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浅议影响循环水水质的因素及对策摘要：由于氨气是合成尿素生产的原料,每个系统的氮氨是细菌藻类的最佳营养来源，循环水中不可避免地会出现污染、溶液、腐蚀和微生物粘度等问题，因此循环水也是藻类生长的理想地点，也因此会导致设备热传导效率降低、阻塞和缩短设备的使用时间。
关键词：循环水；水质因素；对策；前言：合成氨工业循环水系统根据冷却循环水是否与大气直接接触，开放循环冷却水系统可以分为封闭的冷却水循环系统和开放的冷却水循环系统两种，其中开放式循环冷却水系统大大减少了水和设备之间的供水投资，减少了能源消耗，是目前最广泛使用的冷却水循环系统。
由于蒸发、风损及其他情况下消耗大量水分，水循环不断浓缩导致水质恶化，盐分远高于正常补水,阴阳离子增加、pH也发生较大变化。
一、分析影响循环水水质的因素1.循环水冷却塔不是封闭的系统，塔池与外界直接接触，由此引入较多的污染物。
在刮风的日子里，由于尘土、降雨、杂草、树叶和其他杂质，很容易进入凉水池。
这些有机或无机化合物进入循环水系统以后与管道、热交换器等接触，形成污垢。
如果生产系统发生重大泄漏，这些泄漏将附着在换热器和管道上。
高温和复杂的影响也会导致更硬的污垢。
夏季的高温导致水冷装置与水接触的地方的藻类繁殖，因为藻类的生长影响水和空气的流动，藻类在落地后包围溶液。
此外，大量的热量阻碍了热量的传递，有机污垢也会导致严重的腐蚀。
因此，藻类对循环水造成了巨大的损害，不仅降低了热传导效率，降低了水的横截面，而且增加了腐蚀。
2.这严重影响了冷却系统的正常工作，影响了生产，甚至可能导致严重的事故影响。
由于水中含有大量Ca2+，会在热交换器的表面和管道形成降水，形成斗篷。
可能会降低热传导效率，降低水与换热器的有效接触面积，影响换热器的正常使用。
我们的工厂使用黄河水来补充循环水系统，硬度较高;首先，系统中含有较高的硬度。
通过蒸发、风损和其他方式失去一些循环水，使得循环水系统硬度迅速浓缩，浓缩系数迅速增加，导致系统中的盐含量相对增加。
合成氨企业安全风险隐患排查指南（一）总体要求1.不得使用以下淘汰落后工艺和设备：合成氨半水煤气氨水液相脱硫工艺、合成氨固定层间歇式煤气化装置（配套有吹风气余热回收、造气炉渣综合利用装置的煤气化装置除外）、合成氨一氧化碳常压变换及全中温变换（高温变换）工艺（中中低低变换工艺除外）、没有配套硫磺回收装置的湿法脱硫工艺、合成氨L型HN气压缩机（M型或MH型HN气压缩机除外）、三足式离心机（压滤机或全自动离心机除外）、三气换热器、没有配套工艺冷凝液水解解析装置的尿素生产设施，高温煤气洗涤水在开式冷却塔中与空气直接接触冷却工艺技术等。
排查依据：《关于印发淘汰落后安全技术装备目录（2015年第一批）的通知》《关于印发〈淘汰落后危险化学品安全生产工艺技术设备目录（第一批）〉的通知》《产业结构调整指导目录》（2024年本）。
排查方式：查设计资料、评价报告、现场。
2.（1）各工艺单元之间管线、仪表出现堵塞、阀门失效时，应采取停车或者能量隔离措施，采用观察现场压力表或远传压力表数值、切换管道、导淋放空等多种方式确认各管段泄为常压，严禁带压作业。
（2）涉及合成气、氢气、硫化氢、氮气等易燃、易爆、有毒、窒息介质的管线或者设备需打开时，作业前应确认内部为常压，确保能量隔离、人员保护措施到位，严禁带压作业。
（3）根据实际情况，制定防止一氧化碳、硫化氢、氨中毒的制度措施。
排查依据：事故教训。
排查方式：查现场、相关制度。
3.定期对易燃易爆、有毒介质等管道、设备进行测厚，涉及合成气等易燃、易爆、有毒物料的管道腐蚀减薄低于设计要求，应停产处置。
排查依据：《关于加强化工企业泄漏管理的指导意见》。
排查方式：查制度、测厚记录。
4.企业应结合生产实际，制定典型异常工况安全处置要点；积极运用人员定位系统，及时监测、预警、处置人员聚集安全风险。
排查依据：事故教训。
排查方式：查制度、系统。
（二）煤气化过程安全风险管控5.粉煤气化原料制备、储存等存在煤尘爆炸风险场所应采用氮气或二氧化碳等惰性气体保护，并设置氧气浓度分析仪等在线监测设施；禁止含氨废水作为磨煤系统用水。
循环冷却水的水质标准(GB50050-1995)：1.《中华人民共和国国家标准工业循环冷却水处理设计规范》GB50050-9511)冷却循环水系统中微生物控制指标异养菌 < 5×105 个/ml 2次/周真菌 < 10个/ml 1次/周硫酸盐还原菌 < 50个/ml 1次/月铁细菌 < 100 个/ml 1次/月2）冷却循环水系统腐蚀速率★碳钢换热器管壁的腐蚀速度小于0.125 mm/a★铜合金和不锈钢的腐蚀速度小于0.005 mm/a3）冷却循环水系统污垢热阻★敞开式:水侧管壁的年污垢热阻值为: 2×10-4 ～ 4×10-4 m2hc/kcal★密封式:水侧管壁的年污垢热阻值为: 1×10-4 m2hc/kcal4)冷却循环水系统中粘泥量<4 ml/m3 （生物过滤网法） 1次/天<1 ml/m3 （碘化钾法） 1次/天冷却水中微生物一般是指细菌和藻类。
在新鲜水中,细菌和藻类都较少。
但在循环水中,由于养分的浓缩富集,水温的升高和光照,给细菌和藻类创造了迅速繁殖的条件,经生产造成了大量的危害,因而对冷却水杀生剂进行研究具有重要的意义。
1氧化性杀生剂1.1氯气在水处理过程中,氯气由于其具有高效、广谱、廉价、物源广、使用较方便等优点,受到人们的青睐,是目前用量最大的杀菌剂。
但经氯气处理水中易产生三氯甲烷致癌物质,同时其半衰期长,易对环境产生危害,因此各国相继出台法规,日益严格控制余氯的排放量。
另外,氯气在高pH(>8.5)的条件下杀菌活性差的缺点也表现出来,因此人们开发出氯的替代物,如ClO2、溴类杀生剂等。
1.2二氧化氯二氧化氯的杀生能力较氯强,约为氯的2.5倍,特别适合合成氨厂替代氯进行杀菌灭藻处理。
国外于上世纪70年代中期开始将其应用于循环冷却水。
但由于其性能不稳定,不宜运输,限制了其广泛应用。
针对这种情况人们采用现场发生ClO2和开发稳定性二氧化氯等措施克服了这一难题。
工业循环水系统中结垢和腐蚀现象分析及控制方案摘要：工业水处理是使用化学和物理方法去除水中杂质的过程。
电石生产的特点是很复杂的过程，生产环节与水密不可分。
电石炉是将电能转化为热能的设备,这就决定了它时刻处在高温环境状态下运行。
为了保证电石炉长周期安全运行,对设备各系统进行冷却必不可少。
循环冷却水的再利用尤其可以提高用水过程的效率，循环水的再利用将产生盐分积聚的问题，这些问题会污染并损坏热交换器，降低传热效率并增加设备成本和安全隐患。
关键词：工业循环水系统；结垢；腐蚀前言工业循环水系统中传热面上的结垢现象一直被人们关注，有效降低管线中的结垢速率，实现持续的稳产高产，已成为电石生产领域研究的热点之一。
为保持油藏压力，提高采收率。
为了节约水资源,多数企业目前采用循环冷却水代替普通工业用水，冷却水在对设备降温的同时，其自身温度也在不断上升，有时在夏季设备冷却水出口温度高达60℃以上，这样的工作温度极易形成水垢粘接在设备内壁，从而造成设备换热效果差，而且水垢还会局部脱落、堆积阻塞管路和阀门，导致水流阻力增加，设备壁厚被腐蚀减薄，另一方面会造成垢下腐蚀，甚至穿孔，必须每隔一段时间对结垢严重的管段进行酸洗或停产维修，增加了管线维护费用，严重影响了电石的正常生产和经济效益。
1产生结垢的原因1.1硬垢天然水中溶解有各种盐类物质，有重碳酸盐、硫酸盐、氯化物、硅酸盐等。
其中溶解的重碳酸盐为最多，也最不稳定，容易分解成碳酸盐。
在使用重碳酸盐含量较多的水作为冷却水时，当通过换热器传热面时会受热分解。
当循环水经过冷却塔冷却时，溶解在水中的CO2会逸出，水的PH会升高。
重碳酸盐在碱性条件下会发生以下反应。
Ca(HCO3)2+2OH－=CaCO3↓+2H2O+CO2－3当水中溶解有氯化钙时，还会产生置换反应。
CaCl2+CO2－3=CaCO3↓+2Cl－当水中溶解有磷酸盐时，磷酸根和钙离子还会生成磷酸钙。
3Ca2++2PO3－4=Ca3(PO4)2↓当循环水在冷却蒸发过程中，水分不断蒸发而浓缩，浓缩倍数提高，原来溶解于水中的盐类浓度会不断增加，当其浓度超过同等条件下的饱和溶解度时就会出现结晶析出，形成水垢。
循环冷却水的腐蚀和结垢及其控制原理循环冷却水是用于工业生产中的一种重要的流体介质，用于散热装置中传递热量并保持设备的温度稳定。
然而，长时间运行的循环冷却水系统面临着腐蚀和结垢的问题。
本文将对循环冷却水的腐蚀和结垢原理以及控制措施进行探讨。
首先，循环冷却水腐蚀的原因可以归结为两个方面：化学腐蚀和电化学腐蚀。
化学腐蚀是指水中的氧气和酸性或碱性物质与金属表面产生化学反应，从而导致金属表面的腐蚀。
例如，循环冷却水中的溶解氧会与金属表面发生氧化反应，产生氧化物，从而破坏金属表面并加速腐蚀过程。
此外，循环冷却水中存在的酸性或碱性物质如硫酸、盐酸、氢氧化钠等也会与金属发生反应，导致腐蚀。
另一方面，电化学腐蚀是指水中存在的溶解电解质和金属表面之间的电化学反应。
循环冷却水中的溶解电解质和金属表面形成一个电池系统，其中金属是阳极，而水中的电解质则是阴极。
当水中存在氯离子、硫酸根离子等电解质时，它们可以通过齐物质交换和水解来产生强氧化性反应物，进一步加速金属腐蚀过程。
与腐蚀相对应的是结垢问题。
当循环冷却水中溶解的无机盐超过饱和度，溶解度降低，就会导致盐类沉淀，形成结垢。
结垢主要是由硅酸钙、硅酸镁、硅酸钠等硅酸盐类沉淀所致。
结垢的形成不仅会在水冷器内壁形成厚度不均匀的氧化层，还可能导致水道堵塞，降低散热器的效能。
针对循环冷却水的腐蚀和结垢问题，可以采取以下控制措施：1.控制水质：通过水质处理控制循环冷却水中的溶解氧、酸性或碱性物质的含量。
例如，可以通过气体除氧、化学除氧等方法，降低水中溶解氧的含量；使用缓蚀剂或pH调节剂来控制水中的酸碱度，并保持在适宜的范围内。
2.表面处理：通过对金属表面进行化学处理或物理处理，形成一层保护性的氧化层或膜层，减缓金属腐蚀的速度。
例如，可以通过阳极氧化、镀层、喷涂等方法来处理金属表面。
3.控制水温和水流速度：降低循环冷却水的温度和增加水流速度，可以减少酸碱物质的浓缩和腐蚀的机会，同时也可以减少结垢的发生。
青海云天化国际公司合成氨循环水岗位开车方案1.总则在化工生产中，用作循环冷却介质的水称为循环冷却水。
由换热器、冷却塔、水泵、管道以及其他有关设备所构成的用水作循环冷却介质的系统称为循环冷却水系统。
采用循环冷却水经济效益高，节约用水；提高换热器的传热效率，减少换热面积，节约钢材；减少排污和防止热污染，确保各换热设备的正常运转。
保证化工生产安全，稳定，经济运行。
1.1循环水岗位的基本任务保证合成氨系统各工序有足够的冷却水量；严格控制水质和工艺指标；防止换热设备、管道的腐蚀、结垢及菌藻类的滋生、繁殖；维护整个循环水系统的正常运行。
根据实际生产的需要，降低水、电、药品消耗。
1.2循环水岗位的管辖范围循环水泵房、加药间、过滤器操作间、操作控制室、分析室、岗位配电室、凉水塔、冷却风机及所属设备、管道、阀门及电器、仪表等。
2工艺流程简述循环水系统包括冷却塔、循环水泵、过滤给水泵、循环给水管、循环回水管、过滤器、成套加药设备、二氧化氯加药装置等组成。
循环冷却水经冷却塔降温后储存在冷却塔下水池和吸水池，循环水经循环水泵升压后送至各用水装置，使用后经回水管返回冷却塔上部，经过一系列的分水管及喷头均匀的分洒在冷却塔的填料上，与冷却塔塔顶的风机抽入的空气呈逆向流动进行热交换，热水被冷却后流入塔下水池，再循环使用。
循环水在使用过程中，由于蒸发、风吹、排污、耗损等造成的损失水量，由补充水管进行补充。
为了保证水质良好，降低吸尘后循环水浊度，约占冷却水总量 4.0％～5.0％的循环水利用过滤清洗水泵送水到过滤器进行过滤，过滤后的水返回冷水池。
滤池运行一段时间后，过滤床逐渐堵塞，阻力增大，需要进行反洗，以使过滤床层松动，并把积聚的杂质洗掉，恢复正常工作。
循环水系统的排污，经排污管计量后排放至地沟。
为了减轻减缓冷却设备的结垢和腐蚀趋向，减少菌藻滋长繁殖，设有水质处理系统。
缓蚀剂、阻垢剂通过成套加药设备的计量泵加入水池；杀菌的二氧化氯气体与水射器压力混合后送至投加点，间断地加入塔下水池和连通渠中，或根据药剂配方进行投加。
循环水水质异常分析及处理对策结合有机合成厂水汽车间循环水的实际运行状况，针对现有441岗位循环水碱度、pH值低等问题，提出解决循环水水质异常处理对策。
查找生产装置循环水换热器泄漏，逷制循环水水质恶化。
通过循环水加药系统的控制和调整，提升循环水水质品质，保证循环水换热器达到最佳换热效果，延长换热器使用寿命。
标签：碱度、pH低；氨物料泄漏；腐蚀与结垢；杀菌剂；处理对策1 循环水pH值、碱度低的原因分析1.1 造成循环水pH、碱度低的原因有多种形式①补充水有冷凝水，冷凝水碱度几乎为零；②尿素水解水作为补水；③漏酸性物料（（例如氯化铵）；④漏氨（经过硝化细菌转化成硝酸和亚硝酸）；⑤二氧化氯未反应完的盐酸进入循环水系统；⑥本厂补水来自106动力厂处理后过滤水，硬度与碱度复合正常工艺的要求，不存在冷凝水、尿素水做为补水的条件。
1.2 漏氨对循环水系统的影响1.2.1 氨的破坏性氨换热器的泄漏，造成氨漏入循环水系统，促进了硝化菌群的大量繁殖和亚硝酸根的大量产生。
硝化菌群的大量繁殖会造成换热器的生物性腐蚀和结垢，亚硝酸根会消耗大量的氧化型杀菌剂，而使杀生效率大大降低；使pH值发生变化，从而影响腐蚀和结垢的控制。
1.2.2 氨漏入循环水系统对水质指标的影响及危害①消耗大量的氧化性杀菌剂；②氯离子浓度升高，对设备造成腐蚀；③菌藻繁殖加剧，粘泥含量高；④系统浊度增加，加大补水量；⑤系统药剂消耗量增加，处理费用加大。
1.2.3 物料泄漏原因分析生产装置常常因物料泄漏进入循环冷却水系统，增加了水处理的难度。
物料泄漏的主要原因大致可以有如下几种原因：①设备检修质量不过关，往往在装置大修投运初期水冷器泄漏率较高；②设备的碳钢管腐蚀穿孔，表现在装置运行后期水冷器的泄漏率增加；③在装置运行期间水冷器小浮头的垫圈、螺栓等损坏，产生泄漏现象较多；④装置开停工水冷器及间断运行水冷器工艺侧的腐蚀穿孔也是造成泄漏的主要原因之一。
2 循环水水质管理对策2.1 消除泄漏源对本厂有氨冷凝器的车间（橡胶、乙丙）应加强换热器的检查及维修，建立循环水换热器泄漏台帐，定期切换换热器，消除漏氨的根源。
引用格式：喻 灿，何睿丰．合成氨装置变换气换热器腐蚀泄漏及防控措施［Ｊ］．石油化工腐蚀与防护，２０２２，３９（２）：３２ ３５． ＹＵＣａｎ，ＨＥＲｕｉｆｅｎｇ．Ｃｏｒｒｏｓｉｏｎｌｅａｋａｇｅａｎｄｐｒｅｖｅｎｔｉｏｎｍｅａｓｕｒｅｓｏｆｓｈｉｆｔｇａｓｈｅａｔｅｘｃｈａｎｇｅｒｉｎｓｙｎｔｈｅｔｉｃａｍｍｏｎｉａｕｎｉｔ［Ｊ］．Ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ＆ＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎｉｎＰｅｔｒｏ ｃｈｅｍｉｃａｌＩｎｄｕｓｔｒｙ，２０２２，３９（２）：３２ ３５．合成氨装置变换气换热器腐蚀泄漏及防控措施喻 灿１，何睿丰２（１．上海安恪企业管理咨询有限公司，上海 ２００２３７；２．中国石油化工股份有限公司巴陵分公司，湖南岳阳 ４１４０１４）摘要：某厂合成氨装置变换气换热器经过多次改造、更新，仍频繁发生腐蚀泄漏。
从变换气预热系统工艺流程分析，结合腐蚀介质、操作温度、操作压力、选材等方面分析，认为腐蚀泄漏发生的原因为氯化铵腐蚀。
通过露点、结盐温度等工艺参数的计算以及对腐蚀产物进行离子色谱分析，验证腐蚀泄漏发生的部位与换热器实际腐蚀部位一致。
结合腐蚀发生的影响因素，从工艺防腐、选材优化及结构设计等角度提出了氯化铵腐蚀的防控措施。
关键词：变换气换热器；氯化铵腐蚀；结盐温度；露点；腐蚀控制收稿日期：２０２１ １０ ２０；修回日期：２０２２ ０２ ２１。
作者简介：喻 灿（１９８９—），工程师，硕士，从事石油化工装置的腐蚀适应性评估工作。
Ｅ ｍａｉｌ：ｙｕｃａｎ＠ａｎｃｈｏｒｅｍｃ．ｃｏｍ１ 腐蚀泄漏情况某厂合成氨装置变换气换热器于２０１０年６月首次投用，为内浮头式换热器，管束材料为３２１不锈钢。
壳程走粗煤气从底部进入，管程走变换气。
２０１１年１０月大检修期间，在换热器壳程进口侧挡灰板附近有２３根换热管发生泄漏，部分管束明显腐蚀断裂，管束外表面积灰严重。
２０１３年６月对变换炉进气换热器进行第一次更新，结构形式由内浮头式改为固定管板式，改管程走粗煤气，设计压力４．１ＭＰａ，温度３００℃；壳程走变换气，设计压力４．０ＭＰａ，温度４７５℃，操作参数见表１。
循环冷却水系统清洗预膜总结(1)摘要：对系统进行清洗预膜，掌握清洗预膜的过程控制及监测要求。
关键词：循环冷却水系统清洗预膜1．0 前言为保证公司合成氨及尿素两套循环冷却水系统年度大修开车后的长周期稳定运行，常州精科霞峰精细化工有限公司对该两套系统进行了清洗预膜工作。
合成氨系统循环水量2500t/h，保有水量1000-1300t，主要供合成氨及复合肥生产冷却用水，用水设备以碳钢为主。
尿素系统循环水量1500t/h，保有水量750t左右，主要供尿素生产冷却用水，用水设备以不锈钢为主。
在公司润滑总站、中化室、合成氨及尿素循环水泵房的大力支持与配合下，顺利地完成了此次清洗、预膜工作，在此，对提供帮助的各部门深表感谢！对清洗、预膜的过程、实施情况报告如下：2．0 清洗过程2．1 水冲洗在化学清洗前，于9月18日8：00开始先对两套系统进行水冲洗，循环水打通后，浊度显著上升，下午13：00开始第一次排水置换，清池，等水池注满开泵开始进行化学清洗。
2．2 除油清洗合成氨及尿素两套系统同步运行，于9月18日18：00开始投加JC-164除油清洗剂，当水池产生大量泡沫时投加JC-863消泡剂。
投药后合成氨系统浊度从/L升至/L，尿素系统从 mg/L升至/L。
2．3 粘泥剥离清洗两套系统于9月18日21：30开始投加XF-950杀菌灭藻剂，半小时后投加XF-990杀菌灭藻剂，当水池产生大量泡沫时投加JC-863消泡剂。
投药后合成氨系统浊度最高升至/L，尿素系统浊度未见显著上升。
运行24小时，当两系统浊度不再明显上升时，开始第二次排水置换，排空系统和水池水，清池。
水池补满水后开泵循环并边排边补至浊度基本合格，于9月20日9：45和8：50分别于合成及尿素系统投加JC-961剥离剂，投药后水池表面产生大量泡沫。
由于分析浊度大都从泵上取样，而水中大量粘泥状脏物都被泡沫携带至表面，因此测得浊度都是不升反降，但从合成系统冷却塔水池表面取样消泡后分析，浊度高达106mg/L。
化工企业循环冷却水系统优化改造摘要：某化工企业465万t／a煤制合成氨、80万t／a尿素装置于2013年１1月建成投产，采用当前国内先进的水煤浆加压气化工艺，配套宽温耐硫变换、低温甲醇洗、液氮洗、中压氨合成、CO２汽提法尿素工艺及公用工程。
其中公用工程设置有3套循环冷却水场，分别用于空分装置、合成氨装置、尿素装置。
本文主要分析化工企业循环冷却水系统优化改造。
关键词：循环水；浓缩倍数；封闭；水轮机引言暖通空调与每个人的生活息息相关，不仅关系到千家万户的冷暖，还在经济社会的发展中扮演着重要角色，是建筑节能的重要部分。
在目前碳中和理念下，节能技术的应用是重点，所以，节能设计是关键环节，设计者对自己所设计的暖通空调系统是否与建筑匹配，有无仔细考量过该系统的细节，是否更优化、更节能，这都是对设计者本人的深度考问。
因此，在可持续发展的战略目标下，只有让设计、建造、运行都得到质的提升，才能更好地使暖通空调节能技术在中国的节能减排中做出更大的贡献，实现绿色建筑的健康发展。
1、工艺介绍3套循环水场均采用砼结构逆流式凉水塔，单塔冷却水量为5000m3／h，其中空分、合成、尿素循环水分别设置凉水塔3座、5座、4座。
循环水流程为：循环水通过凉水塔冷却降温后进入凉水池，通过凉水池与吸水池连通管进入吸水池，之后通过循环水泵加压输送至各岗位循环水冷却器。
换热之后的回水再回入凉水塔循环降温；另一路回水经旁滤器过滤之后进吸水池。
3套循环水场投运后，相继出现循环水浊度高、循环水中杨絮多、装置电耗高等问题。
为此，根据循环水装置实际运行情况，采取增加除铁装置、封闭凉水塔及风机驱动改为水轮机拖动等优化措施，稳定了循环水水质和降低了装置电耗，实现了循环水装置的安全、稳定、经济运行。
2、闭式循环水系统运行流程及特点循环冷却水系统分为闭式系统和敞开式系统。
闭式循环冷却水系统相较于敞开式循环冷却水系统，闭式冷却水是在密闭的回路中循环实现热交换，避免了与大气直接接触，且不会溶解氧，水质波动相对较小，使得换热器不易腐蚀，传热效率较高，因此闭式循环冷却水系统换热效果优于敞开式循环冷却水系统。
循环冷却水系统中的金属腐蚀及其控制摘要：敞开式循环冷却水系统冷却水通过上冷却塔与空气接触蒸发，而蒸发的水吸收未蒸发水的热量从而使其降温。
敞开式循环冷却水系统水温较高，易产生结垢、腐蚀、藻类繁殖等问题。
本公司公用循环水系统为敞开式，冷却塔为工业型方形逆流式钢结构框架。
设计循环量为4000立方每小时，空气干球温度为31.5℃，空气湿球温度为28℃，大气压为1×105Pa，进出塔温度为42℃和32℃。
负荷的换热器材质主要有哈氏合金，钛，不锈钢，石墨，碳钢和铜。
换热介质有H2洗涤液，淡盐水，天然气，氢气，盐酸，氯化氢气体，溴化锂溶液。
关键词：循环水换热设备金属腐蚀速率蒸发量湿球温度结垢一、循环冷却水的主要腐蚀机理1冷却水中金属腐蚀的机理金属的腐蚀电化学反应实际上是这样的过程：首先是溶液释放自由电子（通常把实施的电子的氧化反应称为阳极反应）；自由电子传递到阴极（接受电子的还原反应称为阴极反应）；电子再由阴极传递到溶液中被其他物质吸收。
因此腐蚀过程是一个发生在金属和溶液界面上的多相面反应，同时也是一个多步骤的反应。
由以上论述中可以看出，一个腐蚀过程至少由一个阳极（氧化）反应和一个阴极（还原）反应组成。
碳钢在冷却水中的腐蚀是一个电化学过程。
由于碳钢组织表面的不均一性，因此，当它浸入水中时，在其表面就会形成许多微小的腐蚀电池。
在阳极：Fe→Fe2++2e在阴极：O2+2H2O+4e→4OH-在水中：Fe2++4OH-→Fe（OH）2阳极区域Fe不断失去电子，变成Fe2+进入溶液，即铁不断被溶解腐蚀，留下的电子通过金属本体移动到阴极渗碳体的表面，与水和溶解在水中的氧起反应生成OH-离子。
在水中，阴、阳极反应生成的Fe2+和OH-相遇生成不溶性的白色Fe（OH）2堆积在阴极部位，铁的表面不再和水直接接触，这就抑制了阳极过程的进行。
但当水中有溶解氧时，阴极部位的反应还要进行下去，因Fe（OH）2这种物质极易被氧化为Fe（OH）3，即铁锈。
循环水系统运行分析及处理措施窦宏剑【摘要】针对现有合成冷却循环水系统运行中存在的问题,从设备、药剂、管理、节能降耗等方面进行优化处理,从而改善水的质量.【期刊名称】《安徽化工》【年(卷),期】2015(041)004【总页数】2页(P63-64)【关键词】循环冷却水;运行状况;处理措施【作者】窦宏剑【作者单位】灵石中煤化工有限责任公司,山西灵石031300【正文语种】中文【中图分类】TQ520.6我公司在灵石中煤焦化循环经济工业园利用中煤九鑫焦化公司生产焦炭的剩余焦炉煤气建设年产180 kt合成氨、300 kt尿素项目。
循环水系统主要供压缩、联合净化、氨合成、空分等装置的设备使用。
循环水水质一旦出现异常波动且无法在线处理，会导致全厂停工检修的严重后果。
通过近年来的实践和摸索，我们总结了一些控制措施，循环水系统运行状态良好。
1 循环水运行现状及存在问题由于冷却水不断循环使用，水温升高、蒸发、流速变化、各种无机离子（如Ca2+、Cl-等）和有机物质的浓缩，使得循环水中悬浮物和溶解固体相应增加。
空气中污染物如灰尘、杂物、可溶性气体以及换热设备物料（氨、MEDA溶液等）泄漏，均进入循环冷却水，使换热设备结垢、腐蚀，降低了传热效率，甚至使多台设备管道腐蚀穿孔，造成生产系统被迫停工检修。
1.1 扬尘大环境恶劣我公司循环水系统（敞开式）距离中煤九鑫公司的煤场不足50m，冷却塔北边不足15m处为中煤九鑫公司的主运输煤道，空气中含有大量粉尘。
循环冷却水反复与大量工业空气接触，洗涤下大量工业粉尘最后被带入循环水中，使水中悬浮物含量增高，这些悬浮物会因流速改变而沉积在换热设备和管道中，影响热交换效果。
1.2 微生物的滋生与污垢微生物既能促进循环冷却水系统中污垢沉淀，又能引起腐蚀，导致水冷器腐蚀穿孔。
我公司起初使用的是无磷缓蚀阻垢剂，菌藻粘泥导致大量繁殖。
这些物质沉积在换热设备和管道的表面，降低了换热效率，同时微生物腐蚀也给系统带来严重危害；另外，菌藻粘泥附着于设备表面后，影响了缓蚀阻垢剂在设备表面形成保护膜。
工业循环冷却水系统的水质问题与稳定处理水是吸收和传递热量的良好介质，常用来冷却生产设备和产品。
工业生产过程中，往往会产生大量热量，使生产设备或产品温度升高，必须及时冷却，以免影响生产的正常进行和产品质量。
但在循环冷却水系统实际运行中，由于循环冷却水的温度、盐份、pH值等均适合微生物的繁殖和水垢的生成，若不加以控制，微生物繁殖将导致粘泥堵塞热交换器，而水垢也会影响输送管线的流量，并且在粘泥沉积的地方会产生垢下腐蚀。
在外界条件（如温度、流速、浓度）改变时，循环冷却水水质多表现为不稳定的状态，极易产生金属材质腐蚀、设备表面结垢、粘泥沉积与微生物滋生等三类问题。
如不进行科学的水处理，势必会引起管道堵塞、腐蚀泄漏、换热效率降低等一系列问题，对系统设备和管道造成损坏或非计划性停机停产。
一、循环冷却水系统存在的问题循环冷却系统虽然包括许多组成部分，但循环冷却水处理的目的则主要是为了保护换热器免遭损害。
为了达到循环冷却水所需要的水质指标，必须对腐蚀、沉积物和微生物三者的危害进行控制。
由于腐蚀、沉积物和微生物三者相互影响，故必须采取综合处理方法。
为便于分析问题，先分别进行讨论。
1 腐蚀控制（1）碳钢材质与水中的氧气作用而发生腐蚀，会发生下列反应即铁锈的生成：Fe + O2 + H2O= Fe(OH)3↓（2）有害离子引起的腐蚀2-离子浓度较循环水在浓缩过程中，各种盐类的浓度相应增加，当Cl-和SO4高时，会使金属表面保护膜的防腐性能降低。
尤其是Cl-的离子半径小、穿透性强，容易破坏金属表面的保护膜增加其腐蚀反应的阳极过程速度，引起金属的局部腐蚀。
（3）两种不同的金属接触时，因金属间电位差而造成电池腐蚀，例如热交换器的铜管与碳钢端板，其接触部分的钢铁材质会因此加速腐蚀。
（4）水中微生物的滋生也会产生细菌性腐蚀，如硫酸还原菌、铁细菌等。
（5）其它引起腐蚀的影响因素有：pH值、溶解的气体、温度、流速等。
2 沉积物控制在循环冷却水系统中，所溶解的重碳酸盐浓度随着蒸发浓缩而增加，当其浓度达到饱和状态，或者在经过换热器传热表面使水温升高时，水中盐份溶解平衡遭到破坏，会发生下列反应即水垢的生成：Ca(HCO3)2 =CaCO3↓+CO2↑+H2O生成的CaCO3水垢沉积在换热器的传热表面，形成一层硬垢，导热性能很差，严重影响换热效率。
合成氨系统中循环冷却水的腐蚀与控制
摘要:众所周知,循环冷却水系统中,大量的设备是金属制造的换热器,由于碳钢制成的换热器长期使用循环冷却水,容易发生腐蚀穿孔。
因此,需要采取一定措施制止或减缓这种不利倾向的发生。
本文我们将分析合成氨系统造成腐蚀的原因并对其作出相应的对策。
关键词:合成氨循环冷却水系统缓蚀剂
1 合成氨循环水系统的特点
1.1 循环水系统存在的问题
冷却水的主要任务是带走生产中被冷介质的热量,循环冷却技术可以节约用水故经常采用。
但随着水的不断循环使用,循环水的硬度、碱度和含盐量均越来越高。
最终,系统会出现腐蚀、结垢和微生物孳生问题。
采用缓蚀阻垢剂对减缓甚至阻止系统的腐蚀和结垢具有重要意义。
1.2 缓蚀剂的作用机理
虽然缓蚀剂的种类繁多,但是它们的作用机理主要只有钝化作用和吸附成膜作用两种。
钝化作用是通过缓蚀剂的氧化作用,来改变金属表面元素的结构及其化学性质,使其活性降低,从而起到保护作用,这个过程称为钝化。
亚硝酸盐、铬酸盐、聚磷酸盐等缓蚀剂具有钝化作用,这些物质具有价格便宜、缓蚀效果好的优点;但是缺点是投加量
大、受排放的限制,现在基本上已禁止使用。
吸附成膜是指利用缓蚀剂和金属之间存在的吸附作用,使其沉积在金属表面,形成一层保护膜,从而阻止腐蚀性介质和金属表面的接触,降低腐蚀速率。
因此,如果所形成的膜越均匀、越牢固、越致密,则该缓蚀剂的缓蚀作用就越明显;如果所形成的膜稀疏、易脱落、不均匀,则其缓蚀效果就不好。
目前我们所采用的缓蚀剂差不多均是以这种原理来起作用的。
除了与缓蚀剂本身的性质可以影响缓蚀效果的好坏,金属及其表面的性质、与缓蚀剂在系统中的有效浓度也会对其产生一定的影响。
如果金属的表面十分均匀、光滑、清洁,缓蚀剂就能更加牢固地吸附在金属表面,形成均匀、致密、不易脱落的膜,这样缓蚀效果最佳;如果金属表面十分不均匀,局部地区有沉积物或者绣斑,那么在金属的表面就容易出现“花脸”,边界上就会出现电化学腐蚀现象;由于缓蚀剂分子不能直接接触沉积物的下面与金属作用,因而无保护沉积物下面的金属,故其腐蚀率通常都较高(通常称为垢下腐蚀)。
如果是微生物黏泥沉积物,那么情况会更糟。
1.3 合成氨循环水系统的特殊性
循环冷却水系统具有复杂性。
在理想情况下,在这个系统中有着多个平衡同时存在,其中包括水平衡(补水=排污+风吹损失+泄漏)、无机盐的溶解一沉淀平衡、碳酸平衡(空气中二氧化碳的溶解一逸出平衡)、腐蚀与结垢平衡、微生物生长的平衡等。
其中某些平衡可能会含有几个子平衡(如无机盐的溶解沉淀平衡中可能同时含有碳酸钙、
碳酸镁、硫酸钙、磷酸钙等一系列平衡;微生物的平衡中可能有多种不同菌群的共生与存在)。
建立这种平衡是十分不易的,如果平衡受到破坏,要重新建立平衡通常情况下需要数周甚至数月的时间。
合成氨循环水系统是所有工业循环冷却水系统中最不稳定的系统之一,因为系统中常常会出现漏氨现象,或者周围空气中的氨气溶入循环水系统,从而导致循环水系统的氨浓度大幅升高。
在氨循环水系统中最易孳生亚硝酸盐菌,亚硝酸盐菌可将氨分子转变为具有还原性质的亚硝酸根,一旦这种微生物泛滥就很难控制:采用氧化性杀生剂时,由于其先与亚硝酸根作用而消耗,因此杀菌效果往往不理想;由于其价格较贵,采用非氧化性杀生剂在经济上难以承受。
2 合成氨系统水冷器腐蚀原因分析
通过对合成氨系统中循环冷却水系统中的垢样进行化验得出结果,同时结合对水冷器垢形和分布的观察,我们可以得出的结论是:由于微生物的泛滥导致系统黏泥量较大,黏泥在水冷器表面的沉积导致了较严重的垢下腐蚀;黏泥垢较密实表明黏泥沉积的时间较长。
同时,观察循环水系统的水质见可:由于附近厂酸性废水的渗漏,致使合成氨循环水系统的pH值常常偏低,有时甚至呈现酸性。
循环水在酸性条件下,管道和挂片的腐蚀率超标是必然的。
3 解决问题的措施与建议
结合多年来生产中合成氨循环冷却水系统的运行效果,我们可以得出以下结论:无机垢的控制效果较好,微生物的控制却仍存在着一定的问题,导致腐蚀控制十分不理想。
由于主要是垢下腐蚀和循环水系统的pH值不稳引起的腐蚀,而不是由于所采用的缓蚀剂的作用效果不佳引起的,因此我们今后的任务不是在提高药剂的缓蚀阻垢性能上下功夫,而是在微生物控制方案和管理方法上努力。
3.1 杀生方案问题
根据实验可知,通过增加杀菌剂的投加频率以及改变其浓度对于合成氨循环冷却水系统是十分有益的,但是究竟哪一种杀菌方案是最经济合理的,还需要通过不断的调整才能得出最终结论。
现行的杀菌方案是通过多年的经验积累总结得到的,需要进行严格认真地执行才能比较出结论。
在不变动缓蚀阻垢药剂的情况下,提高杀菌剂浓度、加大杀菌剂投加频率、优化杀菌方案对于合成氨循环水系统是十分有益的。
想要彻底的改变合成氨循环水系统的状况我们还有很长的路要走。
因为附着在老设备内表面的黏泥使得缓蚀阻垢药剂渗透不到金属表面,起不到应有的作用。
日积月累产生的黏泥的脱离需要长期的严格控制才能达到理想效果,只有在金属的内表面完全裸露出来之后,药剂才能发挥它应有的作用,可怕的垢下腐蚀才能得到抑制,系统才能得到根本的好转。
3.2 定期清洗问题
应该定期对水冷器等换热设备进行彻底的清洗,因为合成氨系统泄漏是很难避免的了的,即使是合理的杀菌方案也只能把微生物的滋生降低到最低程度,时间久了同样会造成黏泥沉积导致垢下腐蚀。
3.3 关于进一步提高浓缩倍率的问题
系统运行正常的情况下,要进一步提高浓缩倍数,这样有利于节省用药和用水。
要进一步的保证旁滤系统的运行正常,因为循环水系统的黏泥等悬浮物可以通过旁滤及时地除去,从而减少系统中此类物质的积累,并对对提高水质、降低腐蚀率、保证系统的正常运行是十分有益的。
4 结语
在合成氨系统中影响循环冷却水的腐蚀因素很多,做好水质分析,水质分析完善了,就能对系统可能出现的腐蚀倾向做出判断,并及时采取种种措施制止不良倾向的发生。
同时对于循环冷却水系统来说,每年应行系统的化学清洗及预膜,因它长时间运之后,换热器表面有可能沉积有硬垢或茁滋生的黏泥等等,即使水质处理较好,也会出浊度升高的问题,必须进行清洗,这样可以证长期安全生产,降低操作费用和减少维时间、节约能量、延长设备的使用寿命。
参考文献
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