循环水处理整体解决方案

循环水处理整体解决方案循环水处理整体解决方案 一一 循环冷却水系统概况循环冷却水系统概况 二二 问题概述问题概述 循环冷却水系统日常运行面临的问题 循环冷却水系统日常运行面临的问题 2 1 设备结垢 阻碍传热 增加能耗 降低生产负荷 结垢 结垢 是指水中溶解或悬浮的无机物 由于种种原因 而沉积在金属表面 冷却水中富含碳酸氢钙等不稳定盐类 在换热管壁受热 即转变为碳酸钙 等致密硬垢 规则沉积在管壁 其传热效率仅为碳钢的 1 左右 也就是在换热 管壁如果沉积 0 5mm 厚的硬垢 就相当于换热管壁厚增加了 50mm 严重阻碍传 热的正常进行 能耗增加 从而对生产负荷构成极大影响 甚至停车 2 2 滋生粘泥软垢 阻碍传热 加速设备腐蚀 特别是发生点蚀事故 阻碍传热 阻碍传热 微生物繁殖 代谢产生的黏液 象胶水一样具有很强黏性 与循环水中的悬浮物 补充水进入 冷却塔抽风冷却水洗涤空气灰尘进入 和 微生物尸体等交织黏附在一起 随水流黏附在设备壁面 不久就会形成一层滑 腻的垢层 即所谓的表面疏松多孔的软垢 附着在换热管壁的软垢 是热的不 良导体 导热系数很小 只有不锈钢材的百分之一 因此会造成换热效果明 显下降 影响生产负荷 发生点蚀 发生点蚀 软垢层疏松多孔 为氧气的渗入形成良好通道 在循环水这个 大的电导池中 富含盐 形成无数个小浓差电池 每个小电池就是一个点发 生电化学反应 从而加速设备点蚀现象的发生 久之即发生纵深腐蚀穿孔事故 2 3 设备腐蚀 缩短使用寿命 腐蚀 腐蚀 是指通过化学或电化学反应使金属被消耗破坏的现象 在循环水系统中 主要以溶解氧化学或电化学腐蚀为主 这种腐蚀除了会 造成系统的水冷设备损坏或使用寿命减少外 还会由于腐蚀造成水冷器穿孔 从而引起工艺介质泄漏造成计划外的停车事故等 另外由于腐蚀会产生锈镏 会引起换热效率下降或管线堵塞等危害 三三 循环冷却水处理技术要求循环冷却水处理技术要求 3 1 循环冷却水系统设计标准 HG T 20690 2000 化工企业循环冷却水处理设计技术规定 GB50050 95 3 2 补充水预处理水质要求 3 3 循环水系统水处理效果指标 3 4 补充水量与浓缩倍率 排污水量关系 3 4 1 补充水量 蒸发水量 排污水量 风吹损失 渗漏 3 4 1 1 蒸发水量 E T Q 4 184 R m3 h 式中 T 示进出水温差 Q 示循环水量 m3 h R 示蒸发潜热 kJ kg 根据系统设计温度一般 R 值为 2404 5 kJ kg 3 4 1 2 风吹损失 一般为循环水量的 0 1 为 0 5 m3 h 3 4 1 3 排污水量 B 排 E K 1 D 风吹 式中 K 示浓缩倍数 D 示风吹损失 一般为循环水量的 0 1 3 4 1 4 系统渗漏 系统渗漏一般设为 0 m3 h 3 4 2 与水处理药剂投入关系 系统水处理费用与补充水量成正比 因此提高浓缩倍率运行 是降低水处 理费用的有效方法 但随浓缩倍率提高一定倍数时 又会使循环水中有害物质 含量超标 因此须同时采取一定的辅助措施 如 pH 调节 加大旁流过滤处理等 方法 使系统处理综合成本最低 3 5 旁滤量设计要求 循环冷却水在冷却塔中与空气接触散热时 空气中的灰尘 粉尘 孢子等 悬浮固体被带入冷却水中 另外补充水进入循环水时也带入一部份固体杂物 它们使循环水的悬浮物 菌藻含量及其它污染物超出允许值 因此须设旁滤设 施 对循环冷却水进行旁流过滤处理 以保证循环冷却水悬浮物含量指标保持 在规定范围内 保持换热管壁干净 HG T 20690 2000 建议循环冷却水旁流过滤量为循环量的 2 5 设计时 其计算式中空气含尘量以环保部门监测为准 四四 处理办法处理办法 根据系统面临问题 结合重庆维邦公司对各类循环水系统水处理工程的实 际处理经验 推荐以下处理办法 防止换热器管壁结垢 生长粘泥软垢 快速 腐蚀等事故的发生 保证生产装置安全 稳定 长周期 满负荷优质运行 4 1 设备结垢的解决方法 4 1 1 硬垢形成原因 冷却水中富含碳酸氢钙等不稳定盐类 在换热管壁 受热分解 即转变为碳酸钙等致密硬垢 规则沉积在换热管壁 冷却塔填料及 系统管网等处 4 1 2 硬垢控制 换热器管壁硬垢沉积 是循环冷却水系统设备面临的最 大问题之一 它直接对生产负荷造成影响 向循环水中投加少量的 适应系统 水质的阻垢分散剂 即能使硬垢沉积问题得到解决 水处理剂服务商 根据系 统补充水质及生产装置工艺特点 通过实验室模拟系统试验 筛选出最适合阻 垢缓蚀剂配方 并提供及时专业的技术服务 能使硬垢沉积问题得到很好解决 如维邦研发的 WB 711 WB 712 WB 713 等系列阻垢缓蚀剂 具有优异的阻垢分散 性能 循环水中 Ca2 含量在 2000mg L 以 CaCO3 计 左右稳定而不发生沉积 4 2 滋生生物粘泥软垢的解决方法 4 2 1 粘泥软垢形成原因 产粘液微生物代谢 悬浮物 一定的水流速度 换热管壁粗糙度 四个条件形成粘泥软垢 后面两个条件是系统客观存在 解 决办法只能从微生物和悬浮物着手解决 4 2 2 微生物控制 筛选适合的杀菌灭藻剂 投入适当的水处理杀菌费用 使循环水中微生物含量控制规定范围内 将微生物代谢粘液保持允许范围 防 止粘泥软垢的形成 如维邦研发的复合型杀菌灭藻剂 WB 115 氧化性 WB 104 非氧化性 杀菌率达 99 以上 4 2 3 悬浮物控制 增设旁流过滤系统 系统浓缩倍率高 悬浮物高时辅助 使用 滤除循环水中悬浮物 控制在规定范围内 避免悬浮物与微生物黏液 相互作用 在系统内累积而沉积换热管内 形成软垢 阻止传热 同时形成电 化学腐蚀 4 3 设备腐蚀的解决方法 4 3 1 腐蚀形成原因 腐蚀是指通过化学或电化学反应使金属被消耗破坏 的现象 冷却水中的溶解氧与设备接触形成腐蚀电池 发生如下反应 促使金 属不断溶解而被腐蚀 在阳极区 Fe Fe2 2e 在阴极区 O2 H2O 2e 2OH 在水中 Fe2 2OH Fe OH 2 Fe OH 2 O2 Fe OH 3 4 3 2 腐蚀控制 向循环水中投加较低量 适应系统水质的复合缓蚀剂 即能使设备腐蚀控制在标准规定范围 对于碳钢不锈钢系统 优选阻垢缓蚀剂 配方时 即已复配入配方中 能解决设备腐蚀问题 如果系统中有铜设备 则 应另添加铜缓蚀剂 如维邦 WB 301 系列 五五 投入与产出投入与产出 由于循环冷却水系统在日常运行中 换热设备会产生结垢 腐蚀和滋生生 物粘泥 因此冷却水系统须进行水质稳定处理 以解决上述问题 保证生产装 置安全 稳定 长周期 高负荷优质运行 相应投入的水处理药剂费用是因为 自身生产稳定需要 它与工厂污水处理药剂费用投入不同 污水处理是为人类 生产环境保护需要 冷却水系统进行水质稳定处理的经济效益 计算方法主要从稳定生产负荷 减少停车处理次数 节约用水 保证设备使用寿命等方面进行评估 5 15 1 稳定生产负荷 稳定生产负荷 换热器结垢刚开始是缓慢逐步沉积的 只要沉积薄薄 的一层垢后 沉积速度即越来越快 使传热速率迅速下降 对生产负荷构成明 显影响 热电厂冷凝器最明显 我们按结垢使负荷隐形平均下降 2 计算 如果进行科学水质稳定处理 则负荷稳定 即视为产出 2 5 25 2 减少停车处理次数 减少停车处理次数 生产装置大修周期一般为一年半 两年 甚至两 年以上 大检修期同时对冷却水系统进行检修 清洗处理 而未进行水质稳定 处理 设备产生结垢 腐蚀和滋生生物粘泥周期大大缩短 半年甚至三个月就 要处理一次 停车造成停车损失 清洗需要药剂 也需要时间 同时花费大量 人力 造成经济损失 5 35 3 节约使用新鲜水节约使用新鲜水 3030 左右 左右 工厂是用水大户 随环保要求越来越高 水资源日趋紧张 新鲜水成本也越来越高 节约用水对工厂已非常重要 可节 约较大一笔费用 严格按维邦提供的水质稳定处理方案对系统运行管理 能确 保系统高负荷稳定运行 同时节约用水约 30 但目前有的工厂单从节约用水 考虑 冷却水系统基本不排污 使循环水很多参数严重超标 导致系统短期结 垢 不得不停车处理 造成停车损失 此法不可取 5 45 4 保证设备使用寿命 保证设备使用寿命 未进行水质稳定处理或水处理剂缓蚀效果不好的 系统 设备腐蚀率是 HG T 20690 2000 规定要求的五倍甚至十五倍以上 大大 缩短设备使用寿命 有的设备甚至两三年