷却塔和冷却池在室受到阳光照射、风吹雨淋、灰尘杂物的进入，以及设备结构和材料等多种因素的综合作用，造成循环水水质恶化。在冷却水系统产生腐蚀、结垢、粘泥、微生物故障，威胁和破坏工厂长周期地安全生产，造成经济损失。
循环冷却水处理的重要性；冷却水长期使用后，必然会带来沉积物附着、金属腐蚀和微生物滋生这三个问题，，而循环水处理就是通过水质处理的办法解决这些问题。这样做法的好处如下。
1、稳定生产；没有沉积物附着、腐蚀穿孔和粘泥堵塞等危害，冷却水系统中的换热器就可以始终在良好的环境中工作。除计划中的检修外，意外的停产检修事故就会减少，从而在循环冷却水方面为工厂的长周期安全生产提供保证。
2、节约水资源；通过提高循环冷却水浓缩倍数，大大节约工业耗水量。
3、减少环境污染；由于循环冷却水可以大大减少冷却污水的排放，对于排放的少量污水通过处理，即可达到所允许的排放标准，不会对环境造成污染。
4、提高设备利用率；如果做好了循环冷却水处理工作，就可以减少换热器更换的台数，提高经济效益。
二、敞开式循环冷却水系统主要故障原因
（一）敞开式循环冷却水产生的问题；
1、沉积物的析出和附着；
一般天然水中都溶解有重碳酸盐，这种盐是冷却水发生水垢附着的主要原因。
在循环冷却水系统中，重碳酸盐的浓度随着蒸发浓缩而增加，当其浓度达到过饱和状态时，或者经过换热器转热表面时水温升高时会发生下列反应；
Ca（HCO3）2＝CaCO3↓﹢CO2↑﹢H2O
冷却水经过冷却塔向下喷淋时。溶解在水中的CO2要逸出，这就促使上述反应向右方进行。
CaCO3沉积在换热器传热表面形成致密的碳酸钙水垢，它的导热性能很差，水垢的形成必然会影响换热器的传热效率，影响设备正常运行，严重时则管道堵塞造成停车。
其他，污垢、腐蚀产物、磷酸盐、硫酸盐、硅酸盐等。
2、设备的腐蚀；
在循环冷却水系统中腐蚀的类型有：均匀腐蚀、垢下腐蚀、电偶腐蚀、缝隙腐蚀、点蚀、应力金属腐蚀破裂、气蚀、磨蚀和微生物腐蚀。
水处理中主要要解决的腐蚀问题；均匀腐蚀、垢下腐蚀、点蚀、微生物腐蚀。
3、微生物滋生粘泥；
（二）敞开式循环冷却水系统腐蚀性主要因素；
1、水中溶解氧。一般来说，循环冷却水在300C，左右时，溶解氧只有8-9mg/L，往往不会超过临界值，所以溶解氧常是加速腐蚀的主要原因。
2、水中溶解盐。Cl-、SO42-等离子的含量高时，增加水的腐蚀性。Cu2+、Fe3+等具有氧化性的氧离子，能促进阴极去极化作用，是有害的。
水的温度。腐蚀率随水温度升高而成比例增加。一般水温每升高100C，钢铁的腐蚀率增加30%。
4、水的pH值。CaCO3保护膜在pH值偏酸性时不易形成，其腐蚀速度比偏碱性时高。
5、水流速。一般来说，水流速在0.6-1m/s时，腐蚀速度最小。（三）敞开式循环冷却水系统水处理主要解决的问题
1、水垢问题。
2、污垢问题。
3、腐蚀问题。
4、微生物问题。
三、敞开式循环冷却水系统的运行控制管理
1、浓缩倍数的控制和管理；
2、冷却水pH值的控制和管理；
3、加缓蚀阻垢剂的管理；
4、微生物的的控制和管理；
5、冷却水中钙硬度和碱度的管理；
6、冷却水中浊度的管理；
7、冷却水中杂物的管理。
（一）、浓缩倍数；
在敞开式循环冷却水中，由于蒸发使循环水中的盐类不断累积浓缩，水的含盐量大大高于补充水的含盐量，两者的比值称为浓缩倍数。通常将循环水及补充水中的某一特征的浓度的比值作为循环水的浓缩倍数。浓缩倍数主要由强制排污来控制。
浓缩倍数难控制的原因；
（1）、强制排污以外的非正常排水。
（2）、非正常向循环水补充水。
（3）、出现系统热介质泄漏或粘泥大量滋生而超标，必须大量排水时。（4）、当使用不同水源作为补充水或使用部分软化水作为补充水时补充水离子含量浓度不同，计算浓缩倍数时失真。
（二）、pH值的控制和管理；
循环冷却水的pH值是一个重要的控制指标，因为pH值的变化会对腐蚀和结垢产生直接的影响，尤其是对低pH值的水质稳定剂配方，pH值更是一个十分敏感的参数。即使是自然pH值运行方案，也要注意监测pH值的变化，从pH值的变化的异常发现水质的变化，找出问题。
对于pH值的控制主要是通过加酸调节pH值来控制循环水的pH值在管理目标范围内。控制方式有人工加酸调节和计量泵加酸调
节，还有如我们公司pH值自动控制系统，pH值精度能达到±0.2。（三）、加缓蚀阻垢剂的管理；
正确投加缓蚀阻垢药剂很重要，其中加药方式对处理效果的影响是很大的。从目前看有以下几种加药方式；间断式加药、连续加药、自动加药。
1、间断式加药；是指每班或每天加药1-2次，由人工向塔池倾倒或输送泵定时定量间歇性加入系统。这种加药方式药剂浓度极不稳定，波动大。计量低了影响缓蚀阻垢效果，剂量高了易产生不良后果，如产生药垢。
2、连续加药；是将缓蚀阻垢药剂溶成一定浓度的液体，有计量泵定量地连续加入系统。这种加药方式在根据水质分析结果调整加药量，可以保证冷却水中药剂浓度比较稳定、波动较小。
3、自动加药；自动加药方式除了根据设定的加药量，将药剂准确、定量、比例式自动投加外，还可以感应系统本身发生某些特殊信号参数，对加药量的增减作出相应的调整，保证系统药剂含量更加稳定。
（四）微生物的的控制和管理；
1、循环冷却水中微生物的种类；有细菌、藻类、真菌和原生动物。
2、循环冷却水中微生物生长因素；
①温度（对许多微生物来说，20-300C最适宜）；
②光照强度（对藻类发生特别重要）；
③pH值或酸碱度；
④溶解氧与溶解硫化物的含量；
⑤无机物（SiO2、NO2-、N、NH4-、HCO-3、PO43-、Fe、Mn等）的浓度；
⑥有机物（COD或BOD）的浓度；
⑦循环水的浓缩倍数。
3、循环冷却水中微生物的危害；
微生物在循环冷却水中大量繁殖，会使冷却水颜色变黑，发生恶臭，污染环境，同时会形成大量粘泥使冷却塔的冷却效率降低，木材变质腐烂。粘泥沉积在换热器内，使换热效率迅速降低和水头损失增加，沉积在金属表面的粘泥会引起严重的垢下腐蚀，同时也隔绝了药剂对金属的作用，使药剂不能发挥应有的缓蚀阻垢效能。所有这些问题导致冷却水系统不能长期安全运行，影响生产，造成严重的经济损失。因此微生物危害与水垢、腐蚀对冷却水系统的危害一样的严重，甚至可以说，三者比较起来控制微生物的危害是首要的。
4、掌握控制微生物的规律；
每一套冷却水系统都有自身的矛盾和特殊性，应该通过实践，模索总结该套系统微生物控制方面的规律。其中包括水源变化规律、季节变化规律、环境影响规律、工艺介质泄漏规律、微生物种群规律、粘泥形成规律、杀生剂使用规律等。并制定出自己的控制标准，把微生物控制在一个不致引起严重问题的水平上。
5、循环冷却水中微生物主要控制方法；
控制冷却水系统中微生物生长最有效和最常用的方法之一是向冷却水系统中添加杀生剂。杀生剂又称杀菌灭藻剂。通过向冷却水系统中，周期性的或连续的添加适当浓度的杀生剂，控制冷却水系统中微生物的繁殖和生长，从而控制冷却水系统中微生物腐蚀和微生物粘泥。
使用杀菌灭藻剂要充分考虑；冷却水系统水质对杀菌灭藻剂效能的影响，如水温、pH值等。还有考虑杀菌灭藻剂对系统的影响，如缓蚀、阻垢、环境等。
（五）冷却水中钙硬度和碱度的管理；
1、循环冷却水中最易成垢的是碳酸钙，使用磷系配方的常有磷酸钙垢。通常把钙离子、镁离子的总浓度看作水的总硬度。在天然水中，碱度主要是由HCO3-的盐类组成。
2、当水中碳酸盐达到能够析出的数量，既有结垢的倾向。如果碳酸盐在水中能全部溶解，在金属表面完全没有水垢保护层，既有腐蚀倾向。因此水中钙硬度和碱度在很大程度上决定了水的结垢倾向和腐蚀倾向。
3、水处理剂配方是针对水中钙硬度和碱度研制的。这种配方要求循环冷却水中的钙硬度和碱度必须控制在规定的目标管理范围内。
4、控制方法；①通过强制排污，降低循环冷却水的浓缩倍数，将钙硬度和碱度控制在管理指标内。②通过加酸降低冷却水的碱度。
③通过补加一定量的化学药剂来提高冷却水的硬度和碱度。（六）、冷却水中浊度的控制管理；
1、影响循环冷却水的浊度的因素；
①补充水的浊度；
②循环冷却水在冷却塔内反复与大量工业大气接触，把大气中的尘埃洗涤下来并带入循环冷却水中形成悬浮物；
③循环冷却水中生成的腐蚀产物、微生物繁衍生成的粘泥都会成为悬浮物。
2、如何控制循环冷却水的浊度；
①采用有效的旁滤处理，这是日常管理最主要手段。
②控制补充水的浊度。
③在风沙大的地区，应在冷却塔周围砌上短墙，防止风沙入侵到冷却水系统。
④控制微生物的繁衍，防止粘泥的大量产生。
⑤注意清除塔池积泥。
（七）、冷却水中杂物的管理；
水中杂质是指侵入到循环冷却水中的砖石、塔填料碎片、塑料袋、杂草、树叶等。这些杂物极易堵塞冷却器，尤其在长周期运行中这个问题更应重视。在塔池与吸水池中间应设立滤网，定期清理。（八）循环冷却水系统应具有哪些功能：
循环冷却水生产运行管理和调度管理系统实现循环冷却水的运行自动化控制；
①在线测定浓缩倍数，并自动补排水，实现浓缩倍数的自动控制。
②塔池液面的自动控制。
③循环水泵的控制和监控。
④pH值的自动控制。
⑤自动加药系统。
⑥冷却塔风机监测和控制系统。
⑦腐蚀和结垢在线监测系统。
⑧补水和循环水水质在线监测分析系统。
⑨循环水水温测量系统。
四、化学处理配方的确定；
1、冷却水的化学处理；是指加入化学药品的方法来防止循环冷却水系统腐蚀、结垢和粘泥等问题的产生。
2、水质稳定剂；是指利用物理或化学的方法，控制冷却水中碳酸钙与二氧化碳的含量达到平衡状态，使之既不产生结垢，又不腐蚀的处理过程。利用化学方法进行水质稳定处理的化学药剂通称为水质稳定剂。
3、处理配方配方和处理方案；为了防止冷却水在循环过程中引起水冷却器的腐蚀、结垢和粘泥等故障，必须使用由缓蚀剂、阻垢剂、杀菌剂等组合的一套药剂，而这一套药剂必须在一定的控制条件下使用的。把这种在控制一定条件下所使用的一套药剂称为化学处理配方或称之为化学处理方案。
4、选定化学处理配方需要考虑因素；
①循环冷却水使用原水的水质；
②水冷却器的材质；
③循环冷却水系统的参数；
④预期要达到的目的；
⑤处理成本。
5、化学水处理时决定水质稳定的五个重要因素；pH值、钙硬度、总碱度、水温、总溶解固形物。
6、循环冷却水系统要五项重点水质指标；补充水的pH值、钙硬度、碱度、氯离子、硫酸根。
7、确定化学处理配方预期要达到的效果和目标；
平均腐蚀速度；≤0.046mm/a 很好级
0.046—0.093 mm/a 好级
0.093—0.116 mm/a 允许级
粘附速度；＜15mcm 很好级
15--30 mcm 好级
30--40 mcm 允许级
mm/a –毫米/年mcm—毫克/平方厘米.每月
上述评价指标是以运行8000h(即一年一检修)制定的，随着装置运行周期的延长，指标应提高。
五、循环冷却水水质对水处理药剂的影响
循环冷却水水质中对水处理药剂的有主要影响的是浊度、氯离子、硫酸根、微生物、铁离子等。
①浊度高的颗粒物质带有电荷，高分子阴离子物质比小分子阴离
子化合物更容易与带电颗粒物质发生吸附作用，从而破坏了复合药剂沉积和阻垢分散能力的平衡，使含高分子聚合物复合剂的缓蚀效果大幅度下降，要控制在20mg/L以下。
②氯离子是水中常见的阴离子，含量高时是水中引起水质腐蚀性的催化剂能强烈地推动和促进金属表面电子的交换反应，尤其是对不锈钢材料，应力集中处会引起氯离子的富集，加速电化学腐蚀过程。要控制在300mg/L以下。
③硫酸根也是水中较为普遍存在的阴离子，特别是pH值调节水处理方案中。硫酸根与阳离子钙等生成硫酸钙沉淀而结垢，它又是水中硫酸盐还原菌的营养源。
④微生物产生粘泥，增加循环水浊度。药剂很难到达金属表面阻碍药剂发挥作用，引起垢下腐蚀。也是产生点蚀的主要原因。
⑤铁离子对药剂的影响主要是对阻磷酸钙的影响较大。随循环水中铁离子浓度的增加，阻磷酸钙垢的效果大幅度下降。循环水中铁离子对阻垢分散作用是一种十分有害的离子
六、敞开式循环冷却水系统节水减排措施
1、在现有冷却水的技术水平和现状，提高循环冷却水系统的浓缩倍数，系统在“最优状态”和经济浓缩倍数下运行是目前公认的有效节水方法和措施。
2、但随着浓缩倍数的提高，循环水系统结垢和腐蚀因子也随着成倍上升，更多的是依赖水稳剂开发上。如增溶型为主药剂、分散型为主药剂、螯合型为主药剂、无磷环保型药剂等。
3、浓缩倍数过高，水的结垢倾向会增大，结垢控制及腐蚀控制的难度会增加，水处理药剂会失效，不利于微生物的控制，故循环水的浓缩倍数要有一个合理的控制指标。
4、浓缩倍数
浓缩倍数K值的大小决定节水的水平和水的重复利用率的高低，它可用公式表示[1]：
式（1）中k:浓缩倍数；M：补水量m3/h E：蒸发水量m3/h；D：风吹损失m3/h；F：漏损m3/h；若将风吹损失D和漏损F都包含在排污水B内，则式（1）变为式（2）。
若E保持不变，排污量越小，则补水量越小，得到浓缩倍数越大。
一般情况下，当K＞1，随着K值的增大，从图1可以看出，M/E下降程度较快，排污量迅速下降；当浓缩倍数大于4.0以后，M/E下降程度缓慢，节水程度最小。继续提高浓缩倍数，就目前处理水平而言，增加了对水处理剂、杀菌剂、系统的设施及管理等要求。因此目前公认浓缩倍数最佳经济运行值控制在4-5，但浓缩倍数提高至4-5，还要受补充水的水质情况、管理控制水平、水的温升、当地气象条件、循环水系统V/R以及旁滤池滤料等各个方面的条件限制。
循环冷却水处理方案 目录 1.0 概述 (2) 2.0 系统运行条件 (3) 2.1系统参数： (3) 2.2水质分析如下： (3) 2.3水质特点 (4) 3．0系统冷却水问题预测 (4) 3.2不锈钢的点腐蚀： (4) 3.3、生物粘泥 (4) 4．0水处理药剂选择 (5) 4.1阻垢缓蚀剂ML-D-06特点： (5) 4.2阻垢缓蚀剂的认证试验——阻碳酸钙垢试验 (5) 4.3阻垢缓蚀剂的认证试验——旋转挂片缓蚀试验 (6) 4.5 试验结论 (7) 5．0水处理方案 (7) 5.1、冷却水处理工艺 (7) 5.2、日常水处理方案 (8) 6．0循环水操作管理 (9) 6.1 水质控制目标值 (9) 6．2正常运行加药管理 (10) 7．0监测方法 (11) 1、化学分析 (12) 2、挂片腐蚀试验 (12) 3、微生物监测 (12) 8．0 技术服务 (12) 1、技术服务准则 (12) 2、清洗预膜的技术服务 (12) 3、日常技术服务承诺 (13) 9．0 药剂用量估算 (13)
1.0 概述 现代化大型电厂的运行经验表明，水系统是电力企业的血脉，是连续、安全、高效生产的重要保障。冷却水系统的良好运行，对于减少检修频度及费用，延长设备寿命，稳定/提高生产的质量产量，降低综合生产成本具有重要意义。 电厂的敞开式循环冷却水系统，在长期运行中一般有三大问题：结垢、腐蚀和微生物粘泥。对于发电厂而言，凝汽器换热管上的结垢、粘泥，极易导致换热效果的下降，具体表现在真空度下降、端差上升，从而降低发电量，增加能耗；腐蚀主要表现为不锈钢、黄铜的点蚀穿孔等。 为了确保装置正常运行及节约用水，在循环水中投加阻垢缓蚀剂、杀菌灭藻剂等化学药品，来控制冷却水对设备的腐蚀、结垢及粘泥等故障，实践证明这是一项行之有效的、比较经济的方法。 本方案的设计过程中，我们充分吸收了同类企业水处理的经验，认真分析贵公司的水质特点、工艺特点，以及以往运行中出现的水质障碍，本着技术先进、安全可靠、操作管理方便、经济合理的宗旨，提出以下运行方案。
循环水术语： 1循环冷却水系统：以水作为冷却介质，并循环使用的供水系统，由换热设备、冷却塔、水泵、管道以及其它有关设备组成，分为敞开式循环水系统和密闭式循环水系统。 2敞开式循环水系统：是指循环冷却水与空气直接接触冷却的循环冷却水系统。 3循环水量：每小时用水泵输送的总水量，以Q表示，单位m3/h。 4保有水量：冷却水系统的总贮水量（包括凉水池、换器器、管网系统、旁滤等）。以V表示，单位m3。保有水量与循环量之间设计要求是：保有水量/循环量=1/3-1/5之间。 5 蒸发水量：循环水在冷却塔内通过蒸发而冷却，在此过程中损失的水量称为蒸发水量，以E表示，单位m3/h。E=a（R-B），a=e（t1-t2）（%）（e，夏季25～30℃时0.15～0.16，冬季-15～10时0.06～0.08，春秋季0～10℃时为0.10～0.12. 6补充水量：循环冷却水在运行过程中补充因蒸发、风吹、排污等损失的水量，以M表示，单位m3/h。M＝N×B 7排污水量：为了维持一定的浓缩倍数，必须从循环冷却水系统中排放的水量，以B表示，单位m3/h。B＝E/N-1 8飞溅损失：由于风力作用把水从系统中吹入大气，叫做飞溅损失。一般风吹损失可按1‰Q计算，以W表示，单位m3/h。 9浓缩倍数：循环水中的含盐量与补充水的含盐量之比值，
以N表示。常用来计算浓缩倍数的离子有钾离子、电导、氯离子、二氧化硅等。 10腐蚀速率：以金属失重而计算得的每年平均腐蚀深度，常用单位mm/a、mdd、密尔/年(可选用标准试片法、试管法进行监测) 11污垢沉积速率：模拟监测换热管内在一个月中所沉积的污垢总量。单位mg/cm2.月（mcm，可选用试管法进行监测)）。12粘泥量：指微生物及其分泌的粘液与其它有机或无机的杂质混合在一起的粘浊物。单位mL/m3。 13异养菌：以细菌平皿计数法统计出第毫升水中异养菌落个数，单位个/mL。 水质参数：1、PH值；2、钙硬度；3、碱度；4、K+或SiO2； 5、总铁； 6、电导率； 7、浑浊度； 8、微生物； 9、生物粘泥量；10、污垢沉降速率；11、垢层与腐蚀产物的成分；12、腐蚀率；13、药剂浓度。 一、循环水术语
冷却循环水处理方案
北京东方君悦大酒店循环冷却水处理方案 诚信绿洲 2016年12月
4.3 技术介绍 A）、不含重金属（Cr等），不以磷为基础的阻垢剂，排污水不造成公害，符合环境保护法规，可节省排污处理费用，并免除处理之麻烦。 B）、媲美铬酸盐法的防蚀效果。 C）、药品中所含之专用分散剂，克服了传统冷却水处理所常发生之结垢问题，碳酸钙阻垢能力达1200ppm。 D）、适合于循环水高倍浓缩操作，因此可节省水费及总操作费用。 我司处理方案分三部份，兹分别说明于后： a．结垢抑制 b．腐蚀抑制 c．微生物抑制 （A）结垢抑制 我司最新专用分散剂，可防止冷却水系统产生结垢物，甚至水中钙硬度高达1200ppm，亦有优异之分散作用，保持热传金属表面无结垢之虞，高浓缩情况排污水量减少，并产生下列优点： a. 降低成本：1、用水量减少。 2、用药量节省。 减废功能：水资源充分利用。 附带效益：因本处理方案可适应极差的水质，当补充水质较差时，本处理方案亦能有效因应，从而避免因水质变差导致停机或减量生产。 （B）腐蚀抑制 碳钢腐蚀抑制通常以无机磷酸盐作为阳极及阴极保护，形成坚韧之r-Fe2O3钝化保护膜，避免铁金属游离失去电子，有效抑制铁 材质腐蚀 Fe Fe2++2e- 另外，冷却水中磷酸钙及碳酸钙在阴极高pH位置形成覆盖性保护膜，避免水中O2来接受电子，阻止阴极半反应的发生，腐蚀问题将可彻底抑制 1/2O2+H2O+2e- 2OH-
Fe + o-PO4(p-PO4) → r-Fe2O3 ANODIC ANODIC PASSVATION Ca + p-PO4→ Ca-p-PO4↓ Ca + o-PO4 →Ca-o-PO4↓ Ca + CO32- →CaCO3↓ Zn + OH-→ Zn(OH)2↓ CATHODIC PRECIPITATION (C). 微生物抑制 日常杀菌灭藻采用氧化性杀菌剂-漂白水和溴化物相结合，其杀菌机理主要靠氧化作用破坏细胞组织。建议采用自动控制设备连续添加，控制余氯量在0.2-0.5ppm之间。 为提高漂白水的杀菌能力，配合添加生物表面活性剂XXX，可根据漂白水杀菌的效果采取定时添加的方式，投加剂量以每次30－50PPM。同时，每周定期投加非氧化性杀菌剂XXXX，以更好地控制菌藻的滋生。 4.4 补给水水质 目前补充水为自来水,补充水的水质波动较大,冬季有2-3个月的枯水期,氯根、电导率、硬度都有较大的增加。 4.5 循环水系统处理方案 (1)日常运行方案 浓缩倍数：冷却水的用水成本与浓缩倍数关系极大，冷却水浓缩倍数愈高排污水量愈少，整体操作成本可大幅降低，但若无效果优异和稳定性高的分散剂，极容易产生结垢问题。我公司提供的全自动整体水处理方案，是一个集腐蚀，污垢和微生物控制的综合水处理技术，配合由自动分析，监测，控制和加药系统，以及服务工程师定期的现场服务，使循环冷却水系统真正实现长周期安全稳定的运行，节水，环保，高效和低成本。
工业循环冷却水处理系统 一、概述 循环冷却水在使用之後，水中的Ca2+、Mg2+、Cl-、SO42-等离子，溶解固体和悬浮物相应增加，空气中污染物如灰尘、杂物、可溶性气体以及换热器物料泄露等，均可进入循环冷却水，使循环冷却水系统中的设备和管道腐蚀、结垢，造成换热器传热效率降低，过水断面减少，甚至使设备管道腐蚀穿孔。 循环冷却水系统中结垢、腐蚀和微生物繁殖是相互关联的，污垢和微生物粘泥可以引起垢下腐蚀，而腐蚀产品又形成污垢，要解决循环冷却水系统中的这些问题，必须进行综合治理。 采用水质稳定技术，用物理与化学处理相结合的办法控制和改善水质，使循环冷却水系统中的腐蚀、结垢、生物污垢得到有效的解决，从而取得节水、节能的良好效益。臭氧产品已在国内电子、电力、饮料、制药行业广泛应用，质量达到国外同行业90年代水平。投入产出比的可比效益为：1：2-1：10以上，节约能源，提高设备使用效率，延长设备的使用寿命和运行的安全性，减少环境污染。 臭氧可以作为唯一的处理药剂来替代其它的处理冷却水处理剂，它能阻垢、缓蚀、杀菌、能使冷却水系统在高浓缩倍数甚至在零排污下运行，从而节水节能，保护水资源；同时，臭氧冷却水处理不存在任何环境污染。国外应用臭氧进行循环水处理已经取得了成功，而我国在这个领域却是空白。 二、系统工艺 循环水冷却通常分为密闭式循环水冷却系统和敞开式循环水冷却系统。密闭式循环水冷却系统中，水是密闭循环的，水的冷却不与空气直接接触。敞开式循环水冷却系统，水的冷却需要与空气直接接触，根据水与空气接触方式的不同，可分为水面冷却、喷水冷却池冷却和冷却塔冷却等。 敞开式循环水冷却系统可分为以下3类： 1.压力回流式循环冷却系统 此种循环水系统一般水质不受污染，仅补充在循环使用过程中损失的少量水量。补充水可流入冷水池，也可流入冷却构筑物下部。冷水池也可设在冷却塔下面，与集水池合并。 补充水→ 冷水池→ 循环泵房→生产车间或冷却设备→冷却塔 压力回流式循环冷却系统
收稿日期: 20030611作者简介: 罗奖合,男,教授级高级工程师,现任国电热工研究院科研业务部副主任兼国电水处理公司总经理。主要从事电厂化学水处理技术及药剂的研究开发。 我国火电厂 循环冷却水处理技术的发展 罗奖合1,李营根1,郭怀保2 (1.国电热工研究院,陕西西安 710032;2.苇湖梁发电有限责任公司,新疆乌鲁木齐 830002) [摘 要] 介绍电力体制改革后我国火电厂循环冷却水处理技术面临的主要问题和今后的发展方向。根 据目前的实际需要和可能,认为近期内各火电厂循环水的浓缩倍率应以大于3为控制目标,为此提出了8点建议:(1)完善循环水的外部处理方法;(2)开发新型水质稳定剂和高效复合配方;(3)加强凝汽器管防腐技术研究;(4)对城市污水用于循环水技术进行研究;(5)探索其它杀菌剂的应用;(6)加强自动控制技术的应用;(7)对运行中除垢技术进行研究;(8)循环水处理药剂应定点生产。[关键词] 火电厂;循环水;浓缩倍率;药剂;配方;凝汽器;结垢;腐蚀[中图分类号]TM621.8 [文献标识码]A [文章编号]1002 3364(2003)08 0009 03 五大发电集团公司成立后将实行“厂网分开、竟价上网”的方针。发电企业的生产要以节能降耗来降低发电成本,增强上网电价的竞争力。做好火电厂循环水处理工作,对于降低发电成本有着重要的作用。 1 火电厂循环冷却水处理技术面临的 主要问题 1.1 水资源日益紧张 我国水资源人均拥有量为2200m 3,只有世界平均水平的1/4,属缺水国家。且有限的水资源分配很不均匀,81%分布在长江流域及其以南地区。目前我国一方面水资源紧张,另一方面却又存在大量浪费水资源的情况。 火电厂是工业用水大户,其耗水量约占工业用水量的20%左右。在缺水的北方地区,水资源严重不足,使火电厂的建设规划和运行受到限制,因此节约用水已成为当务之急。据有关资料统计,我国凝汽式火电厂(采用冷却塔和水力输灰)的耗水率为1.64m 3/(s ?GW ),与国外水平(0.7～0.9)m 3/(s ?GW )差距较大,说明我国火电厂节水潜力很大。目前经原国家经 贸委批准的单位发电量取水量标准已正式实施,其目的在于限制火力发电厂的取水量,具体规定如下:采用循环冷却供水系统时单位发电量取水量定额,在单机容量<300MW 时为4.80m 3/(MW ?h );在单机容量≥300MW 时为3.84m 3/(MW ?h )。当前全国达到这一标准的火电厂还不到30%,因此节水空间巨大。 火电厂全厂用水的比例:循环冷却水系统补给水50%～80%,水力输灰用水20%～40%,锅炉补给水2%～4%。因此,火电厂节水工作的重点应在优化冷 却水和冲灰水系统的设计和运行方面,尽可能减少循环冷却系统的排污,提高循环冷却水的浓缩倍率,可取得良好的经济效益。但浓缩倍率的提高,会使结垢和腐蚀等问题更加突出,同时对循环水处理技术也提出了更高的要求。 1.2 环境保护的要求更为严格 进入21世纪以来,以环保为主题的绿色能源声势日高,为了保护水资源水质,减少工业排放废水及污水对水体造成的危害,环保部门对火力发电厂排放水量和水质提出了严格要求。就排放水量而言,将对火力 技术经济综述 热力发电?2003(8) 9
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4.3 技术介绍 A）、不含重金属（Cr等），不以磷为基础的阻垢剂，排污水不造成公害，符合环境保护法规，可节省排污处理费用，并免除处理之麻烦。 B）、媲美铬酸盐法的防蚀效果。 C）、药品中所含之专用分散剂，克服了传统冷却水处理所常发生之结垢问题，碳酸钙阻垢能力达1200ppm。 D）、适合于循环水高倍浓缩操作，因此可节省水费及总操作费用。 我司处理方案分三部份，兹分别说明于后： a．结垢抑制 b．腐蚀抑制 c．微生物抑制 （A）结垢抑制 我司最新专用分散剂，可防止冷却水系统产生结垢物，甚至水中钙硬度高达1200ppm，亦有优异之分散作用，保持热传金属表面无结垢之虞，高浓缩情况排污水量减少，并产生下列优点： a. 降低成本：1、用水量减少。 2、用药量节省。 减废功能：水资源充分利用。 附带效益：因本处理方案可适应极差的水质，当补充水质较差时，本处理方案亦能有效因应，从而避免因水质变差导致停机或减量生产。 （B）腐蚀抑制 碳钢腐蚀抑制通常以无机磷酸盐作为阳极及阴极保护，形成坚韧之r-Fe2O3钝化保护膜，避免铁金属游离失去电子，有效抑制铁 材质腐蚀 Fe Fe2++2e- 另外，冷却水中磷酸钙及碳酸钙在阴极高pH位置形成覆盖性保护膜，避免水中O2来接受电子，阻止阴极半反应的发生，腐蚀问题将可彻底抑制 1/2O2+H2O+2e- 2OH- 如图所示 Fe + o-PO4(p-PO4) → r-Fe2O3 ANODIC ANODIC PASSVATION Ca + p-PO4→ Ca-p-PO4↓ CATHONIC
工业循环水国标
中华人民共和国标准 工业循环冷却水处理设计规范 Code for design of industrial recirculating cooling water treatment GB50050-95 主编部门：中华人民共和国化学工业部 批准部门：中华人民共和国建设部 施行日期：１９９５年１０月１日 中国计划出版社 １９９５年北京 目次 １总则 ２术语、符号 2．1术语 2．2符号 ３循环冷却水处理 3．1一般规定 3．2敞开式系统设计 3．3密闭式系统设计 3．4阻垢和缓蚀 3．5菌藻处理 3．6清洗和预膜处理 ４旁流水处理 ５补充水处理 ６排水处理 ７药剂的贮存和投配 ８监测、贮存和化验 附录Ａ水质分析项目表 附录Ｂ本规范用词说明 附加说明 附：条文说明 １总则 1． 01为了控制工业循环冷却水系统内由水质引起的结垢、污垢和腐蚀，保证设备的换热效率和使用年限，并使工业循环冷却水处理设计达到技术先进、经济合理，制定本规范。 1． 02本规范适用于新建、扩建、改建工程中间接换热的工业循环冷却水处理设计。 1． 03工业循环冷却水处理设计应符合安全生产、保护环境、节约能源和节约用水的要求，并便于施工、维修和操作管理。 1． 04工业循环冷却水处理设计应在不断地总结生产实践经验和科学试验的基础上，积极慎重地采用新技术。 1． 05工业循环冷却水处理设计除应按本规范执行外，尚应符合有关现行国家标准、规范的规定。 ２术语、符号 2.1术语
2.1.1循环冷却水系统Recirculating cooling water systemc 以水作为冷却介质，由换热设备，水泵、管道及其它关设备组成，并循环使用的一种给水系统。 2.1.2敞开式系统Open system 指循环冷却水与大气直接触冷却的循环冷却水系统。 2.1.3密闭式系统Closed system 指循环冷却水不与大气直接触冷却的循环冷却水系统。 2.1.4药剂Chemicals 循环冷却水处理过程中使用的各种化学物质。 2.1.5异状养菌数学课Count of heterotrophic bacteria 按细菌平皿计数法求出每毫升水中的异养菌个数． 2.1.6粘泥Slime 指微生物及其分泌的粘液与其它有机和无机的杂质混合在一起的粘浊物质。2.1.7粘泥量Slime content 用标准的浮游生物网，在一定时间内过滤定量的水，将截留下来的悬浊物放入量筒内静置一定时间，测其沉淀后粘泥量的容积，以mg/m3表示。 2.1.8.污垢热阻值Fouling resistance 表示换热设备传热面上因沉积物而导致传热效率下降程度的数值，单位为ｍ２.ｋ／ｗ。 2.1.9腐蚀率Corrosion rate 以金属腐蚀失重而算得的平均腐蚀率，单位为mm/a。 2.1.10系统容积System capacity volume 循环冷却水系统内所有水容积的总和。 2.1.11浓缩倍数Cycle of concentration 循环冷却水的含盐浓度与补充水的含盐浓度之比值。 2.1.12监测试片Monitoring test coupon 放置在监测换热设备或测试管道上监测腐蚀用的标准金属试片。 2.1.13预膜Prefilming 在循环冷却水中投加预膜剂，使清洗后的换热设备金属表面形成均匀密致的保护膜的过程。 2.1.14间接换热Indirect heat exchange 换热介质之间不直接接触的一种换热形式。 2.1.15旁流水Side stream 从循环冷却水系统中分流部分水量，按要求进行处理后，再返回系统。 2.1.16药剂允许停留时间Permitted retention time of chemicals 药剂在循环冷却水系统中的有效时间。 2.1.17补充水量Amount of makeup water 循环冷却水系统在运行过程中补充所损失的水量。 2.1.18排污水量Amount of blowdown 在确定的浓缩倍数条件下，需要从循环冷却水系统中排放的水量。 2.1.19热流密度Heat load intensity 换热设备的单位传热面每小时传出的热量。以Ｗ／ｍ２。 2．2符号 编号符号含义
工业循环冷却水系统处理的重要性 循环水的使用及水处理的重要性 用水来冷却工艺介质的系统，我们称作冷却水系统，通常可分为以下两种类型：直流冷却水系统和循环冷却水系统。其中，循环冷却水系统目前已被广泛地应用于各行各业之中，比如，石油化工、电力、冶金、医药、纺织、机械、电子等等传统工业企业中的工艺用循环冷却水系统，及各楼宇的中央空调用循环冷却水系统。 最早使用的是直流冷却水系统，冷却水仅仅通过换热设备一次，用过后水就被排放掉。这种系统虽然投资少、操作简便，但它的用水量却很大，冷却水的操作费用也大，不符合节约使用水资源的要求，目前基本都改成了循环冷却水系统（除了海水中还在使用的直流冷却水系统），即冷却水用过后不立即排放掉，而是收回循环再用。从直流水系统到循环水系统，水资源的节约非常可观，例如：一个年产30万吨的合成氨工厂，如采用直流水系统，每小时用水量约25000T，而改成循环水系统，并以3倍的浓缩倍数运行，则每小时耗水量只需约550T。 冷却水循环后遇到什么问题？ 腐蚀：冷却水在循环使用中，水在冷却塔内和空气充分接触，使水中的溶解氧得到补充,所以循环水中溶解氧总是饱和的,水中溶解氧是造成金属电化学腐蚀的主要原因,这是冷却水循 环后易带来的问题之一。 结垢:水在运行中蒸发（尤其是在冷却塔的环境中），使循环水中含盐量逐渐增加，加上水中二氧化碳在塔中解析逸散，使水中碳酸钙或其它盐类在传热面上结垢析出的倾向增加，这是问题之二。 生物污垢：冷却水和空气接触，吸收了空气中大量的灰尘、泥沙、微生物及其孢子，使系统的污泥增加；冷却塔内的光照、适宜的温度、充足的氧和养分都有利于细菌和藻类的生长，从而使系统粘泥增加，在换热器内沉积下来，造成了粘泥的危害，这是水循环使用后易带来的问题之三。 冷却水循环后，冷却水补充水量可大幅度降低，节约了用水，这是我们所希望的。但水循环后突出的腐蚀、结垢和生物污垢等问题如不解决，生产装置的长周期、满负荷、安全稳定运行是难以保证的，那么采用循环水后所期望的经济、技术效益不仅不能充分发挥，而且将给企业带来许多危害——严重的沉积物的附着、设备腐蚀和微生物的大量滋生，由此形成的黏泥污垢堵塞管道或各种材料及设备严重受损等问题，会威胁和破坏工厂的安全生产；而由于各种沉积物使换热设备的水流阻力加大，水泵及相关设备的能耗大幅增加，传热效率降低，从而降低产品品质或生产效率，这一切都可能造成极大的经济损失，例如：电厂出现此类问题，必然使凝汽器凝结水的温度升高、真空度下降，严重影响汽轮机的出力和电厂的发电量，并且大幅增加能耗（有一个经验数值：发电机组真空度每下降1%，多耗燃料原油0.8%）。 所以，必须要选择一种科学合理、全面有效且经济实用的循环冷却水处理方案，使上述问题得到妥善解决或改善，水处理就是通过水质处理的办法来解决以上问题。如能真正做好水处理，不但能保证保质保量、安全生产，而且还能通过大幅降低能耗、节约材料、节约用水来降低生产成本，直接创造可观的经济效益，例如在电厂，就可以提高汽轮机凝汽器的真空度，一般可提高7～8％，提高汽轮机的功率，提高电负荷5～6％，增加发电能力；如应用在低压锅炉炉内处理，不但可将水处理运行费用从仅使用炉外处理方式时的0.5元/吨降到0.3元/吨左右，而且据统计，可使每台2t?h-1的锅炉节煤约5%；现代工业一般水冷换热器在未进行水处理时的寿命为2年左右，经水处理后的寿命可达7~8年，检修费和检修工作量可降低90%，一个小型化工厂由此节约的检修费即可达50万元。 科学合理且全面完整的化学水处理方案
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4.3 技术介绍 A ）、不含重金属（Cr等），不以磷为基础的阻垢剂，排污水不造成公害，符合环境保护法规，可节省排污处理费用，并免除处理之麻烦。 B ）、媲美铬酸盐法的防蚀效果。 C ）、药品中所含之专用分散剂，克服了传统冷却水处理所常发生之结 垢问题，碳酸钙阻垢能力达1200ppm。 D ）、适合于循环水高倍浓缩操作，因此可节省水费及总操作费用。 我司处理方案分三部份，兹分别说明于后： a．结垢抑制 b．腐蚀抑制 c．微生物抑制 （A）结垢抑制 我司最新专用分散剂，可防止冷却水系统产生结垢物，甚至水中钙硬度 高达1200ppm，亦有优异之分散作用，保持热传金属表面无结垢之虞，高浓缩情况排污水量减少，并产生下列优点： a. 降低成本：1、用水量减少。 2 、用药量节省。 减废功能：水资源充分利用。 附带效益：因本处理方案可适应极差的水质，当补充水质较差时，本处理方 案亦能有效因应，从而避免因水质变差导致停机或减量生产。 （B）腐蚀抑制 碳钢腐蚀抑制通常以无机磷酸盐作为阳极及阴极保护，形成坚韧之 r-Fe 2O3钝化保护膜，避免铁金属游离失去电子，有效抑制铁 材质腐蚀 Fe Fe 2++2e- 另外，冷却水中磷酸钙及碳酸钙在阴极高pH位置形成覆盖性保护膜， 避免水中O2来接受电子，阻止阴极半反应的发生，腐蚀问题将可彻底 抑制 1/2O 2+H2O+2e- 2OH-
如图所示 ANODIC Fe + o-PO 4(p-PO4) r-Fe 2O3 ANODIC PASSVATION CATHONIC Ca + p-PO 4Ca-p-PO 4 Ca + o-PO 4Ca-o-PO4 2- Ca + CO CaCO 3 3 Zn + OH- Zn(OH) 2 CATHODIC PRECIPITATION (C). 微生物抑制 日常杀菌灭藻采用氧化性杀菌剂- 漂白水和溴化物相结合，其杀菌机理主要靠氧化作用破坏细胞组织。建议采用自动控制设备连续添加，控制余氯量在 4.4-0.5ppm 之间。 为提高漂白水的杀菌能力，配合添加生物表面活性剂XXX，可根据漂白水杀菌的效果采取定时添加的方式，投加剂量以每次30－50PPM。同时，每周定期投加非氧化性杀菌剂XXXX，以更好地控制菌藻的滋生。 4.4 补给水水质 目前补充水为自来水, 补充水的水质波动较大, 冬季有2-3 个月的枯水期, 氯根、电导率、硬度都有较大的增加。 4.5 循环水系统处理方案 (1) 日常运行方案 浓缩倍数：冷却水的用水成本与浓缩倍数关系极大，冷却水浓缩倍数愈高排污水量愈少，整体操作成本可大幅降低，但若无效果优异和稳定性高的分 散剂，极容易产生结垢问题。我公司提供的全自动整体水处理方案，是一个 集腐蚀，污垢和微生物控制的综合水处理技术，配合由自动分析，监测，控
工业循环冷却水处理设计规范 GB50050—95 主编部门：中华人民共和国化学工业部 批准部门：中华人民共和国建设部 施行日期：1995年10月1日 关于发布国家标准《工业循环冷却水处理设计规范》的通知 建标［1995］132号 根据国家计委计综［1992］490号文的要求，由化工部会同有关部门共同修订的《工业循环冷却水处理设计规范》已经有关部门会审，现批准《工业循环冷却水处理设计规范》GB50050—95为强制性国家标准，自一九九五年十月一日起施行，原《工业循环冷却水处理设计规范》GBJ50—83同时废止。 本标准由化工部负责管理，具体解释等工作由中国寰球化学工程公司负责，出版发行由建设部标准定额研究所负责组织。 中华人民共和国建设部 一九九五年三月十六日 1总则 1.0.1 为了控制工业循环冷却水系统内由水质引起的结垢、污垢和腐蚀，保证设备的换热效率和使用年限，并使工业循环冷却水处理设计达到技术先进、经济合理，制定本规范。 1.0.2 本规范适用于新建、扩建、改建工程中间接换热的工业循环冷却水处理设计。 1.0.3 工业循环冷却水处理设计应符合安全生产、保护环境、节约能源和节约用水的要求，并便于施工、维修和操作管理。 1.0.4 工业循环冷却水处理设计应在不断地总结生产实践经验和科学试验的基础上，积极慎重地采用新技术。 1.0.5 工业循环冷却水处理设计除应按本规范执行外，尚应符合有关现行国家标准、规范的规定。 2术语、符号 2.1 术语 2.1.1 循环冷却水系统Recinrculating cooling water system 以水作为冷却介质，由换热设备、冷却设备、水泵、管道及其它有关设备组成，并循环使用的一种给水系统。
工业循环冷却水处理设计规范 中华人民共和国国家标准 GB50050--2007 工业循环冷却水处理设计规范 Code for design of industrial recirculating cooling water treatment 中华人民共和国建设部 关于发布国家标准《工业循环冷却水处理设计规范》的公告 中华人民共和国建设部公告第742号 现批准《工业循环冷却水处理设计规范》为国家标准，编号为GB50050-2007，自2008年5月1日起实施。其中，第3.1.6（2、4、5、6）、3.1.7、3.2.7、6.1.6、8.1.7、8.2.1、8.2.2、8.5.1（1、2、3、4、5、6、7）、8.5.4条（款）为强制性条文，必须严格执行。原《工业循环冷却水处理设计规范》GB50050-95同时废止。本标准由建设部标准定额研究所组织中国计划出版社出版发行。 中华人民共和国建设部 二〇〇七年十月二十五日 1 总则 1.0.1 为了贯彻国家节约水资源和保护环境的方针政策，促进工业冷却水的循环利用和污水资源化，有效控制和降低循环冷却水所产生的各种危害，保证设备的换热效率和使用年限，减少排污水对环境的污染，使工业循环冷却水处理设计做到技术先进，经济实用，安全可靠，制定本规范。 1.0.2 本规范适用于以地表水、地下水和再生水作为补充水的新建、扩建、改建工程的循环冷却水处理设计。 1.0.3 工业循环冷却水处理设计应符合安全生产、保护环境、节约能源和节约用水的要求，并便于施工、维修和操作管理。 1.0.4 工业循环冷却水处理设计应不断地吸取国内外先进的生产实践经验和科研成果，积极稳妥地采用新技术。 1.0.5 工业循环冷却水处理设计除应按本规范执行外，还应符合国家有关现行标准和规范的规定。 2 术语、符号 2.1 术语 2.1.1 循环冷却水系统Recirculating Cooling Water System 以水作为冷却介质，并循环运行的一种给水系统，由换热设备、冷却设备、处理设施、水泵、管道及其它有关设施组成。 2.1.2 间冷开式循环冷却水系统（间冷开式系统）Indirect Open Recirculating Cooling Water System 循环冷却水与被冷却介质间接传热且循环冷却水与大气直接接触散热的循环冷却水系统。2.1.3 间冷闭式循环冷却水系统（闭式系统）Indirect Closed Recirculating Cooling Water System 循环冷却水与被冷却介质间接传热且循环冷却水与冷却介质也是间接传热的循环冷却水系
新版国标《工业循环冷却水处理设计规范》G B50050-2007释义新版国标《工业循环冷却水处理设计规范》GB50050-2007要实施了，杭州冠洁工业清洗水处理科 技有限公司与您共同学习，共同提高。 国标《工业循环冷却水处理设计规范》GB50050-2007 说明 1. 新版国标《工业循环冷却水处理设计规范》GB50050-2007规范修订的背景、意义及其特点 1.1 我国《标准化法实施条例》规定：“标准实施后，制定标准的部门应按科学技术的发展和经济建设的需要适时进行复审，标准复审周期一般不超过五年”。我们这本《工业循环冷却水处理规范》第一版是GBJ80-83，第二版，也就是现行版GB50050-95，发布至今已达12年之久，远远超过了标准化的规定，所以要进行修订。 1.2 循环冷却水处理技术的发展 我国循环冷却水处理药剂及技术虽然起步较晚，但紧跟国外的发展趋势，并结合国情进行研究开发和推广应用，具有起点高、发展快的特点。在消化吸收的基础上，先后开发出HEDP、ATMP、EDTMP、PAA、DDM（G4）、聚马、马丙、聚季铵盐。瞄准具有70 年代水平的聚磷酸盐/膦酸盐/聚合物/杂环化合物的循环冷却水处理“磷系复合配方”，进行研究开发，填补了国内空白，满足了大化肥循环冷却水处理药剂国产化的要求。80 年代，随着石油装置和大型冶金装置的引进，对栗田、Nalco Drew、片山等国外著名公司的循环水处理剂及冷却水处理技术进行消化吸收。一大批新的循环水处理剂配方相继开发成功，使我国的循环冷却水处
理技术又取得了重要进展，在磷系复合配方的基础上，开发出“磷系碱性水处理配方”、“全有机水处理配方”、“钼系水处理配方”和“硅系水处理配方”。实现了循环冷却水在自然平衡pH 条件下的碱性条件下运行，这类水处理配方除具有“磷系复合配方”的优点外，还避免了加酸操作带来的失误，深受用户的欢迎。90 年代以来，随着水处理技术的进一步提高，国内水处理剂及技术开始出口。同时新型膦酸盐、新型水处理杀生剂的不断开发成功，水处理药剂的前沿研究与国外水平基本接近。“全有机水处理剂配方”应用比重不断提高，与此同时，低磷、无磷、无金属水处理配方不断推向市场。 我国的循环冷却水处理是20 世纪70 年代后期从国外引进磷系配方开始的，至今已取得了巨大的进步，说明我国的水处理药剂应用水平不低，表1 为我国循环冷却水处理配方发展过程。 表1 我国循环冷却水处理配方发展 年代配方 1975~1979 聚磷酸盐/膦酸盐/聚丙烯酸(用酸调pH) 聚磷酸盐/膦酸盐/锌/聚丙烯酸(用酸调pH) 1980~1985 多元醇磷酸酯/锌/磺化木质素(用酸调pH) 1980～1985 膦酸盐/聚合物或共聚物(碱性处理) 硅酸盐或钼酸盐配方 1986~1992 磷酸盐/二元、三元共聚物全有机配方,系统可连续运行1～2 年1993 新型膦酸盐及新型共聚物开始进入市场,碱性处理比重在提高 1998 开始开发无磷无金属配方 目前循环冷却水处理已经在我国各个行业的循环水系统中得到应用。不论是国产
与钢铁工业节水问题紧密相关的另一个问题是钢铁工业用水的处理，只有水处理问题得到有效的解决，节水工作才能真正取得成效。国外大钢铁企业的经验证明，正确使用水处理剂，可以有效解决水循环系统的结垢问题，不仅延长了系统使用寿命，节约水资源，而且可以实现污水零排放，节水和环保效果非常显著。 在钢铁工业中，需要进行水处理的系统主要是： (1)炼铁厂：高炉、热风炉冷却净循环水处理系统；高炉煤气洗涤水浊循环系统；高炉炉渣水循环系统；鼓风机站净循环水处理系统。 (2)炼钢厂：氧气转炉烟气净化污水处理系统；转炉间接冷却循环水处理系统；电炉净循环冷却水系统；转炉软化冷却水系统；电炉软水冷却水系统；转炉污泥处理系统；电炉真空处理污水处理系统。 (3)连铸厂：结晶器软水闭路循环水系统；二次冷却浊循环水系统；污泥脱水处理系统。 (4)热轧厂：热轧净循环水处理系统；热轧浊循环水处理系统；过滤器反洗水处理系统；含油、含乳化液废水处理系统；污泥处理系统。 (5)冷轧厂：间接冷却开路循环水处理系统；酸碱废水处理系统；含油、含乳化液废水处理系统；污泥处理系统。 水处理剂中用量较大的有三类：絮凝剂；杀菌灭藻剂；阻垢缓蚀剂。絮凝剂亦称混凝剂，其作用是澄凝水中的悬浮物，降低水的浊度，通常用无机盐絮凝剂添加少量有机高分子絮凝剂，溶于水中与所处理水均匀混合而使悬浮物大部沉降。杀菌灭藻剂亦称杀生剂，其作用是控制或清除水中的细菌和水藻。阻垢缓蚀剂主要用于循环冷却水中，提高水的浓缩倍数，降低排污量以实现节水，并降低换热器和管道的结垢和腐蚀。 针对钢铁工业的特点，水处理剂的使用需注意以下几点： （1）在钢铁企业中，具有高热流密度的设备较多，这与化工工业有着显著的不同。因此，开发应用耐高温、低公害或无公害的阻垢缓蚀剂，是钢铁工业水处理剂的研发方向之一。 （2）结垢堵塞问题突出。高炉煤气洗涤循环水的水质成分很复杂，由于矿石中氧化钙的溶入，造成管道结垢，喷头堵塞，影响生产正常运行。在转炉炼钢过程中，投入造渣剂石灰，部分石灰细粉被烟气带出，在烟气洗涤塔中与循环水生成氢氧化钙，随后与烟气中的二氧化碳反应生成碳酸钙，造成洗涤塔中喷嘴堵塞，输水管道断面减少，阻力增加，浪费能源。在高炉煤气洗涤和转炉烟气净化浊循环水中，也需要解决洗涤水中大量悬浮物以及严重结垢问题。这些方面均需要开发优质的聚凝剂、分散剂及除硬稳定剂。 （3）连铸及轧钢浊循环水主要是细小的氧化铁皮悬浮物及循环水中油的去除问题。这类循环水的水处理工艺是沉淀、除油、过滤、冷却。水处理药剂主要采用絮凝剂、助凝剂、除油剂及少量的阻垢分散剂等。目前国内生产的絮凝剂主要是铝盐及铁盐，助凝剂主要是聚丙烯酰胺类高分子药剂。与国外同类产品相比，使用效果较差。因此，开发适用于钢铁企业的高效絮凝剂、助凝剂、除油剂是当务之急。
循环冷却水结垢原理及处理方法 一、循环冷却水系统为什么会结垢 1.一般解释 冷却水中溶解有各种盐类，如碳酸盐、碳酸氢盐、硫酸盐、硅酸盐、磷酸盐和氯化物等，它们的一价金属盐的溶解度很大，一般难以从冷却水中结晶析出，但它们的两价金属盐（氯化物除外）的溶解度很小，并且是负的温度系数，随浓度和温度的升高很容易形成难溶性结晶从水中析出，附着在水冷器传热面上成为水垢。如冷却水中的碳酸氢根离子浓度较高，当冷却水经过水冷器的换热面时，受热发生分解，发生如下反应： Ca(HCO 3)2 CaCO 3 + H 2O + CO 2 当冷却水通过冷却塔时，溶解于水中的二氧化碳溢出，水的pH 值升高，碳酸氢钙在碱性条件下发生如下反应： Ca(HCO3)2 + 2OH- CaCO 3 + 2H 2O + CO 32- 难溶性碳酸钙可以是无定型碳酸钙、六水碳酸钙、一水碳酸钙、六方碳酸钙、文石和方解石。方解石属三方晶系，是热力学最稳定的碳酸钙晶型，也是各种碳酸钙晶型在水中转变的终态产物。 2.碳酸钙的溶解沉淀平衡。 碳酸钙的溶解度虽然很小，但还是有少量溶解在水里，而溶解的部分是完全电离的。所以在溶液里也出现这样的平衡： Ｃａ2++ＣＯ3 2- CACO 3(固)
在一定条件下达到平衡状态时〔Ｃａ2+〕与〔ＣＯ 3 2-〕的乘积为碳酸钙在此条件下的溶度 积K SP ，为一定值。 若此条件下〔Ｃａ2+〕×〔ＣＯ 32-〕＞ K SP 时，平衡向右移，有晶体析出。 若此条件下〔Ｃａ2+〕×〔ＣＯ 32-〕＜ K SP 时，平衡向左移，晶体溶解。 注：实际情况下〔Ｃａ2+〕×〔ＣＯ 32-〕值称为K CP 二、抑制为结垢的方法 (一) 化学方法 1. 加酸: 目的:降低水的PH值,使水的碳酸盐硬度硬度转化重碳酸盐硬度. 优点:费用较小，效果比较明显 缺点:加酸量不易控制、过量会产生腐蚀的危险、投加过量有产生硫酸钙垢的危险. 2. 软化 目的:降低水中至垢阳离子的含量 优点:防止结垢效果好 缺点:操作复杂、软化后水腐蚀性增强. 3. 加阻垢剂: 目的:使碳酸钙的过饱和溶液保持稳定。
新版国标《工业循环冷却水处理设计规范》GB50050-2007学习释义国标《工业循环冷却水处理设计规范》GB50050-2007说明 1. 新版国标《工业循环冷却水处理设计规范》GB50050-2007规范修订的背景、意义及其特点 1.1 我国《标准化法实施条例》规定：“标准实施后，制定标准的部门应按科学技术的发展和经济建设的需要适时进行复审，标准复审周期一般不超过五年”。我们这本《工业循环冷却水处理规范》第一版是GBJ80-83，第二版，也就是现行版GB50050-95，发布至今已达12年之久，远远超过了标准化的规定，所以要进行修订。 1.2 循环冷却水处理技术的发展 我国循环冷却水处理药剂及技术虽然起步较晚，但紧跟国外的发展趋势，并结合国情进行研究开发和推广应用，具有起点高、发展快的特点。在消化吸收的基础上，先后开发出HEDP、ATMP、EDTMP、PAA、DDM（G4）、聚马、马丙、聚季铵盐。瞄准具有70 年代水平的聚磷酸盐/膦酸盐/聚合物/杂环化合物的循环冷却水处理“磷系复合配方”，进行研究开发，填补了国内空白，满足了大化肥循环冷却水处理药剂国产化的要求。80 年代，随着石油装置和大型冶金装置的引进，对栗田、Nalco Drew、片山等国外著名公司的循环水处理剂及冷却水处理技术进行消化吸收。一大批新的循环水处理剂配方相继开发成功，使我国的循环冷却水处理技术又取得了重要进展，在磷系复合配方的基础上，开发出“磷系碱性水处理配方”、“全有机水处理配方”、“钼系水处理配方”和“硅系水处理配方”。实现了循环冷却水在自然平衡pH 条件下的碱性条件下运行，这类水处理配方除具有“磷系复合配方”的优点外，还避免了加酸操作带来的失误，深受用户的欢迎。90 年代以来，随着水处理技术的进一步提高，国内水处理剂及技术开始出口。同时新型膦酸盐、新型水处理杀生剂的不断开发成功，水处理药剂的前沿研究与国外水平基本接近。“全有机水处理剂配方”应用比重不断提高，与此同时，低磷、无磷、无金属水处理配方不断推向市场。我国的循环冷却水处理是20 世纪70 年代后期从国外引进磷系配方开始的，至今已取得了巨大的进步，说明我国的水处理药剂应用水平不低，表1 为我国循环冷却水处理配方发展过程。
循环冷却水加药及水质处理 一.总述 冷却水在循环系统中不断循环使用,由于水温升高,水流速度的变化,水的蒸发,各种有机物质及无机离子的浓缩,冷却塔及水池在室外受阳光的照射,风吹雨淋,灰尘杂物的进入,以及设备结构和材料的多种因素的综合作用,会产生比直流系统更为严重的沉积物的附着,设备腐蚀和微生物的大量滋生,以及由此带来的黏泥污垢堵塞管道等问题.这样的结果会危和破坏工厂的长周期的安全生产,甚至造成损失,所以必须多循环冷却水系统水质进行日常的有效的监控,使上述问题得到解决和改善. 开放式循环冷却水系统通常要关注的三个主要问题是:结垢;腐蚀;和微生物及黏泥. 1.沉积物的析出和附着 一般天然水中都溶解有重碳酸盐,这种盐是冷却水系统发生水垢的主要成分.在直流冷却水系统中,重碳酸盐的浓度较低.但在循环冷却水系统中,重碳酸盐浓度随着蒸发浓缩而增加,当其浓度达到过饱和状态的时候.或者在经过换热器传热表面使水温升高时,就会发生如下的反映: Ca(HCO3)2=CaCO3↓+CO2↑+H2O 冷却水经过冷却塔向下喷淋时,溶解在水中的CO2就会逸出,这就促使上述反映向右进行. CaCO3沉积在换热器的表面上,形成致密的
碳酸钙水垢,它的导热性很差.水垢附着的危害,轻者是换热器的传热效率降低,影响产品质量和产量,严重的则堵塞管道. 2设备腐蚀 循环冷却水系统中,大量的设备是金属制造的换热器.对于碳钢制成的换热器,长期使用冷却水,会发生腐蚀穿孔,其就是腐蚀造成的. a)冷却水溶解氧的电化学腐蚀. 结果就是微电池的阳极区的金属不断的溶解而被腐蚀. B) 有害离子引起的腐蚀. 金属的腐蚀速率与水中阴离子的种类有密切关系,水中的阴离子在增加水中金属的腐蚀速度方面有如下的顺序: NO3- 循环冷却水系统处理技术方案 一、前言 循环冷却水化学处理技术是通过采用低剂量投加水质稳定剂的方法，使金属表面形成一层致密的保护膜，同时改变结垢性粒子之间或金属间的作用力，从而达到防腐、防垢、保护设备安全运行的目的。除此之外，还需投加杀菌灭藻剂，抑制和杀灭水中的细菌、藻类及各种微生物，以防止生物粘泥和垢类物质的产生，从而可以提高传热效率，节约能源，减少设备维修，延长使用周期。 本方案是根据贵方补充水水质及给定的工况条件，结合以往循环水处理的经验，在进行大量充分实验的基础上提出的，最终选定了适合贵方实际使用的性能优越、稳定性好的水处理药剂配方。水处理配方和技术有很强的针对性，尚需根据现场实际运行的复杂变化的条件进行合理的调整。 二、循环水系统工况条件及水质条件 2.1 循环水系统工况条件（见表1） 表1：循环水系统工况条件 2.2循环水系统补充水水质条件 循环水系统补充水为市政自来水，具体指标见下表2。 表2：补充水水质分析表 三、循环水处理技术思路 敞开式循环冷却水系统，随着循环冷却水在冷却塔中的蒸发浓缩，水系统中 2－、Ca2+、Mg2+浓度均相应增加，假如不采取投加水处理药的重碳酸盐、Cl－、SO 4 -等离子)会在换热器的传热表面剂保护的措施，一方面成垢离子(Ca2+、Mg2+、HCO 3 形成硬垢，影响换热效率，甚至堵塞管道，严重时导致停车事故的发生；另一方 2－等)以及溶解氧的存在会造成管道、换热设备的面水中的腐蚀性离子(Cl－、SO 4 腐蚀穿孔，影响设备的正常运行，直接缩短设备的使用寿命；另外，由于循环冷却水系统的运行条件特别适宜于菌藻粘泥的生长，会对设备及管线产生微生物腐蚀和软垢，同样威胁循环冷却水系统的安全运行。 密闭式循环冷却水系统一般在运行过程中水质情况变化不大，但由于溶解氧的渗漏和溶入以及成垢离子的存在，水处理应以防腐蚀为主，同时兼顾阻垢。 分析贵公司循环水水系统补充水，从水质数据及水型判断结果来看，均为结垢型水质。浓缩运行后，随着浓缩倍率的增加，结垢趋势加强，浓缩倍数越高，循环冷却水处理技术方案7[1].3
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