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1、循环水系统水质处理方案1 前言水是人类最宝贵的财富之一，地球上的淡水资源是有限的，可供人类利用的水资源就更少，节约水资源已刻不容缓。为此近年来国家在宪法中又颁发了”水法“这些做法都促进并强迫我们重视节约使用水资源，减少水的污染，以利工农业进一步发展和人类自身的繁衍。为了使循环冷却水系统正常运行，确保换热设备的长期使用，防止循环水在使用中所生产的腐蚀、结垢及微生物污垢的危害，提高热交换设备的冷却效率，确保生产的正常运行，必须对循环冷却水进行水质稳定化学处理，这不仅能提高冷却效率，延长设备的使用寿命，并且对节约能源（节水、节电），减少大修费用及工作量和保护环境都有非常积极的意义。根据对循环水处理的
2、经验，再综合系统的特点，建议对循环水系统进行水清洗、化学清洗预膜，然后进入正常运行阶段。正常运行中投加氧化型杀菌剂和非氧化型杀菌灭藻剂来控制循环水系统的细菌、粘泥的大量滋生。2 系统参数及水质状况2.1 系统参数项目数值单位备注循环水量12000立方米温差10供水温度28回水温度38保有水量2500立方米浓缩倍数5期望值蒸发水量200立方米排污水量33立方米补充水量232.5立方米系统材质碳钢、不锈钢、铜换热器形式列管式、螺旋板式、板式2.2水质状况根据工厂的实际状况，采用软化水作为冷却塔的补水，补充水水质如下：项目单位补充水备注PH7.3电导率scm300总硬度（以CaCO3计）Mg/L50
3、钙硬度（以CaCO3计）Mg/L20氯离子CLMg/L20总碱度（以CaCO3计）Mg/L300水质趋势判定饱和指数-0.29腐蚀稳定指数7.88腐蚀结垢指数6.82腐蚀从上表可以看出，如果该补充水未经过浓缩，在40的情况下运行，可以看出在供、回水管道、冷却塔中都呈腐蚀性，只有在换热装置表面80的情况下，才略呈结垢的特性，所以在此情况下正常运行，只需要用杀菌、缓蚀的化学品。在浓缩5倍40C的情况下：水质趋势判定饱和指数0.97腐蚀稳定指数6.97腐蚀结垢指数6.86腐蚀在浓缩倍数是5倍80C的情况下：水质趋势判定饱和指数1.52结垢稳定指数5.76结垢结垢指数5.5结垢通过以上分析，在5倍的浓
4、缩倍数下运行，只需要进行杀菌灭藻。3系统水冲洗3.1 清洗的目的主要是冲洗在安装过程中进入地下管道和设备中的泥沙和焊渣，为化学清洗做准备。3.2 冲洗前应具备的条件3.2.1 为保证管道清洗效果，各使用循环水的车间，入户管阀门已经安装完毕，在入户阀前已经安装了旁路阀，避免管道中的泥沙和焊接的焊渣等进入到换热器中。3.2.2 循环水泵已经安装完毕，机械、电气具备启动条件，冷却塔已经安装完成，循环水的回水直接可以回到冷却水池，与上塔部分相连的管道已经拆开，避免堵塞冷却塔溅水装置和填料。3.2.3 冷却塔的补水管路安装完毕，并具备补水条件。3.2.4 每个循环回路上的所有使用循环冷却水的设备安装完毕
5、。3.3 冲洗步骤3.3.1 冲洗水采取未经过软化的二次水，这些地下水已经蓄满水池，要冲洗的地下管路已经冲满水，其水位高度与冷却水池液位平齐。3.3.2 各用户的入户阀关闭，旁路阀开启。3.3.3 所启动的循环水泵与泵的带负荷试车同时进行，要有专门人员来监视泵的运行。3.3.4 启动时，利用泵出口阀控制管道压力，压力不超过0.5Mpa.3.3.5 某一回路清洗结束后，按照同样的方式进行下一回路的清洗。3.3.6 所有回路清洗结束后，对冷却水池进行排污，所有水要排净，冷却水池进行彻底的清理。3.3.8 冷却水池重新充水后，进行车间换热设备的清洗工作。3.3.9 开启各车间入户供、回水总阀，关闭该
6、旁路阀。3.3.10 车间根据已经商定的换热设备清洗顺序，开启各设备的循环水供、回水阀，该管路的循环回路的供水管径（不包括回水）要大于DN200,否则要几处并在一起进行冲洗，主要防止循环水泵憋压。3.3.11 此项工作应该在调度中心的统一指挥下进行，做到步调一致，保证设备的安全和正常的清洗效果。3.4 合格标准各回路运行2小时后，对供水浊度和回水浊度进行取样分析，然后每两小时分析浊度一次，当相邻两次分析数值接近，并且供、回水浊度一致，其浊度数值不再上升时，停止循环，对冷却水池进行全部排污，并清理冷却水池。预计时间在24小时左右。4化学清洗4.1 化学清洗目的一个新的循环水系统在开车之前必须进行
7、清洗，因为设备和管道在安装过程中，难免有一些焊接碎屑、氧化物、油脂等杂物遗留下来，这些杂物如不清洗干净，将会影响预膜处理，从而影响正常运行处理。4.2 清洗配方300mgL;50mgL;800mgL;1OOmgZLoCZY-IOl强力清洗剂CZY-702有机消泡剂CZY-107有机清洗剂CZY-502酸洗缓蚀剂4.3 清洗操作4.3.1 油脂清洗凉水池补足清水，在泵吸入口一次性投加CZY-IOl强力清洗剂30Omg/L、CZY-702有机消泡剂50mgL,循环运行24小时，运行期间，循环水PH值、浊度、总铁每48小时测定一次，运行结束，排尽污水，补足清水。4.3.2 除锈处理补足清水，在泵吸入
8、口一次性投加CZY-IO7有机清洗剂800mgL,CZY-502酸洗缓蚀剂IOOmg/L,循环运行24小时左右，运行期间，控制循环冷却水PH值3.05.0,用浓硫酸调节PH值，测试项目及频率为每4小时测定浊度、总铁一次，每2小时测定PH值一次。4.3.3 清洗过程中作好时间和总铁、时间和钙离子、时间和浊度曲线来确定清洗切换的最佳时间。4.3.4 清洗结束后期让循环水自然回升到PH值大于6.5。4.3.5 清洗结束，排尽污水，补足清水，转入预膜阶段。5预膜在循环冷却水系统中，使用大剂量药剂在活化的金属表面迅速形成一层完整的致密的保护膜。由于日常运行时的药剂浓度仅能起到补膜作用，故预膜处理好坏对整
9、个水处理效果关系密切。5.1 配方760mgl；200mgl ；6.0-7.0；36-48小时。CZY-105预膜剂CZY-205分散剂PH值时间5.2 操作5.2.1 确定循环水浊度小于15mgl,总铁小于lmg/1后，按系统保有水量在泵吸入口一次性投加CZY-IO5预膜剂50Omg/1、CZY-205分散剂200mgl。（注意：由于CZY-105预膜剂遇水易结块，投加时选择流速大的地方，并缓慢投加）其余CZY-105预膜剂适当补加。5.2.2 循环2小时后分析循环水中总磷含量，若循环水中总磷低于80mgl,应补加CZY-IO5预膜剂，直至总磷大于80mgl5.2.3 分析项目及频率总磷、浊
10、度、总铁、钙离子每4-8小时测定一次；PH值每1-2小时测定一次。5.2.4 若循环水PH值大于7.0时，用浓硫酸采用少量多次原则调节PH值至6.0-7.0；若PH值小于5.5时，立即补水或补加碳酸氢钠，使PH值恢复至6.0-7.0o5.2.5 预膜结束后，采用大排大补方式，置换至总磷小于Iomg/1即可转入正常运行。5.2.6 监测挂片：放置23片经处理后的试片分23点挂入水池。（远离加酸地点）6清洗、预膜效果评价6.1 清洗效果评价清洗过程中：碳钢（挂片）腐蚀速率V4gm2.h不锈钢腐蚀速率Vlgm2.h铜腐蚀速率Vlgm2.h6.2 预膜效果评价在预膜同时采用挂片来检查预膜效果好坏是行之
11、有效的方法，目前已被广泛采用。6.2.1 挂片试验：采用I型50252mm或II型72.4x11.5x2mm碳钢（A3）冷却水化学处理标准腐蚀挂片。6.2.2 试片处理可按中石化“冷却水分析和试验方法”中412-试件制备、处理和评价法进行。6.2.3 预膜及正常运行测试挂片应放在专用挂片架上或放置在冷却水送水管线上。6.2.4 测定膜耐蚀性能检验方法6.2.4.1 将15gNaCl和5gCuSO4溶于Iooml水中，将此溶液同时滴在经预膜处理和未作预膜处理的试片上，测定试片上出现红点所需时间，二者时间差越长，表示预膜效果越好，一般二者时间差大于6秒为良好。6.2.4.2 目测法：经预膜后挂片用
12、滤纸吸干，用肉眼观察试片表面应有明显五彩色晕。7清洗、预膜期间分析项目及频率阶段浊度PHCa2+总铁总磷生物粘泥油垢清洗处理1次4-8h1次48h/1次4-8h置换（一）1次4-8h/1次4-8h除锈除垢处理1次2-4h1次l-2h1次l-2h1次2-4h/置换（二）1次48h1次2-4h1次4-8h1次4-8h/预膜处理1次4-8h1次l-2h1次4-8h1次4-8h1次4-8h/置换（三）1次4-8h1次l-2h1次4-8h1次4-8h1次4-8h/8化学清洗、预膜时间进度表油垢清洗24小时置换（一）48小时除锈除垢处理24小时置换（二）36小时预膜处理36-48小时置换48-72小时8A
13、清洗预膜费用作用名称数量价格（元t）金额（元）油垢清洗剂CZY-IOl0.7585006735高效消泡剂CZY-7020.12595001187.5有机清洗剂CZY-1072780015600酸洗缓蚀剂CZY-5020.2598002450预膜剂CZY-1051.9850016150预膜分散剂CZY-2050.595004750合计5.52546872.59正常运行处理9.1 正常运行配方CZY-606剥泥剂80mgL;次氯酸钠杀菌剂20mgLo9.2 投加方式CZY-606高效杀菌剂按保有水量平均每月冲击性投加两次（冬季一次、夏季两次），投加浓度为80mgL;次氯酸钠杀菌剂按保有水量每天投加
14、一次，投加浓度为20mgLo具体投加频率视气候及水质情况而定。9.3 药剂投加速率计算1、CZY-606非氧化型杀菌剂投加量G2（kg次）按下式计算：G2=（V.C）/1000式中：V系统保有水量（t）；C药剂投加浓度g/t2、次氯酸钠氧化型杀菌剂投加量G3（kg次）按下式计算：G3=（V.C）/1000式中：V系统保有水量（t）；C药剂投加浓度g/t9.4 循环水水质管理和分析频率项目控制指标分析频率PH值7.5-9.0一次/天电导率900scm一次/天浊度20NTU一次/天总硬度（以CaCO3计）100mg/L一次/天氯离子100mg/L一次/天总铁（增加量）3.0mg/L一次/周浓缩倍数
15、K5.0一次/天总碱度600mgL一次/天细菌总数10000个/L一次/周余滨（氯）0.3-0.8mg/L注：现场控制指标可按实际情况做进一步调整完善。9.5 正常运行年运行费用作用名称年用量（吨）价格（元/吨）金额（元）非氧化型杀菌剂CZY-6063.6900032400氧化型杀菌剂CZY-60720180036000盐300450125000合计19340010安全注意事项10.1 水处理剂长期与皮肤接触会引起皮炎，并具有一定腐蚀性，故投加药剂时应戴好橡皮手套。10.2 处理浓硫酸时戴好手套、眼镜等防护用品，注意投加速度。10.3 为了确保循环水浓缩倍数及人身安全，严禁使用循环水冲洗设备、
16、地坪、浇花及作生活用水，严格控制直流水排放。H现场监测及药剂效果的评定循环冷却水系统建立有效的监测手段，是保证系统良好运行的必不可少的方法，由于循环水系统水质恶劣、水量大、流程长，所以药剂在系统中停留时间较长，致使发生问题在短时间内表现不明显，建立必要的监测手段，就可以在发生问题之前，揭示问题所在，以便查找原因及时对药剂或水处理工艺参数作适当调整。11.1 化学分析水质分析是保证水处理取得良好效果的行之有效的方法，应严格按照本规程中规定的水质管理目标值操作，使其指标合格率达95%以上。化学分析提供一个监测腐蚀、结垢的间接方法，通过测定补充水和循环水中总铁的含量，从中找出规律性的变化，同时与其他
17、监测手段相结合，也就可以了解系统腐蚀情况。结垢的监测，可以通过成垢离子或分子的化学分析（通过水冷器进出口循环水中Ca?+及HeO3一浓度的测定）来推测系统结垢趋势。11.2 挂片腐蚀试验挂片腐蚀试验是循环冷却水系统腐蚀监测行之有效的方法之一，目前被国内外广泛应用。试验用挂片可采用I型或II型，20#或A3钢制做的冷却水化学处理标准腐蚀试片，并符合HG5-1526冷却水化学处理标准腐蚀试片技术条件，试片处理可按中石化“冷却水分析和试验方法中412-试件的制备处理和评价法进行。腐蚀试验用挂片应安放在专用挂片架上，或放置在冷却水回水管线上，每隔12个月取出，试片平均腐蚀率（碳钢）0.125mmao1
18、1.3监测换热器试验此方法是用饱和蒸汽或冷凝液作为热媒，在流速、传热强度、冷却水出口温度、材质等方面基本接近装置中实际运行腐蚀或结垢某一方面条件最苛刻的水冷器，故具有相对代表性，是目前循环冷却水系统监测最好方法之一。监测换热器的运行参数（外面保温处理）1.1.1 1试管材质及尺寸：20#钢l82mmL900-1100mm13根外镀5丝硬铭或镀锌。1.1.2 2热媒：常压饱和蒸汽。1.1.3 3冷却水流速：Im/s。1.1.4 4冷却水进出口温差：68。1.1.5 5试验周期：12个月O11.4 现场水冷器的监测：在现场使用条件苛刻的水冷器中，选择58台安装流量计及进出口水温度计等测量仪表，定期
19、记录该水冷器水流量及水温度的变化，对了解装置内水冷器运行状况具有很好的参考价值。11.5 微生物监测：由于微生物分泌产生的粘液与水中各种悬浮杂质，粘合在一起而形成的粘泥，是冷却水化学处理中三大危害之一，微生物控制好坏是水处理技术成败关键之一，对大量水走壳程的水冷器的数量尤为重要。为了控制系统中粘泥，防止形成污垢及垢下腐蚀，为此要定期进行杀菌灭藻及生物粘泥剥离处理，其效果好坏，主要通过测定循环水中生物粘泥量及异养菌、硫酸盐还原菌、铁细菌的含量来判别，有关微生物的测试方法详见中石化“冷却水分析和试验方法一书中第二章微生物试验方法。12药剂效果评定12.1现场监测数据的分析，见下表项目内容测定方法评
20、价腐蚀控制0-10mdd10-20mdd20-25mdd挂片失重法及监测换热器法很好好可以允许结垢控制0-2.0m2.h.C干卡2.0-4.0m2.hC千卡4.0-6.0m2.h.C/千卡监测换热器法很好好可以允许微生物控制细菌IJo万个mL10-50万个mL50-1000万个mL平板计数法很好好可以允许生物粘泥0-15mcm15-30mcm30-40mcm增重法很好好可以允许12.2现场水冷器的检测为及时掌握循环水水处理效果，可选择23台有代表性水冷器并配齐冷却水进出口温度计及流量等测试手段，定期记录水温差及流量变化，并与设计值比较，此项工作应抓紧落实。12.3大修期间现场检测及污垢样品分析各装置所有水冷器应建立腐蚀档案卡片，记录水冷器位号、型号、形式、材质、工艺参数、传热面积、流速等情况，并在热端及冷端固定位置进行照相存档，记录每次检修拆验情况，并在传热面上取有代表性污垢样品进行分析。根据以上几项检测结果，结合装置试验周期运行实际情况，综合评价后可得出：良好、较好、较差、很差等四种等级，然后对该水处理方案实施效果得出正确的评价及改进意见。
