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(yùn)行面臨的問題：2.1 設(shè)備結(jié)垢，阻礙傳熱，增加能耗，降低生產(chǎn)負(fù)荷結(jié)垢：是指水中溶解或懸浮的無機(jī)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(zhuǎn)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(dāng)于換熱管壁厚增加了50mm ，嚴(yán)重阻礙傳熱的正常進(jìn)行，能耗增加，從而對(duì)生產(chǎn)負(fù)荷構(gòu)成極大影響，甚至停車。2.2 滋生粘泥軟垢，阻礙傳熱；加速設(shè)備腐蝕，特別是發(fā)生點(diǎn)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

2、很強(qiáng)黏性），與循環(huán)水中的懸浮物（補(bǔ)充水進(jìn)入、冷卻塔抽風(fēng)冷卻水洗滌空氣灰塵進(jìn)入）和微生物尸體等交織黏附在一起，隨水流黏附在設(shè)備壁面，不久就會(huì)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(dǎo)體 （導(dǎo)熱系數(shù)很小， 只有不銹鋼材的百分之一），因此會(huì)造成換熱效果明顯下降，影響生產(chǎn)負(fù)荷。發(fā)生點(diǎn)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(gè)大的電導(dǎo)池中（富含鹽），形成無數(shù)個(gè)小濃差電池，每個(gè)小電池就是一個(gè)點(diǎn)發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，從而加速設(shè)備點(diǎn)蝕現(xiàn)象的發(fā)生，久之即發(fā)生縱深腐蝕穿孔事故。2.3 設(shè)備腐蝕，縮短使用壽命腐蝕：是指通過化學(xué)或電化學(xué)反應(yīng)使金屬被消耗破壞的現(xiàn)象。

3、在循環(huán)水系統(tǒng)中，主要以溶解氧化學(xué)或電化學(xué)腐蝕為主，這種腐蝕除了會(huì)造成系統(tǒng)的水冷設(shè)備損壞或使用壽命減少外，還會(huì)由于腐蝕造成水冷器穿孔，從而引起工藝介質(zhì)泄漏造成計(jì)劃外的停車事故等，另外由于腐蝕會(huì)產(chǎn)生銹鎦，會(huì)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(shù)要求3.1 循環(huán)冷卻水系統(tǒng)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)hg/t 20690-2000化工企業(yè)循環(huán)冷卻水處理設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定，gb50050-95 3.2 補(bǔ)充水預(yù)處理水質(zhì)要求3.3 循環(huán)水系統(tǒng)水處理效果指標(biāo) 3.4 補(bǔ)充水量與濃縮倍率、排污水量關(guān)系3.4.1 補(bǔ)充水量 = 蒸發(fā)水量 + 排污水量 + 風(fēng)吹損失 + 滲漏3.4.1.1 蒸發(fā)水量 : e = tq

4、4.184r（m3/h ）式中： t 示進(jìn)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(shè)計(jì)溫度一般r 值為 2404.5 kj/kg）3.4.1.2 風(fēng)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(fēng)吹）式中： k示濃縮倍數(shù)；d示風(fēng)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(shè)為0 m3/h 3.4.2 與水處理藥劑投入關(guān)系系統(tǒng)水處理費(fèi)用與補(bǔ)充水量成正比，因此提高濃縮倍率運(yùn)行，是降低水處理費(fèi)用的有效方法，但隨濃縮倍率提高一定倍數(shù)時(shí)，又會(huì)使循環(huán)水中有害物質(zhì)

5、含量超標(biāo)，因此須同時(shí)采取一定的輔助措施，如ph 調(diào)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(shè)計(jì)要求循環(huán)冷卻水在冷卻塔中與空氣接觸散熱時(shí)，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(bǔ)充水進(jìn)入循環(huán)水時(shí)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(shè)旁濾設(shè)施，對(duì)循環(huán)冷卻水進(jìn)行旁流過濾處理，以保證循環(huán)冷卻水懸浮物含量指標(biāo)保持在規(guī)定范圍內(nèi)，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(shè)計(jì)時(shí)其計(jì)算式中空氣含塵量以環(huán)保部門監(jiān)測(cè)為準(zhǔn)。四. 處理辦法根據(jù)系統(tǒng)面臨問題，結(jié)合歐美克（廈門）科技有限

6、公司對(duì)各類循環(huán)水系統(tǒng)水處理工程的實(shí)際處理經(jīng)驗(yàn)，推薦以下處理辦法，防止換熱器管壁結(jié)垢、生長(zhǎng)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(zhǎng)周期、滿負(fù)荷優(yōu)質(zhì)運(yùn)行。4.1 設(shè)備結(jié)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(zhuǎn)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(shè)備面臨的最大問題之一，它直接對(duì)生產(chǎn)負(fù)荷造成影響；向循環(huán)水中投加少量的，適應(yīng)系統(tǒng)水質(zhì)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(wù)商，根據(jù)系統(tǒng)補(bǔ)充水質(zhì)及生產(chǎn)裝置工藝特點(diǎn)，通過實(shí)驗(yàn)室模

7、擬系統(tǒng)試驗(yàn)，篩選出最適合阻垢緩蝕劑配方，并提供及時(shí)專業(yè)的技術(shù)服務(wù)，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(jì)）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、懸浮物、一定的水流速度、換熱管壁粗糙度，四個(gè)條件形成粘泥軟垢。后面兩個(gè)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(dāng)?shù)乃幚須⒕M(fèi)用，使循環(huán)水中微生物含量控制規(guī)定范圍內(nèi)，將微

8、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(fù)合型殺菌滅藻劑wb-115( 氧化性 )/wb-104 （非氧化性），殺菌率達(dá)99% 以上。4.2.3 懸浮物控制：增設(shè)旁流過濾系統(tǒng)（系統(tǒng)濃縮倍率高/ 懸浮物高時(shí)輔助使用），濾除循環(huán)水中懸浮物，控制在規(guī)定范圍內(nèi)，避免懸浮物與微生物黏液相互作用，在系統(tǒng)內(nèi)累積而沉積換熱管內(nèi)，形成軟垢，阻止傳熱，同時(shí)形成電化學(xué)腐蝕。4.3 設(shè)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(xué)或電化學(xué)反應(yīng)使金屬被消耗破壞的現(xiàn)象。冷卻水中的溶解氧與設(shè)備接觸形成腐蝕電池，發(fā)生如下反應(yīng)，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) ?o

9、2+h2o+2e=2oh- 在水中 fe2+2oh-=fe(oh)2 fe(oh)2+ o2 = fe(oh)3 4.3.2 腐蝕控制：向循環(huán)水中投加較低量，適應(yīng)系統(tǒng)水質(zhì)的復(fù)合緩蝕劑，即能使設(shè)備腐蝕控制在標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定范圍。對(duì)于碳鋼不銹鋼系統(tǒng)，優(yōu)選阻垢緩蝕劑配方時(shí)，即已復(fù)配入配方中，能解決設(shè)備腐蝕問題，如果系統(tǒng)中有銅設(shè)備，則應(yīng)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(yùn)行中，換熱設(shè)備會(huì)產(chǎn)生結(jié)垢、 腐蝕和滋生生物粘泥，因此冷卻水系統(tǒng)須進(jìn)行水質(zhì)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(zhǎng)周期、高負(fù)荷優(yōu)質(zhì)運(yùn)行。相應(yīng)投入的水處理藥劑費(fèi)用是因?yàn)樽陨砩a(chǎn)穩(wěn)定需要

10、。它與工廠污水處理藥劑費(fèi)用投入不同，污水處理是為人類生產(chǎn)環(huán)境保護(hù)需要。冷卻水系統(tǒng)進(jìn)行水質(zhì)穩(wěn)定處理的經(jīng)濟(jì)效益，計(jì)算方法主要從穩(wěn)定生產(chǎn)負(fù)荷、減少停車處理次數(shù)、節(jié)約用水、保證設(shè)備使用壽命等方面進(jìn)行評(píng)估。5.1 穩(wěn)定生產(chǎn)負(fù)荷 ：換熱器結(jié)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(duì)生產(chǎn)負(fù)荷構(gòu)成明顯影響（熱電廠冷凝器最明顯），我們按結(jié)垢使負(fù)荷隱形平均下降2計(jì)算，如果進(jìn)行科學(xué)水質(zhì)穩(wěn)定處理，則負(fù)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(shí)對(duì)冷卻水系統(tǒng)進(jìn)行檢修、清洗處理。 而未進(jìn)行水質(zhì)穩(wěn)定處理，設(shè)

11、備產(chǎn)生結(jié)垢、 腐蝕和滋生生物粘泥周期大大縮短，半年甚至三個(gè)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(shí)間，同時(shí)花費(fèi)大量人力，造成經(jīng)濟(jì)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(duì)工廠已非常重要，可節(jié)約較大一筆費(fèi)用。嚴(yán)格按歐美克提供的水質(zhì)穩(wěn)定處理方案對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行管理，能確保系統(tǒng)高負(fù)荷穩(wěn)定運(yùn)行，同時(shí)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(yán)重超標(biāo)，導(dǎo)致系統(tǒng)短期結(jié)垢，不得不停車處理，造成停車損失，此法不可取。5.4 保證設(shè)備使用壽命：未進(jìn)行水質(zhì)穩(wěn)定處理或水處理劑緩蝕效

12、果不好的系統(tǒng)，設(shè)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(shè)備使用壽命，有的設(shè)備甚至兩三年就得更換，使工廠損失慘重，可見科學(xué)的水質(zhì)穩(wěn)定對(duì)工廠效益非常重要。附：歐美克循環(huán)水系統(tǒng)科學(xué)水質(zhì)穩(wěn)定處理技術(shù)循環(huán)水系統(tǒng)零排放水質(zhì)穩(wěn)定處理技術(shù)，是集原水預(yù)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(jì)算機(jī)輔助控制的自動(dòng)分析和加藥系統(tǒng)，使循環(huán)水系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)周期高負(fù)荷安全穩(wěn)定運(yùn)行，最大限度節(jié)藥用水和降低水處理費(fèi)用。應(yīng)用 : 工業(yè)循環(huán)水處理、中央空調(diào)系統(tǒng)水處理等。簡(jiǎn)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(zhì)的含量就愈高，水質(zhì)就容易惡化。 此外