循环冷却水处理cooling-water-training

循环冷却水处理 Nalco 水的基本知识 水 一种良好的溶剂 由于水分子的极具有不同的极性 因此成为了一种良好的溶剂 O 2 H H d d 水中的主要物质 阴离子 SO42 Cl HCO3 NO3 etc阳离子 Ca2 Mg2 Na K etc溶解气体 O2 CO2 etc有机物 微生物 油脂等悬浮颗粒 泥沙等 循环水中的主要计量项目 电导率总碱 M碱度 pH硬度钙硬浊度 电导率 电导率等于水的电阻的倒数 单位是 s cm水中的含盐量越高 电阻越低 因此电导率也越高 因此电导率的含义在于表示水中的含盐量表示水中含盐量的另一单位是总溶解固体 TDS 其单位是ppm对普通水 炉水 冷却水在20oCandpH中性情况下 TDSppm 0 7 电导率 s cm 碱度 碱度等于中和HCO3 CO32 和OH 的酸的总量碱度只存在于pH 4 3以上总碱度 在甲基橙指示剂变色的等当点时所需的酸量 HCO3 CO32 OH M碱度 pH pH log10 H mol l 硬度 硬度包括了钙硬和镁硬由于钙离子的碳酸盐溶解度较小 循环水中的垢通常主要为钙硬 因此循环水的钙硬指标为主要指标 浊度 浊度是表示水中的悬浮物的指标浊度根据测量方法的不同分为三种直射光测定 单位为ppm折射光测定 单位为NTU散射光测定 单位为FTU浊度的各单位间无法进行换算 循环水处理 循环冷却水处理 循环水系统类型循环水系统的问题适当地运行循环水系统循环水系统运行情况的评价实施水处理方案的条件纳尔科的水处理 循环冷却水系统类型 一次冷却系统闭路循环冷却水冷冻水系统热水系统开路循环冷却水 循环水系统的问题 循环冷却水系统的问题 腐蚀 微生物 结垢 沉积 循环冷却水系统的问题 所有的问题和其他的问题都是有联系的对问题的解决需全方面进行 不可只注重在一方面微生物会引起所有的问题 水处理问题中的约90 的问题与微生物有关 因此 在冷却水的处理中 对微生物的处理特别重要 腐蚀 腐蚀是金属转变成金属氧化物的过程阳极 FeFe2 2e阴极 2H2O O2 4e4OH 腐蚀的形式 根据腐蚀时腐蚀面积的大小 可分为以下几种一般腐蚀局部腐蚀点蚀 e e e FexOy OH OH O2 铁腐蚀微电池 H2O H2O H2O O2 Fe2 阴极 氧减少 阳极 金属流失 腐蚀微电池 腐蚀的速度取决于在阴极的反应阴极的面积阴极的氧化点的数量极化程度温度水的流速pH溶解气体量 腐蚀的危害 损坏设备腐蚀产物成为软垢的一部分 增加软垢缩短设备寿命增加维修费用 腐蚀的控制 使用耐腐蚀材料 不易被氧化在金属表面形成耐腐蚀层 隔断与水的接触使用阴极保护剂 缩小阴极面积和点数对水质的调节 调整pH值 使其处于最低腐蚀区域使用缓蚀剂 对金属进行钝化避免不同金属的直接接触 pH对腐蚀的影响 结垢 结垢是水中的溶解盐类主要是硬度成分转变为固体结垢倾向发生在温度高的区域表面毛燥的地方水流慢的地方开路系统由于水有浓缩会造成结垢闭路系统由于受热会造成结垢 垢形成的原因 组成硬度的钙 镁离子的溶解度随温度的上升而下降 钙 镁 钠离子的溶解度对照 结垢形成机理 离子浓度超饱和有结晶核可使结晶发生足够的接触时间使结晶长大结晶长大后形成沉积 附着金属 结垢的危害 阻碍热交换器的热传导效率降低水流量甚至堵塞管路或换热器引起垢下腐蚀增加能耗和维护费用 结垢引起的制冷机能耗 制冷量 冷吨 300制冷效率 千瓦 冷吨 0 55电费 元 1循环量 吨 小时 200作业时间 小时 天 24年作业日 365垢厚度增加能耗增加费用 元 年 0 01英寸 0 25毫米10 144 540 000 02英寸 0 5毫米20 289 080 000 03英寸 0 75毫米30 433 620 000 04英寸 1毫米40 578 160 00 控制结垢的方法 限制沉积离子的浓度 防止超饱和减少碱度降低pH减少阳离子浓度 控制结垢的方法 Cont d 改变系统的设计和操作 减少接触时间流速空气鼓泡 控制结垢的方法 Cont d 使用阻垢剂 防止垢的长大晶格的畸化螯和剂和隐蔽剂分散剂 晶格畸化 软垢 软垢是水中的悬浮物沉积到系统的某个地方尘粒 腐蚀产物 微生物残骸 油 等软垢倾向于沉积在水流慢的地方表面毛糙处有粘性的地方 软垢的危害 非常类似于结垢为结垢提供晶核为微生物生长提供条件堵塞管道 软垢的控制 良好的缓蚀 阻垢和微生物控制方案可适当减少软垢物理 旁滤 在线过滤等 和化学方法相互配合可控制软垢 对软垢的最佳解决方法 旁滤 旁滤装置 旁滤装置的过滤量通常为循环量的5 微生物的种类 细菌藻类真菌 微生物 循环冷却水中的大多数问题的产生都与微生物的控制有关循环冷却水的环境十分适合微生物的生长 微生物的危害 微生物会导致系统中所有问题的发生主要以生物膜型式在系统内附着 微生物的控制方法 物理方法紫外线等化学方法氧化性杀生剂非氧化性杀生剂生物分散剂 氧化型杀生剂 卤素类臭氧 卤素类杀生剂在水中的反应 X Cl Br orIX2 H2OHOX HXHOXH OX pH影响卤素的分解 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 4 5 6 7 8 9 10 11 12 pH HOClorHOBr OCl orOBr Chlorine Bromine pH对杀生剂活性的影响 pH 6 0 6 5 7 0 7 5 8 0 8 5 9 0 9 5 10 0 HOClorHOBr 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 LogKill cfu ml 0 1 2 3 4 5 6 ChlorineKill BromineKill 卤素的杀生机理 非氧化型杀生剂 N2593 作用目标 所有的好氧菌和厌氧菌 藻类 真菌与微生物细胞内的蛋白质或酶的硫基发生反应反应速度 慢 4 12小时 N2593杀生示意图 SHgroups NH2groups Cellwall Cytoplasmicmembrane Coagulation COOHgroups N 2593 DNA 循环冷却水系统的运行 基本概念 循环量温差蒸发量补充水量排污量保有水量浓缩倍数 蒸发 排污 补充水 开路 冷却水系统的运行 尽可能高的浓缩倍数浓缩倍数 循环水离子浓度 补充水离子浓度 补充水量 排污量合适的缓蚀 阻垢和微生物控制 化学处理 保证设备寿命维持能耗水平保持适当的化学品浓度 浓缩倍数 浓缩倍数 循环水离子浓度 补充水离子浓度 补充水量 排污量浓缩倍数代表水的再利用率 浓缩倍数的产生 补充水 循环水 蒸发 排污 控制浓缩倍数的意义 循环量200M3 Hr温差5 水费1元 吨年作业日365天 年浓缩倍数补水量 吨 小时 用水量 吨 年 水费 元 年 1 54 28571437542 8637542 8622 85714325028 5725028 57324318771 4341 90476216685 7116685 71 浓缩倍数的控制方法 控制排污水量 水表控制 控制循环水电导率 电导率控制 循环冷却水的化学处理 合适的缓蚀剂 防止腐蚀合适的阻垢剂 防止结垢合适的分散剂 防止软垢合适的杀菌剂 控制微生物生长 保持适当的化学品浓度 自动化的加药设备根据系统需要进行补充投加的加药模式 加药自动化 自动化加药的原因 由于循环水的运行和处理为一连续的过程 因此 化学水处理也必须适应该过程化学品进入量过多或过少均会对系统造成有害的影响人工加药会有安全方面的问题 普通的自动加药设备 回系统 1 2 3 排污 取样 控制效果 TRASAR 电导率控制自动加药 2 1 排污 取样 回系统 TRASAR 排放 是一种用于自动加药控制和系统诊断的荧光示踪技术 Excitation Emission 荧光产生的原理 TRASAR因子是一种添加在纳尔科化学品中的荧光物质 ProductDosage FluorescenceIntensity 0 40 80 60 20 100 TRASAR的荧光强度与化学品浓度保持一致 处理效果 USLLSL 化学水处理效果评价 水处理效果的评判 腐蚀 监测腐蚀率方法 在线直读腐蚀率仪腐蚀挂片测试标准 碳钢 国标 小于0 125毫米 年 5mpy 纳尔科 小于0 075毫米 年 3mpy 水处理效果的评判 续 结垢和软垢方法 在线污垢热阻仪设备直观检查标准 国标 3 10 4m2k w或结垢速率 15MCM mg cm2月 直观检查 无可见垢层 水处理效果的评判 续 微生物控制方法 细菌计数标准 小于105个 毫升 实施化学水处理方案的要点 适