大型循環(huán)水系統(tǒng)正常運(yùn)行方案

專家姓名：朱明君　　類別： 技術(shù)文章 工業(yè)清洗劑

大型循環(huán)水系統(tǒng)正常運(yùn)行方案

一.術(shù) 語 解 釋

2.1常用術(shù)語解釋
2.1.1補(bǔ)充水:對(duì)于因冷卻塔蒸發(fā),排污,風(fēng)吹(飛濺)而從循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中損失的水量,進(jìn)行必要的補(bǔ)充的水叫補(bǔ)充水。
2.1.2蒸發(fā)損失:在敞開式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中熱的循環(huán)冷卻水在冷卻塔中因蒸發(fā)而被冷卻,在此過程中損失的水量叫蒸發(fā)損失。
2.1.3風(fēng)吹損失:被通風(fēng)時(shí)氣流從系統(tǒng)中帶入大氣中所損失的水量。
2.1.4排污或排放率:為維持系統(tǒng)中一定的濃縮倍數(shù)而排放的水量。
2.1.5冷卻范圍或溫降度:冷卻塔入口和集水池出口之間的溫度差。
2.1.6 循環(huán)量:系統(tǒng)中循環(huán)水的量,它是時(shí)間的函數(shù)。
2.1.7濃縮倍數(shù)(K):冷卻水在循環(huán)過程中由于蒸發(fā)損失,水中所含的溶解鹽類不斷在循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中濃縮,使冷卻水中的含鹽量高于補(bǔ)充中含鹽量,兩者的比值稱濃縮倍數(shù)。
2.1.8系統(tǒng)容積:敞開式冷卻水系統(tǒng)中所有水容量的總和, 包括冷卻塔集水池的有效容積和系統(tǒng)管道.換熱設(shè)備水側(cè)容積等。
2.1.9 總?cè)芄?水中所有溶解物質(zhì)的量之和。
2.1.10 堿度:水中的重碳酸鹽,碳酸鹽及氫氧化物之和。
2.1.11 Rs穩(wěn)定指數(shù):用于判斷水的結(jié)垢.腐蝕趨勢。

2.2 術(shù)語縮寫:
2.2.1補(bǔ)水率: M
2.2.2蒸發(fā)損失: E
2.2.3風(fēng)吹損失: D
2.2.4排污或排放率: B
2.2.5冷卻范圍或溫降度: △T
2.2.6循環(huán)量: R
2.2.7濃縮倍數(shù): K
2.2.8系統(tǒng)容積: HC
2.2.9總?cè)芄? TDS
2.2.10 Ryznar穩(wěn)定指數(shù): I.S
2.3.計(jì)算:
2.3.1濃縮倍數(shù):
K =（循環(huán)水中電導(dǎo)或K+或Na+）÷（補(bǔ)充水中電導(dǎo)或K+或Na+）
2.3.2補(bǔ)充量:
M = E × K /（K-1）
M = B+E+D
2.3.3排放量:
B = E÷K×△T
2.3.4每周期的時(shí)間 = HC÷R
2.3.5蒸發(fā)量:
E = R×/r
r(蒸發(fā)潛熱) = 573(千卡/公斤) 43℃
574(千卡/公斤) 40℃
577(千卡/公斤) 35℃
2.3.6風(fēng)吹損失:
D = R×0.1%


二、大型循環(huán)水系統(tǒng)工況
熱電聯(lián)產(chǎn)135MW的機(jī)組的循環(huán)冷卻水主要是為凝汽器裝置配套，補(bǔ)充水采用地下水和從整汽加熱器末端出來的凝結(jié)水。循環(huán)冷卻水使用的目的是能有效地節(jié)約水資源、減少熱污染，但循環(huán)冷卻水在不斷蒸發(fā)濃縮過程中，水中的有害離子成倍增加，再加上天氣風(fēng)沙灰塵，冷卻塔在室外長年受陽光照射，風(fēng)吹雨淋，灰塵、雜物的飄落，會(huì)產(chǎn)生結(jié)垢、腐蝕和微生物的滋生，由此而產(chǎn)生的污垢將堵塞輸水管線，引起腐蝕穿孔、換熱效率下降等一系列水質(zhì)危害，威脅裝置的正常運(yùn)行。為防止設(shè)備產(chǎn)生結(jié)垢、腐蝕現(xiàn)象，確保系統(tǒng)安全、高效地運(yùn)轉(zhuǎn)，必需對(duì)循環(huán)冷卻水進(jìn)行水質(zhì)穩(wěn)定處理。
由于熱電廠循環(huán)冷卻水具有循環(huán)量大，熱介質(zhì)溫度高，換熱材質(zhì)單一的特點(diǎn)。本方案是針對(duì)貴廠使用的水質(zhì)特點(diǎn)、現(xiàn)場工藝參數(shù)以及熱電廠以前所用藥劑使凝汽器結(jié)垢，結(jié)合我們?yōu)閲鴥?nèi)諸多電力行業(yè)循環(huán)冷卻水處理經(jīng)驗(yàn)，經(jīng)試驗(yàn)篩選出一個(gè)適合于貴廠循環(huán)冷卻水水質(zhì)的處理方 案，以供選用。
本處理方案是針對(duì)電廠循環(huán)水為中硬度的水質(zhì)及工況特點(diǎn)而制定的。本方案包括循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的正常運(yùn)行的化學(xué)處理和微生物控制藥劑的配方、藥劑投加方法，控制制指標(biāo)及處理效果的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)等。


三、循環(huán)水系統(tǒng)的基本參數(shù)

系統(tǒng)名稱 系統(tǒng)參數(shù)
循環(huán)水量R：（m3/h） 夏季38208、冬季29418
系統(tǒng)容量V：（m3） 6800
蒸發(fā)量（m3） 夏季666.81、冬季513.40
補(bǔ)充水量（m3） 夏季889.08、冬季684.53
進(jìn)出口溫差⊿t：（℃） 8-12
換熱器材質(zhì) 不銹鋼
濃縮倍數(shù)K 3.5 - 4.7

四、常規(guī)循環(huán)冷卻水系統(tǒng)加藥加酸處理出現(xiàn)的問題分析
常規(guī)循環(huán)冷卻水系統(tǒng)加藥加酸處理，雖然能夠起到一定的作用，但是要達(dá)到理想的效果，距離系統(tǒng)常年無垢運(yùn)行還有很大的差距，問題主要有三種，即腐蝕、結(jié)垢和微生物粘泥問題，通常這些問題是綜合存在的。

4.1腐蝕
腐蝕即金屬和它所存在的環(huán)境之間的化學(xué)或電化學(xué)反應(yīng)而引起金屬的破壞現(xiàn)象。在冷卻水系統(tǒng)中，腐蝕主要以氧腐蝕為主，這種腐蝕反應(yīng)在敞開式循環(huán)冷 卻水系統(tǒng)中引起的危害，除了使系統(tǒng)的輸水管線、水冷設(shè)備的壽命減少及損壞等直接的損失之外，同時(shí)由于腐蝕產(chǎn)生的銹瘤，也會(huì)引起水冷器傳熱效率下降或管線阻 塞等問題.

4.2結(jié)垢
結(jié)垢是指在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。敞開式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的結(jié)垢主要成分有CaCO3和腐蝕產(chǎn)物二種，由于緩蝕劑的使用使腐蝕產(chǎn)物大大減少，而以CaCO3垢、
Ca3(PO4) 2垢及鋅垢為主要成份。垢的產(chǎn)生會(huì)引起水冷設(shè)備換熱效率下降，管線的阻力增大，導(dǎo)致循環(huán)水量減少或列管的堵塞等。敞開式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中影響結(jié)垢的主要因素是冷卻水pH、Ca、總堿度、水溫、流速及金屬表面狀況等。

4.3粘泥問題
粘泥問題主要指的是換熱器等內(nèi)壁附著的粘性的污物，主要由細(xì)菌及藻類等微生物分泌產(chǎn)物同時(shí)粘附了水中懸浮雜質(zhì)而形成。生物粘泥產(chǎn)生的后果與結(jié)垢 一樣會(huì)影響傳熱，堵塞列管，引起局部的腐蝕等危害。影響粘泥生成主要因素與水溫、pH、溶解氧、營養(yǎng)源及金屬表面特性等有關(guān)，工藝物料泄漏對(duì)生物粘泥繁殖 更為有利。

4.4其它離子的危害
系統(tǒng)的金屬管線還會(huì)因其它的離子如氯離子和硫酸根離子的存在而引起危害，CL-和SO42-均屬強(qiáng)腐蝕性離子，特別是氯離子由于其半徑小，容易穿透鈍化膜表面的細(xì)孔而產(chǎn)生點(diǎn)蝕現(xiàn)象。
以上提到的各種問題可能在冷卻水系統(tǒng)運(yùn)行中綜合存在，而且隨著濃縮倍數(shù)的增加而更加嚴(yán)重。針對(duì)不同的水質(zhì)及設(shè)備型式，采取切合實(shí)際的水處理方案，確保裝置及水冷設(shè)備安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

五、補(bǔ)充水水質(zhì)趨向
5.1補(bǔ)充水水質(zhì)分析報(bào)告（2004.02.10現(xiàn)場水樣分析數(shù)據(jù)）
項(xiàng) 目 單 位 數(shù) 據(jù) 項(xiàng) 目 單 位 數(shù) 據(jù)
PH值 8.06 鈣硬度 mg/L 108.05
Cl- mg/L 56.04 總硬度 mg/L 170.11
總 鐵 mg/L 0.04 總堿度 mg/L 97.23
顏色 無色透明 電導(dǎo) us/cm 489
濁度 NTU 0.4
注：總硬度、鈣硬度、總堿度的單位以CaCO3計(jì)。
5.2水質(zhì)傾向判斷依據(jù)
以系統(tǒng)補(bǔ)充水質(zhì)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，采用雷諾茲穩(wěn)定指數(shù)判斷，判斷依據(jù)：
3.7 < Rs〈6結(jié)垢傾向 Rs〈 3.7嚴(yán)重結(jié)垢
Rs=6 穩(wěn)介
6〈 Rs〈7.5腐蝕傾向 Rs 〉7.57嚴(yán)重腐蝕
5.3水質(zhì)傾向判斷
我們計(jì)算了原水及不同濃縮倍數(shù)時(shí)循環(huán)水的穩(wěn)定指數(shù)，以指導(dǎo)水處理藥劑配方的篩選和水處理運(yùn)行方案的制定：
濃縮倍數(shù) 溫度 K=1 K=2 K=3 K=4 K=5
PH循 40 ℃ 8.06 10.57 10.66 10.76 10.85
PHs 40 ℃ 7.54 6.98 6.60 6.40 6.20
穩(wěn)定指數(shù)Rs 40 ℃ 7.02 3.39 2.54 2.04 1.55
結(jié)垢腐蝕傾向 腐蝕 嚴(yán)重結(jié)垢 嚴(yán)重結(jié)垢 嚴(yán)重結(jié)垢 嚴(yán)重結(jié)垢


注：PH=6.78+0.204PH補(bǔ)+0.094K+0.0022M補(bǔ)
PHS=9.3+A+B-C-D
RS=2 PHS-PH
PH-水的實(shí)際PH值
PHS-水的飽和PH值
RS-穩(wěn)定指數(shù)
M-總堿度

5.4水質(zhì)判斷分析
根據(jù)水質(zhì)傾向判斷可以看出，系統(tǒng)補(bǔ)充水為腐蝕型水質(zhì)，隨著濃縮倍數(shù)的提高水質(zhì)呈嚴(yán)重結(jié)垢趨勢，濃縮倍數(shù)達(dá)5倍時(shí)，鈣硬+堿度之和約為 1000mg/L左右，已是水質(zhì)控制的邊界條件；腐蝕性氯離子隨著濃縮倍數(shù)的提高，也隨之升高，故應(yīng)選擇以分散阻垢為主，兼顧緩蝕雙重功能的自動(dòng)消垢凈。
綜合考慮系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行參數(shù)，補(bǔ)充水性質(zhì)，藥劑承受極限、熱負(fù)荷以及各種可能發(fā)生的變數(shù)，我們推薦濃縮倍數(shù)最高控制<4.7倍，正常運(yùn)行時(shí)可控制在3.5-4.7倍,既可保證處理效果、控制直接處理成本，又節(jié)約用水、減少排污。

六、正常運(yùn)行方案
6.1自動(dòng)消垢、阻垢、鈍化、緩蝕方案
6.1.1自動(dòng)消垢凈配方及投加濃度
藥劑配方 投加濃度
自動(dòng)消垢凈 3000 – 3500ppm
6.1.2自動(dòng)消垢凈的投加方式
1、排除系統(tǒng)原有水處理藥劑；當(dāng)循環(huán)冷卻水系統(tǒng)準(zhǔn)備將系統(tǒng)中原有藥劑更換為本品時(shí)，應(yīng)停止一段加藥時(shí)間。通常停藥時(shí)間按系統(tǒng)中原藥劑殘余濃度≤0.1ppm計(jì)算即可。
計(jì)算方法如下：
停藥時(shí)間≥（ln系統(tǒng)原藥劑規(guī)定濃度－ln系統(tǒng)原藥劑殘余濃度）×系統(tǒng)總?cè)莘e
系統(tǒng)總補(bǔ)水量
單位：停藥時(shí)間:小時(shí) 系統(tǒng)總?cè)莘e:m3 系統(tǒng)總補(bǔ)水量:m3 藥劑濃度:ppm
一般在停止加藥后，系統(tǒng)內(nèi)的殘余藥劑濃度≤0.1ppm，即可認(rèn)為已完成系統(tǒng)中原藥劑的清除。
2、首次投加藥劑：本品正常使用濃度3000～3500ppm，我們規(guī)定藥劑濃度為3500ppm，并投加和維持這一濃度。
首次投加藥劑，是使系統(tǒng)中的藥劑濃度，迅速達(dá)到水處理藥劑的濃度規(guī)定值。
首次投加藥劑量計(jì)算方法如下：
首次投加藥劑量= 系統(tǒng)總?cè)莘e×規(guī)定藥劑濃度 （單位：公斤）
1000
按照6800立方保有水量的藥劑量，每個(gè)立方按上級(jí)3.5公斤添加，藥劑初次加藥量為：6800*3.5＝23.8噸。
3、日常加藥：
采用間斷排污間斷加藥的方式，目的是保持系統(tǒng)中的藥劑量。傳統(tǒng)的連續(xù)排污連續(xù)加藥和連續(xù)排污間斷加藥的投加方式使藥劑濃度不穩(wěn)定，波動(dòng)范圍較大，易產(chǎn)生諸多問題，不建議采用。
加藥量時(shí)按照排污量計(jì)算，一般按照補(bǔ)充水量的80—100PPm來計(jì)算，本系統(tǒng)
加藥時(shí)，藥劑直接加入冷卻水池循環(huán)水泵進(jìn)口處，遠(yuǎn)離排水口處，以免藥劑被直接排走。
每年日常加藥量：6800*365*0.8＝19.8噸
每年日常加藥量：24.8+19.8＝44.6噸。
6.2殺菌滅藻方案
6.2.1殺菌滅藻配方及投加濃度
藥 劑 配 方 投 加 濃 度
氧化性殺菌劑 25—30 mg/L 1次/7天
非氧化性殺菌劑1 100—150mg/L 1次/30天
非氧化性殺菌劑2 100—150mg/L 1次/30天
注: 投加劑量由下式計(jì)算:
投加劑量 = 系統(tǒng)容積×投加濃度÷1000 （kg/次）
6.2.2殺菌滅藻劑的投加方式
氧化性殺菌劑，沖擊性投加，可直接加入集水池中，每周1次,每次25—30 mg/L。
為防止細(xì)菌產(chǎn)生抗藥性，每月各投加非氧化殺菌劑、非氧化殺菌劑一次，投加濃度為100—150mg/L。具體投加頻率也可根據(jù)現(xiàn)場菌藻監(jiān)測進(jìn)行調(diào)節(jié)。投加時(shí)沖擊式投加，系統(tǒng)密閉運(yùn)行24-48小時(shí)后，視循環(huán)水濁度情況對(duì)循環(huán)水進(jìn)行置換。
非氧化殺菌劑、在投加時(shí)，應(yīng)與氧化性殺菌劑錯(cuò)開投加，以避免影響藥效。
七、控制指標(biāo)及分析頻率
正常運(yùn)行主要控制指標(biāo)及分析頻率
項(xiàng)目 控制值 分析頻率
PH 7.0-9.0 1次/4小時(shí)
M-堿度 (以CaCO3計(jì))mg/l < 450 1次/4小時(shí)
鈣硬 (以CaCO3計(jì))mg/l < 500 1次/4小時(shí)
氯離子 mg/l < 264 1次/4小時(shí)
濁度 NTU < 20 1次/4小時(shí)
總磷 PPM 4 - 6 1次/4小時(shí)
濃縮倍數(shù) 3.5 - 5
注:上表中PH、鈣離子，氯離子，濁度超出控制值，加大排污。
藥劑濃度超標(biāo)時(shí)調(diào)節(jié)加藥量。
八、處理技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)
GB50050-95國家標(biāo)準(zhǔn)
項(xiàng) 目 GB50050-95標(biāo)準(zhǔn)值
不銹鋼 mm/a ≤ 0.005
污垢熱阻 m2•K/W ≤ 3.44×10-4
污垢沉積速率 mcm ≤ 25
異養(yǎng)菌總數(shù) 個(gè)/ml ≤ 1×105
粘泥量 ml/m3 ≤ 4

九、全年藥劑用量估算
9.1估算依據(jù)：
正常用藥劑數(shù)量以每年生產(chǎn)運(yùn)行360天計(jì)算。
系統(tǒng)循環(huán)水量按冬季29418 m3/h ，系統(tǒng)容量按6800m3計(jì)算。
濃縮倍數(shù)為4倍時(shí)計(jì)算。
阻垢緩蝕劑投加濃度按為30mg/L計(jì)算；氧化性殺菌劑按投加濃度為25mg/L計(jì)算；非氧化性殺菌劑按投加濃度為100mg/L計(jì)算。

9.2 正常運(yùn)行全年藥劑用量估算：
藥劑名稱 年用量 (噸)
自動(dòng)消垢凈 44.6
TL—503
氧化性殺菌劑 8.8
TL—504
非氧化性殺菌劑 8
TL—505
非氧化性殺菌劑 8
合 計(jì) 69.4
注：如濃縮倍數(shù)達(dá)不到4倍，用量將有所增加。

十、技術(shù)服務(wù)承諾
貴我雙方合作期間,我們將無償提供以下服務(wù):
1. 我們將根據(jù)貴公司的生產(chǎn)現(xiàn)狀，確定準(zhǔn)確可靠經(jīng)濟(jì)合理的配方。
2. 在開車期間，為用戶提供現(xiàn)場技術(shù)服務(wù)。
3. 在正常運(yùn)行過程中，進(jìn)行定期現(xiàn)場走訪，解決各類現(xiàn)場問題。

4. 用戶水質(zhì)或控制條件發(fā)生變化時(shí)，我們將及時(shí)調(diào)整配方。
5. 按時(shí)提供質(zhì)優(yōu)價(jià)廉的水處理藥劑,送貨上門。
6. 我們將與貴公司保持密切聯(lián)系，真誠的希望能與貴公司進(jìn)行友好合作，真正管理和使用好貴廠循環(huán)水系統(tǒng)，以達(dá)到系統(tǒng)安穩(wěn)運(yùn)行的目的。

十一、結(jié)束語
“三分藥劑，七分管理”這是水處理行業(yè)的一條經(jīng)驗(yàn)準(zhǔn)則，現(xiàn)場管理的好壞，不僅影響到處理費(fèi)用，因此希望貴公司在今后的運(yùn)行中能與我們保持密切聯(lián)系，及時(shí)把日常監(jiān)測項(xiàng)目數(shù)據(jù)反饋給我公司，以便我們能更好的為貴公司服務(wù)。
愿我們能真誠合作，共同做好水穩(wěn)工作。

聯(lián)系人：朱明君，電話：1315379688.

發(fā)表時(shí)間：2009-03-02

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