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循环冷却水处理技术
第一节循环冷却水系统
用水来冷却工艺介质的系统称作冷却水系统。冷却水系统通常分为直流冷却水系统和循环冷却水
系统两种。
一、直流冷却水系统
在直流冷却水系统中，冷却水仅仅通过换热设备一次，用过后水就被排放掉，如图1-1所示。因此，它的用水量很大，而排出水的温升却很小，水中各种矿物质和离子含量基本保持不变。这种冷却水系统不需要其它冷却水构筑物，因此投资少、操作简便，但是冷却水操作费用大，而且不符合当前节约使用水资源的要求。这种系统（除了用海水的直流冷却水系统外）在国外已被淘汰，在国内一些中小型老厂仍在采用。随着国内各项节水政策的制定，这些工厂也都在采取措施，积极进行技术改造。
卡②
图1-1直流冷却水系统
①：冷却水②：冷却水泵③：冷却工艺介质的热换器④：换热后的热水
二、循环冷却水系统
循环冷却水系统又分封闭式和敞开式两种。
1. 封闭式循环冷却水系统
封闭式循环冷却水系统又称为密闭式循环冷却水系统。在此系统中，冷却水用过后不是马上排放
掉，而是收回再用，循环不止。在循环过程中，冷却水不暴露于空气中，所以水量损失很少。水中各种矿物质和离子含量一般不发生变化，而水的再冷却是在另一台换热设备中，用其它冷却介质来进行
冷却的，如图1-2所示。这种系统一般用于发电机、内燃机或有特殊要求的单台换热设备。
④
图1-2封闭式循环冷却水系统
①：冷却水②：冷却水泵③：冷却工艺介质的换热器④：热水
⑤：热水泵⑥：冷却热水的冷却器冷水
2 ?敞开式循环冷却水系统
在敞开式循环冷却水系统中，冷却水用过后也不是立即排放掉，而是收回循环使用。水的再冷却是通过冷却塔来进行的，因此，冷却水在循环过程中要与空气接触，部分水在通过冷却塔时还会不断
被蒸发损失掉，因而水中各种矿物质和离子含量也不断被浓缩增加。为了维持各种矿物质和离子含量
稳定在某一个定值上，必须对系统补充一定量的冷却水，通常称作补充水；并排出一定量的浓缩水，
通称排污水，其流程如图1-3所示。
(11
)
(12
图1-3敞开式循环冷却水系统
①补充冷却水；②冷水池；③冷却水泵；④冷却工艺介质的换热器；⑤热水；⑥热水池；⑦热水泵；⑧冷却塔；⑨冷水；⑩排污水；(11)蒸发损失水；(12)空气。
这种敞开式循环冷却水系统，要损失一部分水，但与直流冷却水系统相比，可以节约大量的冷却水，允许的浓缩程度愈高，节约的水量愈可观，且排污水也相应减少。
第二节敞开式循环冷却水处理的重要性
一、敞开式循环冷却水系统产生的问题
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
离子和有机物质的浓缩，冷却塔和冷水池在室外受到阳光照射、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，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，以及由此形成的粘泥污垢堵塞管道等问题，它们会威胁和破坏工厂长周期地安全生产，
甚至造成经济损失，因此不能掉以轻心，在推广使用敞开式循环冷却水系统时，必须选择一种经济实用的循环冷却水处理方案，使上述问题得到解决或改善。
(一) 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成分。
在直流冷却水系统中，重碳酸盐的浓度较低。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，或者在经过换热器传热表面使水温升高时，会发生下列反应：
Ca(HCG) 2 = CaCQ J + CO2 f + 出0
冷却水经过冷却塔向下喷淋时，溶解在水中的游离CQ要逸出，这就促使上述反应向右方进行。
CaCO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。不同的水垢，其导
热系数不同，但一般不超过 1.16 w / (m ? k)，而钢材的导热系数为45 w / ( m ? k)，可见水垢形成
必然会影响换热器的传热效率。
水垢附着的危害，轻者是降低换热器的传热效率，影响产量，严重时，则需停产检修，甚至更换换热器。
(二) 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，长期使用循环冷却水会发生腐蚀穿孔，其腐蚀的原因是多种因素造成的。
1. 冷却水中溶解氧引起的电化学腐蚀
敞开式循环冷却水系统中，水与空气能充分地接触，因此水中溶解的O2可达饱和状态。当碳钢与溶有Q的冷却水接触时，由于金属表面的不均一性和冷却水的导电性，在碳钢表面会形成许多微电池，
微电池的阳极区和阴极区分别发生下列氧化和还原的共轭反应：
在阳极上：Fe = Fe 2+ + 2e
在阴极上：1/2 O 2 + H 2O + 2e = 2OH —
在水中：Fe + 2OH = Fe (OH) 2
Q
3Fe (OH) 2 = 2Fe (OH) 3
这些反应，促使微电池上的阳极区的金属不断溶解而被腐蚀。
2. 有害离子引起的腐蚀
循环冷却水在浓缩过程中，除重碳酸盐浓度随浓缩倍数增长而增加外，其它的盐类，如氯化物、
硫酸盐等的浓度也会增加。当Cl _和SQ2_离子浓度增高时，会加速碳钢的腐蚀。Cl _和SQ2_离子会使
金属上保护膜的保护性能降低，尤其是Cl _的离子半径小、穿透性强、容易穿透膜层，置换氧原子形
成氯化物，加速阳极过程的进行，使腐蚀加速，所以氯离子是引起点蚀的原因之一。
对于不锈钢制造的换热器，Cl _是引起应力腐蚀的主要原因，因此，冷却水中Cl _离子的含量过
高，常使设备上应力集中的部分，如换热器花板上胀管的边缘迅速受到腐蚀破坏。循环冷却水系统中如有不锈钢制的换热器时，一般要求Cl _的含量不超过50mg/L ~ 100mg/L 。
3. 微生物引起的腐蚀
微生物的滋生也会使金属发生腐蚀。这是由于微生物排出的粘液与无机垢和泥砂杂物等形成的污
泥附着在金属表面，形成氧的浓差电池，促使金属腐蚀。此外，在金属表面和沉积物之间缺乏氧，因此一些厌氧菌(主要是硫酸盐还原菌)得以繁殖，当温度为25~30C时，繁殖更快。它分解水中的硫酸盐，产生HS,引起碳钢腐蚀，其反应如下：
SQ2_ + 8H + +8e = S 2_ + 4H 2O +能量(细菌生存所需)
Fe + S = FeS J
2+ 3+
铁细菌是钢铁锈瘤产生的主要原因，它能使Fe氧化为Fe，释放的能量供细菌生存需要。
Fe2+细菌fe 3+ +能量(细菌生存所需)
上述各种因素对碳钢引起的腐蚀，常使换热器管壁被腐蚀穿孔，形成渗漏，或工艺介质泄漏入冷却水中，损失物料、污染水体；或冷却水渗入工艺介质中，使产品质量受到影响。当被腐蚀穿孔的管子数目不多时，可采取临时堵管的办法，使换热器在减少传热面的情况下继续使用。当穿孔的管子过
多时，换热器传热面减少得太多，失去冷却作用，此时只有停产更换。因此，腐蚀与水垢附着一样，危害工厂安全生产，造成经济损失。
(三) 微生物的滋生和粘泥冷却水中的微生物一般是指细菌和藻类。在新鲜水中，一般来说，细菌和藻类都较少。但在循环水中，由于养分的浓缩，水温的升高和日光照射，给细菌和藻类创造了迅速繁殖的条件。大量的细菌分泌出的粘液像粘合剂一样，能使水中飘浮的灰尘杂质和化学沉淀物等粘附在一起，形成粘糊糊的沉积物粘附在换热器的传热表面上。这种沉积物有人称它为生物粘泥，也有人把它叫做软垢。粘泥积附在传热器管壁上，除了会引起腐蚀外，还会使冷却水的流量减少，从而降低换热器冷却效率，严重时，这些生物粘泥会将管子堵死，迫使停产清洗。
二、敞开式循环冷却水处理的重要性
如前所述，冷却水长期循环使用后，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，而循环冷却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期安全生产提供了保证。
(2) 节约水资源
年产30万吨合成氨工厂，如果采用直流冷却水系统，则每小时耗水量达23500M;如果改为循环冷却水系统，并以1.5倍的浓缩倍数运行，则每小时耗水约为1100M，如果将浓缩倍数提高到3倍，则每小时耗水量只需550M3。
(3) 减少环境污染直流冷却水系统直接从水源抽取冷水用于冷却，然后又将温度升高了的热水再排放到水源中
去。
除了将废热带到水源中形成热污染外，如果对直流冷却水也采用化学药剂处理以消除结垢、腐蚀，那么大量排放的冷却水将向环境中带入很多药剂，对水源产生严重的污染。由于循环冷却水系统可以大大减少冷却污水的排放量。因此，对于排放的少量污水通过精心处理，即可达到所允许的排放标准，甚至作进一步处理后，可收回作系统的补充水用。这样，使循环系统形成闭路循环，不向外界排放污水，也就不会存在污染环境，破坏生态平衡的问题了。
(4) 节约钢材，提高经济效益。
一台换热器是由几十到几百根的金属管子组成，因此一台换热器往往需要成吨的钢材来制作。如果作好了循环冷却水的水质处理工作，就可减少换热器更换的台数，经济效益显著。
第三节循环冷却水系统中常见的微生物
一、微生物的特征微生物一般是指一些非常微小，肉眼看不见的，必须用显微镜才能观察到其形态、大小的生物。这样微小的生物在自然界无处不有，且种类繁多，从空气、土壤到水中，到处都能生存。它们利用自
然界中各种有机物和无机物作养料，迅速繁殖，在几十分钟内就可繁殖一代，如生长条件适宜的话， 可以在十几个小时内由一个繁殖到数亿个。
二、冷却水系统中常见的微生物
水源不同，微生物生长的情况也各不相同。如地下井水，微生物就较少，而流经荒滩草原聚集起 来的地表水，微生物生长就较多。
在循环冷却水系统中，水的温度和
PH 的范围恰好适宜多种微生物的生长。同时，每升水中，微
生物的数量和它们生长所需的营养源，如有机物、碳酸盐、硝酸盐、磷酸盐、铁等，均因循环浓缩而 增加。再加上冷却塔、冷水池常年露置室外，阳光充足，因此给微生物的生长提供了良好的条件。这 是敞开式循环冷却水系统微生物增多的原因。
所以，对循环冷却水系统中微生物的滋生和引起的危害
必须给以充分的重视。
物。
表3-1 一般水中常见的微生物
■非细胞形态的微生物
病毒
工业用水中发生并造成危害的微生物种类很多，表
3-1所示为与工业用水关系密切的几种微生
见—
---- 纟田
球衣细菌 ----- 酵母菌
细 胞 形 态 的 微 生 物
绿
藻类 菌
菌
菌 菌
旋 低 等 细 菌
原生动物
严格说来
已不属于
微生物
水中常见的微生物多数是单细胞的，少数是多细胞的，如部分藻类、高等细菌及霉菌等。 循环冷却水中最常见并能造成危害的微生物，大致有三类，即细菌、真菌和藻类。
（一）冷却水中常见的细菌
1好氧性荚膜细菌和芽孢细菌
好氧性荚膜细菌，如气杆菌属、假单孢菌属等在冷却水中能大量生长。 这些细菌产生的粘液和芽
孢是冷却水系统中形成粘泥（又称软泥）的主要原因。
2. 铁细菌
铁细菌，如锈铁细菌属、纤毛铁细菌属和嘉氏铁柄杆菌属等，能使水中的亚铁化合物，如 FeCO
氧化成氢氧化铁而沉积下来。它们通过下述反应获得生长所需能量：
4FeCO + 6H 2O + 02 = 4Fe （0H ） 3 + 4CO 2 + 能量
所分泌出来的氢氧化铁在细菌周围形成大量的棕色粘泥，
从而引起管道堵塞，同时它们在铁管管
壁上形成锈瘤结节，产生坑蚀。冷却水中有铁细菌繁殖时，常出现浑浊和色度增加，有时 PH 也发生 变化，
发出异臭。
纤毛类
后生动物
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
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- 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
工业循环水处理技术改进措施 环境保护、节水减排、废水回用是对目前循环冷却水系统提出的新挑战。企业应根据自身特点，积极采用成熟的新技术、新材料和新装置，优化循环冷却水处理系统，提高循环冷却水处理技术水平，为企业甚至整个社会的可持续发展做出应有的贡献。 1导言 循环水处理是个巨大而艰巨的系统工程，我们要解决的就是腐蚀、结垢、微生物粘泥这三个问题，要针对本厂实际情况结合自己设备存在的问题，做出正确判断，更重要的是要对整个设备进行优化管理，加大管理监察力度，围绕水质稳定做工作，争取达到对循环水水质、水温的合理控制，防患于未然，在实现节能降耗的同时，为全厂生产设备的安全运行提供有利保障。 2段国内外循环水处理的实际情况 2.1现阶段国内外循环水处理情况 循环水冷却处理技术于上世纪初期已在国外得到了良好的应用和发展，但也因为诸多实际因素的限制暴露出各种问题。上世纪末期循环水处理技术才被引入我国，在经过了一段漫长的发展历程后，方呈现出逐渐成熟趋势。在近几年的发展过程中，全世界循环水处理效率得到了很大程度的提升，应用于循环水处理的相关处理剂也逐渐增多，更甚至发展成为国际化和规模化的处理剂产品，在此方面，我国对于循环水处理剂的进出口量也在不断增长。 2.2现阶段国内外循环水主要处理手段 现阶段我国在处理循环水方面主要应用以下几种方式：首先是化学处理方式，该方式主要通过应用化学药剂，对循环水中所包含的多种不稳定物质实施高强度处理，从而有效降低污水的腐蚀性以及阻止污水结垢，另一方面能够合理降低常规工作状态下的排水量和补水量；其次是物理处理方式，该方式主要是应用相关处理材料对循环水进行科学全面的分析，同时通过改变循环水的能量、温度及压强，有效加强循环水处理材料的抗腐蚀及抗结垢等功能。 3循环水运行中存在的问题 3.1循环水系统内长期漏油 由于设备老化等原因，循环水系统长期漏油，久而久之，这样就会使装置换热设备内表面形成一层油膜，影响循环水的处理效果，泄漏的油脂还会成为众多微生物丰富的营养源，造成循环水系统微生物大量迅速繁殖难以控制，微生物粘泥、藻类急剧增多，使换热器内表面长期被油泥覆盖，致使缓蚀阻垢剂无法与换热器内表面接触从而丧失其缓蚀阻垢作用，导致换热器极易产生结垢和腐蚀。 3.2阻垢缓蚀效果差 由于不同时期水质和生产工艺条件都会发生变化或波动，就要及时改进、调整、优化缓蚀阻垢剂配方，如果配方长期不换，菌藻对杀菌剂已产生了免疫功能，阻垢缓蚀效果抗冲击和污染能力就会降低，杀菌效果差。 3.3凉水塔排泥设施不完善，水池没有做到定期清淤 凉水塔底部一般呈平底状，池底排泥阀无法排掉池底的淤泥，所以循环水厂的排泥阀不起作用，淤泥只能靠清扫水池才能排掉。但由于生产的连续不间断性，给清池工作带来很大的困难。 4现代循环水处理技术 随着循环水处理技术的发展，现代循环水处理技术采用有机阻垢剂、缓蚀剂、杀菌灭澡剂综合运用的方法，轮换交替使用，这样可以达到药剂间相互增效的作用。目前有机阻垢剂品种繁多，主要有有机磷系列、聚羟酸系列、聚羟酸脂系列等，一般来讲，复合配方的阻垢
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
冶金工业废水处理技术 冶金工业产品繁多，生产流程各成系列，排放出大量废水，是污染环境的主要废水之一。冶金废水的主要特点是水量大、种类多、水质复杂多变。按废水来源和特点分类，主要有：冷却水，酸洗废水，除尘和煤气、烟气洗涤废水，冲渣废水以及由生产工艺中凝结、分离或溢出的废水等。 冷却水的处理 冷却水在冶金废水中所占的比例最大。钢铁厂的冷却水约占全部废水的70％。冷却水分间接冷却水和直接冷却水。间接冷却水，如高炉炉体、热风炉、热风阀、炼钢平炉、转炉和其他冶金炉炉套的冷却水，使用后水温升高，未受其他污染，冷却后，可循环使用。若采用汽化冷却工艺,则用水量可显著减少,部分热能可回收利用。直接冷却水，如轧钢机轧辊和辊道冷却水、金属铸锭冷却水等，因与产品接触，使用后不仅水温升高，水中还含有油、氧化铁皮和其他物质，如果外排，会对水体造成淤积和热污染，浮油会危害水生生物。处理方法是先经粗颗粒沉淀池或水力旋流器，除去粒度在100微米以上的颗粒,然后把废水送入沉淀，除去悬浮颗粒；为提高沉淀效果，可投加混凝剂和助凝剂；水中浮油可用刮板清除。废水经净化和降温后可循环使用。冷轧车间的直接冷却水，含有乳化油，必须先用化学混凝法、加热法或调节pH值等方法，破坏乳化油，然后进行上浮分离，或直接用超过滤法分离。所收集的废油可以再生，作燃料用。 酸洗废水的处理 轧钢等金属加工厂都产生酸洗废水，包括废酸和工件冲洗水。酸洗每吨钢材要排出1～2米废水,其中含有游离酸和金属离子等。如钢铁酸洗废水含大量铁离子和少量锌、铬、铅等金属离子。少量酸洗废水,可进行中和处理并回收铁盐;较大量的则可用冷冻法、喷雾燃烧法、隔膜渗析法等方法回收酸和铁盐或分离回收氧化铁。若采用中性电解工艺除氧化铁皮，就不会出酸洗废水。但电解液须经过滤或磁分离法处理，才能循环使用。 洗涤水的处理 冶金工厂的除尘废水和煤气、烟气洗涤水，主要是高炉煤气洗涤水、平炉和转炉烟气洗涤水、
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。
工业循环水常遇问题及解决方案 一、工业循环水 随着工业生产得发展，水用量急剧增加，很多地区已经出现供水不足得现象，节约用水刻不容缓！冷却水占工业用水主体,提高其重复利用率、循环使用就是节水节能得必须手段 二、循环水运行过程中常产生得问题 在工业生产得工艺条件下，工业循环水水质常会发生一系列变化，对生产造成危害，如：腐蚀、结垢、菌藻、粘泥等。这些问题如果得不到有效得解决，则无法进行安全生产，造成巨大得工业损失。 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，超过某些盐类得溶解度而沉淀。常见得有碳酸钙、磷酸钙、硅酸镁等垢。 碳酸钙 碳酸钙就是工业循环冷却水中最常见得水垢，主要就是Ca (HC03)2 在循环冷却水得运行中受热分解成C02与CaC03o 磷酸钙 为了抑制系统材质得腐蚀，常常要加入聚磷酸盐来作为缓蚀剂，当水 温升高时，聚磷酸盐会分解为正磷酸盐。 硅酸镂
水中得Si02量过高，加上水得硬度较高，生成非常难处理得硅酸钙（镁）硕垢。水垢得质地比较致密，大大得降低了传热效率，0、6毫米得垢厚就使传热系 数降低了20%。 2、污垢 污垢主要由水中得有机物、微生物菌落与分泌物、泥沙、粉尘等构成。垢得 质地松软，阻隔传热、阻隔水流、引起垢下腐蚀，缩短设备使用寿命。 、3、电化学腐蚀 循环水对换热设备得腐蚀，主要就是电化腐蚀。产生原因有设备制造缺陷、 水中充足得氧乞、水中腐蚀性离子（Cl-、Fe2+、Cu2+）以及微生物分泌得黏液 所生成得污垢等因素。如果不加控制，极短得时间便使换热器、输水管路设备报废。 4、微生物粘泥 循环水中溶有充足得氧气、合适得温度及富养条件，很适合微生物得生长繁殖。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寒，冷却散热效果大幅下降，设备腐蚀加剧。 工业循环水处理技术 5、水垢得控制方法 从冷却水中去除成垢钙离子 从水中除去Ca2+,使水软化，则碳酸钙就无法结晶析出，也就形不成水垢， 主要两种方法。 ①离子交换树脂法 离子交换树脂法就就是让水通过离子交换树脂，将Ca2+、Mg2+从水中置换出
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。