工業(yè)循環(huán)冷卻水處理

1、工業(yè)循環(huán)冷卻水處理 一. 循環(huán)冷卻水系統(tǒng)概況 二. 問題概述        循環(huán)冷卻水系統(tǒng)日常運行面臨的問題：2.1 設備結垢，阻礙傳熱，增加能耗，降低生產(chǎn)負荷結垢：是指水中溶解或懸浮的無機物，由于種種原因，而沉積在金屬表面。冷卻水中富含碳酸氫鈣等不穩(wěn)定鹽類，在換熱管壁受熱，即轉變?yōu)樘妓徕}等致密硬垢，規(guī)則沉積在管壁，其傳熱效率僅為碳鋼的1%左右，也就是在換熱管壁如果沉積0.5mm厚的硬垢，就相當于換熱管壁厚增加了50mm，嚴重阻礙傳熱的正常進行，能耗增加，從而對生產(chǎn)負荷構成極大影響，甚至停車。2.2 滋生粘泥軟垢，

2、阻礙傳熱；加速設備腐蝕，特別是發(fā)生點蝕事故阻礙傳熱：微生物繁殖、代謝產(chǎn)生的黏液（象膠水一樣具有很強黏性），與循環(huán)水中的懸浮物（補充水進入、冷卻塔抽風冷卻水洗滌空氣灰塵進入）和微生物尸體等交織黏附在一起，隨水流黏附在設備壁面，不久就會形成一層滑膩的垢層，即所謂的表面疏松多孔的軟垢。附著在換熱管壁的軟垢，是熱的不良導體（導熱系數(shù)很小，只有不銹鋼材的百分之一），因此會造成換熱效果明顯下降，影響生產(chǎn)負荷。發(fā)生點蝕：軟垢層疏松多孔，為氧氣的滲入形成良好通道，在循環(huán)水這個大的電導池中（富含鹽），形成無數(shù)個小濃差電池，每個小電池就是一個點發(fā)生電化學反應，從而加速設備點蝕現(xiàn)象的發(fā)生，久之即發(fā)生縱深腐蝕穿孔事故

3、。2.3 設備腐蝕，縮短使用壽命腐蝕：是指通過化學或電化學反應使金屬被消耗破壞的現(xiàn)象。在循環(huán)水系統(tǒng)中，主要以溶解氧化學或電化學腐蝕為主，這種腐蝕除了會造成系統(tǒng)的水冷設備損壞或使用壽命減少外，還會由于腐蝕造成水冷器穿孔，從而引起工藝介質泄漏造成計劃外的停車事故等，另外由于腐蝕會產(chǎn)生銹鎦，會引起換熱效率下降或管線堵塞等危害。三. 循環(huán)冷卻水處理技術要求3.1 循環(huán)冷卻水系統(tǒng)設計標準hg/t 20690-2000化工企業(yè)循環(huán)冷卻水處理設計技術規(guī)定，gb50050-953.2 補充水預處理水質要求         3.3 循環(huán)水系統(tǒng)

4、水處理效果指標         3.4補充水量與濃縮倍率、排污水量關系3.4.1 補充水量 = 蒸發(fā)水量 + 排污水量 + 風吹損失 + 滲漏3.4.1.1 蒸發(fā)水量: e =t×q×4.184÷r（m3/h ）式中：t示進出水溫差，；q示循環(huán)水量，m3/h；r示蒸發(fā)潛熱，kj/kg；（根據(jù)系統(tǒng)設計溫度一般r值為2404.5 kj/kg）3.4.1.2 風吹損失：一般為循環(huán)水量的0.1%，為0.5 m3/h；3.4.1.3 排污水量：b排 = e÷（k-1）- d（風吹）式中：k示濃縮

5、倍數(shù)；d示風吹損失，一般為循環(huán)水量的0.1%；3.4.1.4 系統(tǒng)滲漏：系統(tǒng)滲漏一般設為0 m3/h3.4.2 與水處理藥劑投入關系系統(tǒng)水處理費用與補充水量成正比，因此提高濃縮倍率運行，是降低水處理費用的有效方法，但隨濃縮倍率提高一定倍數(shù)時，又會使循環(huán)水中有害物質含量超標，因此須同時采取一定的輔助措施，如ph調節(jié)/加大旁流過濾處理等方法，使系統(tǒng)處理綜合成本最低。3.5旁濾量設計要求循環(huán)冷卻水在冷卻塔中與空氣接觸散熱時，空氣中的灰塵、粉塵、孢子等懸浮固體被帶入冷卻水中，另外補充水進入循環(huán)水時也帶入一部份固體雜物，它們使循環(huán)水的懸浮物、菌藻含量及其它污染物超出允許值，因此須設旁濾設施，對循環(huán)冷卻水

6、進行旁流過濾處理，以保證循環(huán)冷卻水懸浮物含量指標保持在規(guī)定范圍內，保持換熱管壁干凈。hg/t 20690-2000建議循環(huán)冷卻水旁流過濾量為循環(huán)量的25。設計時其計算式中空氣含塵量以環(huán)保部門監(jiān)測為準。四. 處理辦法 根據(jù)系統(tǒng)面臨問題，結合歐美克（廈門）科技有限公司對各類循環(huán)水系統(tǒng)水處理工程的實際處理經(jīng)驗，推薦以下處理辦法，防止換熱器管壁結垢、生長粘泥軟垢、快速腐蝕等事故的發(fā)生，保證生產(chǎn)裝置安全、穩(wěn)定、長周期、滿負荷優(yōu)質運行。4.1 設備結垢的解決方法4.1.1硬垢形成原因：冷卻水中富含碳酸氫鈣等不穩(wěn)定鹽類，在換熱管壁受熱分解，即轉變?yōu)樘妓徕}等致密硬垢，規(guī)則沉積在換熱管壁、冷卻塔填料及系統(tǒng)管網(wǎng)等

7、處。4.1.2 硬垢控制：換熱器管壁硬垢沉積，是循環(huán)冷卻水系統(tǒng)設備面臨的最大問題之一，它直接對生產(chǎn)負荷造成影響；向循環(huán)水中投加少量的，適應系統(tǒng)水質的阻垢分散劑，即能使硬垢沉積問題得到解決。水處理劑服務商，根據(jù)系統(tǒng)補充水質及生產(chǎn)裝置工藝特點，通過實驗室模擬系統(tǒng)試驗，篩選出最適合阻垢緩蝕劑配方，并提供及時專業(yè)的技術服務，能使硬垢沉積問題得到很好解決。如歐美克研發(fā)的wb-711/wb-712/wb-713等系列阻垢緩蝕劑，具有優(yōu)異的阻垢分散性能，循環(huán)水中ca2+含量在2000mg/l（以caco3計）左右穩(wěn)定而不發(fā)生沉積。4.2 滋生生物粘泥軟垢的解決方法4.2.1粘泥軟垢形成原因：產(chǎn)粘液微生物代謝

8、、懸浮物、一定的水流速度、換熱管壁粗糙度，四個條件形成粘泥軟垢。后面兩個條件是系統(tǒng)客觀存在，解決辦法只能從微生物和懸浮物著手解決。4.2.2 微生物控制：篩選適合的殺菌滅藻劑，投入適當?shù)乃幚須⒕M用，使循環(huán)水中微生物含量控制規(guī)定范圍內，將微生物代謝粘液保持允許范圍，防止粘泥軟垢的形成。如歐美克研發(fā)的復合型殺菌滅藻劑wb-115(氧化性)/wb-104（非氧化性），殺菌率達99%以上。4.2.3 懸浮物控制：增設旁流過濾系統(tǒng)（系統(tǒng)濃縮倍率高/懸浮物高時輔助使用），濾除循環(huán)水中懸浮物，控制在規(guī)定范圍內，避免懸浮物與微生物黏液相互作用，在系統(tǒng)內累積而沉積換熱管內，形成軟垢，阻止傳熱，同時形成電化學

9、腐蝕。4.3 設備腐蝕的解決方法4.3.1腐蝕形成原因：腐蝕是指通過化學或電化學反應使金屬被消耗破壞的現(xiàn)象。冷卻水中的溶解氧與設備接觸形成腐蝕電池，發(fā)生如下反應，促使金屬不斷溶解而被腐蝕。        在陽極區(qū) fe=fe2+2e        在陰極區(qū) ?o2+h2o+2e=2oh-        在水中 fe2+2oh-=fe(oh)2 fe(oh)2+ o2 = fe(oh)34

10、.3.2 腐蝕控制：向循環(huán)水中投加較低量，適應系統(tǒng)水質的復合緩蝕劑，即能使設備腐蝕控制在標準規(guī)定范圍。對于碳鋼不銹鋼系統(tǒng)，優(yōu)選阻垢緩蝕劑配方時，即已復配入配方中，能解決設備腐蝕問題，如果系統(tǒng)中有銅設備，則應另添加銅緩蝕劑，如歐美克wb-301系列。五. 投入與產(chǎn)出由于循環(huán)冷卻水系統(tǒng)在日常運行中，換熱設備會產(chǎn)生結垢、腐蝕和滋生生物粘泥，因此冷卻水系統(tǒng)須進行水質穩(wěn)定處理，以解決上述問題，保證生產(chǎn)裝置安全、穩(wěn)定、長周期、高負荷優(yōu)質運行。相應投入的水處理藥劑費用是因為自身生產(chǎn)穩(wěn)定需要。它與工廠污水處理藥劑費用投入不同，污水處理是為人類生產(chǎn)環(huán)境保護需要。冷卻水系統(tǒng)進行水質穩(wěn)定處理的經(jīng)濟效益，計算方法主要

11、從穩(wěn)定生產(chǎn)負荷、減少停車處理次數(shù)、節(jié)約用水、保證設備使用壽命等方面進行評估。5.1 穩(wěn)定生產(chǎn)負荷：換熱器結垢剛開始是緩慢逐步沉積的，只要沉積薄薄的一層垢后，沉積速度即越來越快，使傳熱速率迅速下降，對生產(chǎn)負荷構成明顯影響（熱電廠冷凝器最明顯），我們按結垢使負荷隱形平均下降2計算，如果進行科學水質穩(wěn)定處理，則負荷穩(wěn)定，即視為產(chǎn)出2。5.2 減少停車處理次數(shù)：生產(chǎn)裝置大修周期一般為一年半、兩年、甚至兩年以上，大檢修期同時對冷卻水系統(tǒng)進行檢修、清洗處理。而未進行水質穩(wěn)定處理，設備產(chǎn)生結垢、腐蝕和滋生生物粘泥周期大大縮短，半年甚至三個月就要處理一次。停車造成停車損失，清洗需要藥劑，也需要時間，同時花費大

12、量人力，造成經(jīng)濟損失。5.3 節(jié)約使用新鮮水30左右：工廠是用水大戶，隨環(huán)保要求越來越高，水資源日趨緊張，新鮮水成本也越來越高，節(jié)約用水對工廠已非常重要，可節(jié)約較大一筆費用。嚴格按歐美克提供的水質穩(wěn)定處理方案對系統(tǒng)運行管理，能確保系統(tǒng)高負荷穩(wěn)定運行，同時節(jié)約用水約30。但目前有的工廠單從節(jié)約用水考慮，冷卻水系統(tǒng)基本不排污，使循環(huán)水很多參數(shù)嚴重超標，導致系統(tǒng)短期結垢，不得不停車處理，造成停車損失，此法不可取。5.4 保證設備使用壽命：未進行水質穩(wěn)定處理或水處理劑緩蝕效果不好的系統(tǒng)，設備腐蝕率是hg/t 20690-2000規(guī)定要求的五倍甚至十五倍以上，大大縮短設備使用壽命，有的設備甚至兩三年就得更換，使工廠損失慘重，可見科學的水質穩(wěn)定對工廠效益非常重要。 附： 歐美克循環(huán)水系統(tǒng)科學水質穩(wěn)定處理技術循環(huán)水系統(tǒng)零排放水質穩(wěn)定處理技術，是集原水預處理、腐蝕、污垢、微生物控制和旁路過濾及除鹽綜合處理為一體，并配以計算機輔助控制的自動分析和加藥系統(tǒng)，使循環(huán)水系統(tǒng)實現(xiàn)長周期高負荷安全穩(wěn)定運行，最大限度節(jié)藥用水和降低水處理費用。  應用:工業(yè)循環(huán)水處理、中央空調系統(tǒng)水處理等。簡介：循環(huán)使用、間接冷卻水是節(jié)約用水的主要措施之一，但循環(huán)使用的冷卻水隨著循環(huán)使用的次數(shù)增加，其中的微生物、懸浮物、油類等雜質的含量就愈高