马钢新区公辅循环水系统水质处理存在问题及对策
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循环水水质异常的原因及对策探讨对于循环水系统而言水质稳定是至关重要的,也是我们日常工作的重点。
但循环水系统在日常控制中也会因为水的蒸发和空气中杂物的引入,各种无机离子和有机物质的浓缩,阳光照射,灰尘杂物的引入,物料的泄漏,以及设备结构和材料等多种因素的综合作用,造成循环水水质出现异常,最直观表现方式为水质控制指标偏离正常值。
一旦出现这种情况就会对装置的安全高产带来很大的影响,我们必须及时進行处理,使水质指标在最短的时间内恢复正常。
一、出现的问题近期一循水质出现异常,一些主要控制指标偏离了正常值,严重的超出了控制值。
近期的监测数据情况见表1:表1通过表1可以看出近期循环水系统水质出现异常主要表现在以下几个方面:1. 浊度升高:浊度控制指标为10NTU,正常运行时一般为5~8NTU,目前指标已非常接近控制指标。
2. COD升高:COD一般控制在10 mg/L以下,目前已超出控制指标。
3. 余氯下降:余氯控制指标为0.1~0.5,目前指标一直维持在控制下线,而且氧化性杀菌剂的消耗量较正常时增加较多。
4.异氧菌有所升高:异养菌控制指标为≤1.0*105,目前指标大大高于正常运行时。
二、原因分析针对上述出现的问题,对可能导致这一问题出现的原因逐一进行分析:1. COD升高的主要原因。
1.1装置换热器泄漏,工艺物料进入循环水系统,系统内有机物升高,导致COD升高。
1.2 风机减速箱油封泄漏或油视镜管线泄漏,风机的润滑油泄漏到冷却塔内,造成COD升高。
2.浊度升高的原因。
2.1装置换热器发生泄漏,工艺物料进入循环水系统。
2.2投加的杀菌剂或剥离剂,使换热器和管道中的沉积物进入系统。
2.3冷却塔和设备内繁殖的菌藻类。
2.4补充水水质的变化,浊度升高。
2.5环境空气的沙尘含量过多。
2.6旁滤系统进水量少,导致旁滤作用没有充分发挥。
2.7旁滤系统滤料流失,滤料污染严重,使过滤性能降低。
3. 异氧菌升高,循环水颜色发深的原因。
循环水的问题及解决方案在我国的火力发电厂中,由于循环冷却水系统处理不当而引起的发电机组凝汽器腐蚀结垢问题屡见不鲜。
凝汽器腐蚀容易引起铜管穿孔、开裂,增加设备的检修时间和次数,缩短设备的使用寿命,减少发电量,增加发电成本;凝汽器结垢一方面导致垢下腐蚀,另一方面降低换热器的热交换效率(从而影响到生产效率),增加能源消耗。
在正常运行状况下,凝汽器的真空度下降为89%-92%。
如果所使用的缓蚀阻垢剂的性能不当,导致系统一定程度的结垢,使凝汽器的真空度下降为86%-89%,这将使发电热耗增大4.5%-7.5%,发电煤耗增高8%-14%/kW·H。
如果考虑停车清洗、设备腐蚀和增加维修频率等所引起的连带后果,其经济损失是异常惊人的。
总之,凝汽器腐蚀结垢所造成的直接后果真空度下降、蒸汽出力减小、正常生产处理不当而引起的发电机组凝汽器周期缩短、设备寿命降低、运行成本提高、生产效率下降,带来巨大的经济损失。
因此,采用经济的有效的手段防止循环冷却水系统的腐蚀和结垢是非常重要的。
【火力发电厂循环冷却水的处理方式】我国许多缺水地区的火力发电厂,普遍采用地下水作为循环冷却水系统的补充水。
一般而言,地下水普遍存在含盐量高和硬度、碱度高的特点。
随着系统谁的不断浓缩,硬度离子如(Ca2+,Mg2+,HCO3-等)和侵蚀性离子(如Cl-和SO42-等)的浓度不断升高,超过一定的容忍度后极易引起设备管道的腐蚀与结垢。
另外,在这些缺水地区,为了节水节能的需要,循环水的浓缩倍数一般控制较高,这就进一步加重了系统腐蚀和结垢的危险性。
对于有些以地表水作补充水的电厂循环水系统,虽然硬度离子和侵蚀性离子浓度较低,但如果浓缩倍数过高,再加上处理方式不合适,同样也会引起机组的腐蚀和结垢。
为了解决循环冷却水系统的腐蚀结垢问题,国内的火力发电厂常规的处理方法有以下几种。
1、利用软化水降低补水的硬度该方法通过离子交换去除补水中的Ca2+和Mg2+等硬度离子而达到预防无机垢沉积的目的。
循环水水质不合格原因分析及技术优化措施分析冉学良发布时间:2021-09-26T08:31:40.349Z 来源:《中国科技人才》2021年第19期作者:冉学良丁太伟闫俊[导读] 伴随着我国工业现代化进程的加快,在很多的工业企业内部,都配备了对应的循环水系统,由该系统来负责进行相应的水质处理,当长时间的循环下,循环水水质受到各种因素的影响,势必伴随着水质恶化的问题,干扰了企业内部正常的生产秩序。
兰州石化公司甘肃省兰州市 730060摘要:伴随着我国工业现代化进程的加快,在很多的工业企业内部,都配备了对应的循环水系统,由该系统来负责进行相应的水质处理,当长时间的循环下,循环水水质受到各种因素的影响,势必伴随着水质恶化的问题,干扰了企业内部正常的生产秩序。
因此,对于存在循环水场建设的工业企业而言,其在生产的过程中要重视循环水水质管理。
本文以某工业企业的循环水系统作为研究对象,分析了其水质不合格的原因,提出了对应的优化对策。
关键词:循环水水质;不合格原因;技术优化;措施水质恶化是循环水系统运行中最为常见的问题,根据当下工业领域的循环水系统运行情况,水质不合格可能是多种因素所导致,如冷换设备泄露、旁滤系统异常等,当出现了水质不达标情况后,企业内部将无法维持高效、稳定的生产状态,不仅造成了一定的能源消耗,还使得企业蒙受着较大的损失。
因此,随着工业领域对节能环保的关注,各个工业企业都越发重视循环水水质恶化问题的处理,从水质不合格原因的角度制定了各种的优化措施。
1.影响循环水系统稳定运行的因素1.1pH在循环水系统的运行过程中,存在很多的影响因素,pH值仅仅是其中的一个关键性因素,比如,以化工企业为例,在这类型企业的循环水系统中,所配置的各种管件均为碳钢材质,这种类型的管件材料下,当处于弱酸性环境下时,极易出现管件的腐蚀。
当然循环水系统运行时,也不能使得水的碱性过大,因为在碱性条件下,意味着循环水系统中的结垢现象更容易发生[1]。
在企业的生产运行中,许多单位的循环水投用污水回用水,冷却水重复利用是节水减排的必然趋势,但也不是无条件的,一方面,在水的重复利用过程中随着水分的蒸发,水中的溶解盐类、悬浮固体及非挥发性有机物质量浓度逐步增大,超过一定质量浓度时在管道设备特别是在换热面上发生结垢;另一方面,在水中有溶解氧存在的条件下,以铁素体的阳极发生反应可促进形成腐蚀电池,造成严重的垢下腐蚀,污垢覆盖下的贫氧区与裸露的富氧区之间也能形成氧浓度差电池,使金属遭受局部腐蚀。
反之,腐蚀也必然改变金属的表面形状,使结垢加剧。
这样,结垢、腐蚀相互促进,形成错综复杂的协同效应,影响甚至破坏生产系统的正常运行。
总之循环水的水质直接影响装置水冷器及管路的安全运行,水质超标,对换热器形成腐蚀,造成泄漏,泄漏进一步使水质恶化,恶化的水质再对冷换设备加重腐蚀,形成恶性循环,严重时可造成装置停产。
1循环水情况分析1)循环水中氯离子受回用污水中氯离子较高的影响,质量浓度越来越高(水质分析见表一),这是腐蚀设备速度增高的一个主要原因。
2)氨氮指标偏高促进微生物的繁殖。
在循环水中有充足的碳源、磷源、氧气、适宜的温度,非常适合细菌、藻类等微生物生长,若加上氮源,就会极大促进微生物的繁殖,硝化菌群大量繁殖,硝化菌群对水质最大的危害是使氨氧化成为亚硝酸根、硝酸根,从而影响氯的杀菌能力,产生酸性环境,造成水质恶化。
微生物没有得到有效控制,导致生物粘泥大量超标,给循环水场的连续,稳定生产造成了一系列的负面影响。
①造成换热器的沉积和腐蚀加剧,使换热效率降低,同时这种非均匀的沉积必然会促使氧浓差的形成,会使垢下腐蚀加剧,另外由于粘泥中有大量微生物的繁殖,一方面消耗氧气量,一方面产生许多酸性代谢物使局部微环境中的PH值降低,造成酸腐蚀。
②造成循环水水质恶化,水质稳定处理效果下降,生物粘泥的大量增加,会使循环水水质恶化,严重时会使循环水变黑发臭,同时造成循环冷却水水质稳定处理效果大大下降,设备的腐蚀速率和沉积速率增加-同时增加了供水生产成本,由于在循环水场出现生物粘泥故障时,供水生产不得不加大排污置换力度,造成供水生产中的补充水量、杀菌剥离剂及水处理药剂用量的增加,从而造成水成本的增加,严重时还会危及合成氨和尿素装置的正常运行。
试论循环水处理中的若干问题及应对策略摘要:随着企业生产及经营规模的不断扩大,作为企业生产过程中的重要环节,循环水处理过程面临着诸多问题,特别是在如今这个淡水资源紧缺,水污染情况严重、环保等相关要求不断提高的大环境下,企业必须对污水处理环节中存在的问题给予足够的重视,根据环保政策及相关要求,采取有效的应对策略来解决循环水处理过程中存在的这些问题,从而推动企业循环水处理技术水平的不断提高。
鉴于此,本文重点就企业循环水处理过程中存在的若干问题进行了研究,并提出了相应的解决方法,希望能为我国水资源及水环境的保护贡献一份力量。
关键词:循环水处理若干问题应对策略随着化工等企业生产规模的不断扩大以及企业循环水处理设备使用年限的日益增长,企业循环水处理过程中常常会出现许多许多问题,如工艺介质渗入、浓缩倍数低、旁滤效率低、水质差等各种问题,这不仅导致企业污水处理目标很难实现,还会对企业循环水处理设备运行过程的安全性及稳定性造成严重的影响,导致企业经济效益的下滑,由此可见,必须采取有效的处理对策,解决企业循环水处理过程中出现的质量问题,从而为企业循环水处理的质量及效果提供保障。
一、循环水处理过程中存在的若干问题分析1.循环水处理系统内长期有工艺介质漏入在循环水处理系统中,长期有工艺介质漏入并在换热设备装置的内表面形成油膜,油膜会降低循环水的处理能力。
工艺介质中存在大量的微生物营养源,泄露到循环水处理系统会导致微生物数量、水系统藻类以及微生物粘泥大量增多。
此外,换热设备装置内表面在长期被油膜覆盖的情况下,会阻碍缓蚀阻垢剂进入换热设备装置内表面,从而使缓蚀阻垢剂失去缓蚀阻垢的功能,最终发生腐蚀和结垢现象。
2.处理过后的水质较差,COD值较高通常情况下,在循环水系统的处理过程中,经常会有泄露现象发生,比如主物料等。
泄露会引起循环水PH值的上升,PH值的上升会使循环水产生腐蚀性,需要在处理过程中添加缓蚀剂对循环水的腐蚀性进行控制,并注意循环水中是否有沉淀物质产生。
循环水处理难题及解决策略工业循环冷却水系统在运行过程中,由于水分蒸发、风吹损失等情况使循环水不断浓缩,其中所含的盐类超标,阴阳离子增加、pH值明显变化,致使水质恶化,而循环水的温度,pH值和营养成分有利于微生物的繁殖,冷却塔上充足的日光照射更是藻类生长的理想地方。
而结垢控制及腐蚀控制、微生物的控制等等,必然的需要进行循环水处理。
循环水运行过程中主要产生的问题:(1)水垢:由于循环水在冷却过程中不断地蒸发,使水中含盐浓度不断增高,超过某些盐类的溶解度而沉淀。
常见的有碳酸钙、磷酸钙、硅酸镁等垢。
水垢的质地比较致密,大大的降低了传热效率,0.6毫米的垢厚就使传热系数降低了20%。
(2)污垢:污垢主要由水中的有机物、微生物菌落和分泌物、泥沙、粉尘等构成,垢的质地松软,不仅降低传热效率而且还引起垢下腐蚀,缩短设备使用寿命。
(3)腐蚀:循环水对换热设备的腐蚀,主要是电化腐蚀,产生的原因有设备制造缺陷、水中充足的氧气、水中腐蚀性离子(Cl-、Fe2+、Cu2+)以及微生物分泌的黏液所生成的污垢等因素,腐蚀的后果十分严重,不加控制极短的时间即使换热器、输水管路设备报废。
(4)微生物粘泥:因为循环水中溶有充足的氧气、合适的温度及富养条件,很适合微生物的生长繁殖,如不及时控制将迅速导致水质恶化、发臭、变黑,冷却塔大量黏垢沉积甚至堵塞,冷却散热效果大幅下降,设备腐蚀加剧。
因此循环水处理必须控制微生物的繁殖。
微生物危害循环冷却水中的微生物来自两个方面。
一是冷却塔在水的蒸发过程中需要引入大量的空气,微生物也随空气带入冷却水中,二是冷却水系统的补充水或多或少都会有微生物,这些微生物也随补充水进入冷却水系统中。
藻类在日光的照射下,会与水中的二氧化碳、碳酸氢根等碳源起光合作用,吸收碳素作营养而放出氧,因此,当藻类大量繁殖时,会增加水中溶解氧含量,有利于氧的去极化作用,腐蚀过程因此而加速。
微生物在循环水系统中的大量繁殖,会使循环水颜色变黑,发生恶臭,污染环境。
解决循环水水质差的办法解决循环水水质差的办法解决污垢问题主要采取以下几种措施(1)改变循环水塔池周围的环境,在塔池周围地面覆盖率要达到100%,并注意保持其周围的环境卫生,防止尘土、泥沙等杂物进入塔池。
(2)装置换热器设备要严密不漏,严防漏油。
一经发现要积极处理,并对漏入系统中的油清除干净。
(3)旁流过滤系统要成分利用,以去除形成污垢的悬浮物。
旁滤水量一般占循环冷却水量的1-5%。
最好采用高限进旁滤系统,这样就可保证水中悬浮物最大程度的去除。
能有效的控制污物的沉积,才能减少污垢的产生。
(4)杀菌剂不能省,春、夏、秋三季气候温和,适合藻类大量繁殖滋生。
如不加以控制势必产生大量的生物污垢,因此必须选择适合好用的杀菌剂以加强控制。
水垢和腐蚀的消除循环水系统在生产运行中换热器和管道中都不可避免的会产生水垢,发生腐蚀,如何解决好这个问题关系到生产是否能安全平稳运行,因此必须高度重视,很好的解决。
(1)建立健全检测系统,在易发生结垢的管道中放置监测设备,随时观察结垢、腐蚀情况,以便有针对性解决问题。
(2)循环水投加软化水,这样就会增加水质合格率。
在实际运行中虽然投加的是除盐水,但是通过蒸发,风吹损失等诸多原因,水的浓缩倍数加大,离子浓度加大,这样就会产生结垢的可能。
还有以上分析的诸多因素,产生水垢不可避免。
同时还考虑成本的因素,无限制的大量补充软化水是不可能的。
因此有一套加药系统作为补充势在必行,在水质不合格时及时投入。
选择好的药剂是保证水质合格的重要保证,如投加缓蚀阻垢剂就会起到防止腐蚀阻止结垢的双重作用。
根据水质情况,通过检测分析,每天投加一定量的缓蚀阻垢剂及杀菌剂(夏季)药剂。
这样水质情况每天通过药剂量进行调节使指标减小到最底限度,满足循环水系统对水质的要求。
而且这样就会很好的解决结垢和腐蚀问题,在生产中广泛采用,实际应用中效果比较理想,是行之有效的解决办法。
能够保证生产的长周期、满负荷运转。
综上所述,解决循环水水质问题是能否保证循环水正常运行的关键。
1、结垢天然水中溶解有各种盐类,如重碳酸盐、碳酸盐、硫酸盐、硅酸盐等。
当天然水作为补充水进入循环水系统后,经蒸发浓缩,水中离子浓度增加, PH 值和温度等因素发生变化,导致离子过饱和而生成水垢。
最常见的水垢成份是CaCO 。
CaCO 在水中的溶解度很小,而且3 3碳酸钙的溶解度与普通的盐类不同,它的溶解度随着温度的升高反而降低。
也就是说,随着温度升高, CaCO 结垢倾向增大。
3通过加入阻垢剂,由于阻垢剂的螯合增溶等作用,提高了 CaCO3 等盐类物质的溶解度;同时阻垢剂能够改变晶格结构,降低了结垢倾向,从而达到阻垢的目的。
但是,加入阻垢剂并不等于彻底消除了结垢。
还需要通过排污,控制浓缩倍数,从而使结垢离子控制在一定含量之内才干使循环水系统不结垢。
排污和控制浓缩倍数是循环水管理必不可少的。
2、腐蚀循环冷却水要解决的第二大问题是金属设备的腐蚀,金属(碳钢、等各种杂质,不锈钢、铜等)表面与水接触,而水中含有溶解氧和 CO2由于电位差而产生电化学反应,从而使金属发生腐蚀损坏。
腐蚀的结果导致以下几个问题:(1) 缩短设备寿命;(2) 腐蚀产物形成污垢,降低换热效率;(3) 因换热器破漏导致非预期停车。
循环水系统中控制金属腐蚀的有效方法之一是添加缓蚀剂。
通过在循环水中添加缓蚀剂,就能有效地降低循环水系统中金属设备的腐蚀速度。
水中的氯离子和硫酸根均属腐蚀性离子,特殊是氯离子会破坏金属表面形成的钝化膜,它能穿过细孔而产生点蚀,特殊有污垢存在时,由于垢下是一个贫氧区,故成阳极,而水中Cl-可以扩散进入阳极区,生成金属氧化物,即Fe→ Fe 2++ 2e 、 Fe2+ + 2Cl- →FeCl ,而金属3氧化物又可进一步水解产生 HCl,这又使铁的溶解度加剧,这样垢下小孔中 pH 不断下降,FeCl +2H O→Fe(OH) +2H Cl 故小孔中溶液不断2 2 2酸化,又促进腐蚀,故氯离子还有自催化的特性,降低工业水中氯离子含量,对改善设备腐蚀状况有一定的作用。
循环水系统问题及改造方案由于循环水系统连接全厂工艺生产装置的换热器,循环水系统运行的好坏直接关系到全厂生产装置的稳定运行,鉴于循环水系统目前存在问题,有必要对循环水系统进行综合改造。
一、防止填料污堵换热器问题由于循环水塔池所用换热填料,因材质、老化、低温、化学药品腐蚀等情况,经常会出现破碎,导致破损碎片进入循环水系统,造成对循环水系统换热器造成污堵。
为有效解决此类问题,循环水系统在吸水池安装有两道滤网,由于目前滤网安装存在安装不到位问题,未能有效起到过滤破碎滤料功能,为此,我部门建议:1)整修吸水池滤网,使之能起到良好的过滤作用2)在塔池通往吸水池的入口,加装一道滤网,要便于吊出清理、不影响循环水流通。
3)在各装置前增加管道过滤器及旁路,以便于检修及清理过滤器;更为彻底的解决办法是在完成1)、2)两项的情况下,更换质量较好、不易产生碎块的网格滤料,这样可以减少施工量且方便维护。
二、冷却塔问题循环水冷却塔现状:1)底层起支撑作用的网格板未发现异常、损坏、老化等情况。
2)我厂循环水冷却塔填料由于材质差、风化严重等原因,现存在不同程度的破损、脱落,为防止破损杂物堵到各装置换热器内或管道滤网内,建议对冷却塔填料进行更换。
3)布水器经检查,未发现严重损坏情况,可暂不更换。
4)收水器,有部分破损情况,可部分更换,或不更换。
5)管道吊架,每支管道有5-7处吊架,其中有两处为不锈钢带,其余均为碳钢吊架,碳钢已锈蚀严重,上水管道存在晃动现象,为保障循环水系统安全,所有吊架均需更换为不锈钢材质。
6)管道未发现破损情况,不需更换。
7)爬梯、扶手栏杆均为碳钢材质,且未防腐,已经锈蚀严重,无法保证行走、攀爬安全,需更换为不锈钢材质或重新更换后进行防腐处理。
8)风机叶轮与风筒内壁也有几处摩擦,需要一并处理。
9)冷却塔未加百叶窗,冷却塔四角存在洒水现象,易进赃物,需妥善处理。
10)冷却塔填料层四周挡板部分损坏,需更换修复。
下图为冷却塔内部照片需维护整改项目:1、填料更换量为:78.6×15.6×1.5=1839.24m³。