循环水水质控制.ppt

循环水水质控制探讨 华电乌达热电有限公司党永胜2016年8月15日 循环冷却水水质控制 HotTip 我厂循环冷却水系统属于敞开式冷却水系统 凝汽器管材为不锈钢TP316L 循环水处理方式为加阻垢剂 加硫酸 加杀菌剂 目前正在技改循环水排污水回用 处理工艺为澄清 浸没式超滤 反渗透 1 PH 循环冷却水运行的PH值通常被控制在7 9 2这一范围内 在25 时 PH 7的水为中性 故PH 7 9 2的水大体上属于中性或微碱性的范围 一般地讲 在上述的PH范围内 冷却水的腐蚀性随PH值的上升而下降 在循环冷却水的运行过程中 如果不加入硫酸 则冷却水的PH值会逐渐上升到其自然平衡PH值 因此 如果冷却水需要在低于其自然平衡PH值的条件下运行 则该循环冷却水系统的PH值需要通过加酸来控制 Diagram PH 悬浮物 钙离子 镁离子 铝离子 铜离子 总铁 碱度 氯离子 硫酸根 硅酸 油 余氯 总磷 浓缩倍率 COD 循环水控制指标 循环水流速 循环水出水温度凝汽器传热端温度 胶球回收率 2 悬浮物浓度与浊度 循环冷却水中的悬浮物通常由砂子 尘埃 淤泥 黏土 腐蚀产物和微生物等组成 它们往往是由补充水带入的 但也可以由空气或风沙带入 而有些则是在循环水系统运行过程中生成的 它们往往沉积在循环水流速较慢或流速突然降低的部位 例如冷却塔集水池的底部 换热器的水室和壳程一侧的折流板的下部 形成淤泥 从而影响换热器的冷却效果和造成垢下腐蚀 悬浮物还会吸附水中的锌离子 降低锌离子在水中的浓度 因此 对补充水和循环水的浊度应该加以监测和控制 在一般情况下 循环冷却水的悬浮物浓度或浊度不应大于20mg L 当使用板式 翅片管式或螺旋管式换热器时 悬浮物浓度或浊度不宜大于10mg L 3 钙离子浓度 从腐蚀的角度来看 软水虽不易结垢 但其腐蚀性较强 因此 循环水中钙离子浓度的低限不宜小于30mg L 从结垢的角度来看 钙离子是循环水中最主要的成垢阳离子 因此 循环水中钙离子浓度也不宜过高 在投加阻垢分散剂的情况下 传热面水侧温度大于70 时 钙离子浓度的高限不宜大于200mg L 钙硬度 甲基橙碱度 以CaCO3计 应小于等于1100mg L 如果大于1100mg L应投加硫酸控制碱度 4 镁离子浓度 镁离子也是冷却水一种主要的成垢阳离子 一般情况下 循环水中镁离子浓度不宜大于60mg L或2 5mmol L 由于镁离子易与循环水中的硅酸根生成类似于蛇纹石组成的不易用酸除去的硅酸镁垢 故要求循环水中镁离子浓度遵从以下关系式 Mg2 SiO2 50000 5 铝离子 天然水中的铝离子含量较低 循环水中的铝离子往往是由于补充水在澄清池过程中添加铝盐作混凝剂而带入的 铝离子进入循环水中后将起粘结的作用 促进污泥沉积 循环水中铝离子浓度不宜大于0 5mg L 6 铜离子浓度 循环水中的铜离子会引起钢和铝的局部腐蚀 因此 循环水中的铜离子浓度不宜大于0 1mg L 投加铜缓蚀剂时 则应按试验数据确定 7 总铁 Fe2 Fe3 循环水中的铁离子既可以是由补充水带入的 也可以是由循环水系统中钢设备腐蚀所产生的 它是循环水中的一种污垢生成物质 根据经验 可把循环水中的总铁浓度作为估计钢铁设备腐蚀情况的依据 循环水中的总铁浓度为0 1 0 2mg L时为正常 总铁浓度为0 5 1mg L时为过高 而总铁浓度 1mg L时则为腐蚀的信号 8 碱度 碱度是指水中能与强酸发生中和作用的碱性物质的含量 天然水中的碱性物质主要是HCO3 而循环冷却水中的碱性物质则主要是HCO3 和CO32 碱度的单位可以用mmol L 以H 计 或mg L 以CaCO3计 甲基橙碱度是表征循环水中产水碳酸盐垢的成垢阴离子数量和结垢倾向的一个重要参数 因此 在一般情况下 冷却水中若不投加阻垢分散剂 则碱度不宜大于3mmol L 若投加阻垢分散剂 则应根据所投加药品的品种 配方及工况条件确定 一般不宜超过10mmol L 以H 计 或500mg L 以CaCO3计 9 氯离子浓度 氯离子是一种腐蚀性离子 它能破坏碳钢 不锈钢和铝等金属或合金表面的钝化膜 引起金属的点蚀 缝隙腐蚀和应力腐蚀破裂 研究的结果表面 在充分充气和未添加缓蚀剂的淡水中 当氯离子浓度从0增加到200mg L时 碳钢单位面积上的蚀孔数随氯离子浓度的增加而增加 当氯离子浓度增加到500mg L时 碳钢表面上除了孔蚀外 将还有溃疡状腐蚀 碳钢 不锈钢换热设备水走管程 Cl 1000mg L 不锈钢换热设备水走壳程 Cl 700mg L 加氯或加次氯酸钠去控制微生物生长的同时 会使循环冷却水中的氯离子浓度升高 9 氯离子浓度 10 硫酸根浓度 硫酸根也是一种腐蚀性离子 硫酸根还是腐蚀性细菌 硫酸盐还原菌生命活动中不可缺少的物质 硫酸根还可能与循环水中的钙离子生产硫酸钙垢 因此需要对它进行监测 循环冷却水中投加阻垢剂时 对于碳钢换热设备 水中硫酸根和氯离子的浓度之和不宜大于2500mg L 11 硅酸 循环冷却水中的硅酸盐有一定的缓蚀作用 但硅酸盐浓度高时会生成硅酸镁垢 循环冷却水质硅酸盐的浓度 175mg L 为了防止生成硅酸镁垢 循环水中的硅酸根应控制在 Mg2 SiO2 50000 12 油 循环冷却水中的油类 往往是由于换热器管子泄漏或破坏以及垫圈出了问题而进入水中的 油类会附着于换热器的管壁上 影响换热器的传热和冷却 阻止缓蚀剂与金属表面相接触 使金属不能与缓蚀剂作用而生成保护膜 油类还是微生物的营养源 是水中污垢生成物的黏结剂 循环冷却水中的油含量 5mg L 13 浓缩倍数 提高循环冷却水的浓缩倍数可以降低补充水量以节约水资源 可以降低排污水量以减少废水处理量 提高循环冷却水的浓缩倍数还可以节约水处理药剂的消耗量 降低水处理成本 因此 对浓缩倍数的监测十分重要 循环冷却水系统日常运行时 人们通常根据循环冷却水中 某一种组分的浓度或某一性质与补充水中的某一组分的浓度或某一性质之比计算循环冷却水的浓缩倍数 14 COD 化学需氧量 COD 是在一定的条件下 采用一定的强氧化剂处理水样时 所消耗的氧化剂量 它是表示水中还原性物质多少的一个指标 水中的还原性物质有各种有机物 亚硝酸盐 硫化物 亚铁盐等 但主要的是有机物 因此 化学需氧量 COD 又往往作为衡量水中有机物质含量多少的指标 化学需氧量越大 说明水体受有机物的污染越严重 在敞