循环水课件

全厂系统雨水管网采用明沟排水方式，雨水系统末端设置初期雨水监控池，有效池容为10000m3。
事故水池主要考虑发生事故时装置的最大消防水量及系统配套设施的最大消防水量，设计池容为10000m3。甲醇罐区及混合罐区发生事故时，事故水暂存于防火堤内。
二
1
1.1 简介及水处理基本知识
循环水场山东神达化工有限公司、山东昊达化学有限公司DMTO系统配套工程，由中石化洛阳工程有限公司设计，负责神达、昊达项目全部循环冷却水的处理和供给。
因此，冷却水中要控制总铁含量小于1mg/l 。
3)氯
氯离子是水中常见离子，由于目前冷却水的杀菌处理普便采用氯气作为杀生剂，所以冷却水中氯离子含量将大于淡水中的含量.它在水中对不锈钢设备起点蚀作用,冷却水中要控制余氯的含量小于200mg/l 。
4)硫酸根和磷酸根
它们在冷却水中的危害性一般不大，如含量过高会形成磷酸钙和硫酸钙垢，也很难清除。
序号
系统
单元名称
生产给水
生活给水
循环水
正常
最大
正常
最大
正常
最大
一
工艺装置
1
100万吨/年DMTO装置
5
100*
1
20*
8902
15000
2
20万吨/年聚丙烯装置
1
30*
2
20*
4100
4900
3
10万吨/年EVA装置
1
50
2
20*
4600
6000
4
12万吨/年环氧乙烷装置
1
17*
1
12*
5800
6400
一、系统简介
1
山东神达化工有限公司、山东昊达化学有限公司DMTO系统配套工程水处理系统为100万吨/年甲醇制烯烃装置、20万吨/年聚丙烯装置、10万吨/年EVA装置、12万吨/年环氧乙烷装置、及12万吨/年非离子表面活性剂装置的配套项目，系统内有净水场、生产给水及消防加压泵站、循环水场、污水处理场、除盐水站、凝结水站以及雨水收集及事故水防控设施等。
考虑到水中阴离子的组成，又可把硬度区分为碳酸盐和非碳酸盐硬度。非碳酸盐硬度又称永久硬度，碳酸盐硬度称为暂时硬度。硬度的表示方法常用当量浓度，也用以CaCO3、CaO计的重量浓度表示。
1.3设计能力
循环水场是山东神达化工有限公司、山东昊达化学有限公司DMTO系统配套工程建设的公用工程装置。循环水场主要供给全厂装置循环冷却用水，设计规模为45000m3/h，循环冷却水中Cl-≤200mg/L，循环冷却水给水温度≤32℃，循环冷却水回水温度≤42℃，碳钢腐蚀速率≤0.075mm/年（碳钢），污垢系数为1.72～3.44×10-4m2K/W，供水压力为0.45MPa，回水压力为0.25MPa。实际用水水量表如表1-1所示：
1.2.2.2碱度
水中能和强酸发生中和反应的全部物质含量称为碱度。
在水中碱度可有五种不同组合类型。
（l单独的OH-碱度；
（2 OH-＋C032-碱度；
（3单独的C032-碱度；
（4 C032-+HC03-碱度；
（5单独的HC03-碱度。
1.2.3硬度
硬度的最初含义是指水本身消耗肥皂的一种特性，由于一般水中Ca、Mg离子远大于Fe、Al、Mn，故把水中钙、镁离子总浓度称为硬度。
1.1.1.2胶体：
胶体物质是许多分子和离子的集合体。这些微粒，由于其表面积很大，显示出极强的吸附性。其表面因吸附有多量的离子而带电，结果使同类胶体因相互排斥而稳定在微小的胶体颗粒状态，不能靠自重而自行下沉。在循环冷却水系统中，原来水中并不下沉的胶体在水循环过程中，经加热和浓缩，会互相凝聚而沉降析出，这往往是系统中污泥的主要来源之一。
除盐水站采用反渗透+两级混床处理工艺，水站设计能力为330 m3/h;凝结水站主要通过收集来自主装置的高温凝液，经换热降温后由除油除铁+混床处理工艺生产出合格的除盐水，设计能力200 m3/h。除盐水站、凝结水站为供热中心中压锅炉、DMTO及EVA余热锅炉提供除盐水，供水压力为0.7MPa,出水水质pH值8.8~9.3，电导率≤0.2μs/cm，SiO2≤0.02mg/L， Fe≤30ug/L,Cu≤5ug/L,硬度≤0mg/L，油≤0.3mg/L。
1200
40
45000
1.4 技术方案
本厂循环水装置为敞开式循环冷却水系统，采取逆流通风机械冷却塔，空气与水直接接触换热，这种冷却方式换热温差大、占地面积小，投资省，建设周期短，保证率高，适合于大型化工联合企业的生产特点。尤其是这种循环水系统允许的浓缩倍数较高，节水优势明显，在水资源供应紧张的地区尤其适用。
钾、钠离子是水中最多的阳离子，常见的钾、钠盐类在水中溶解度都很大，不会形成沉淀物。但用一般方法也很难去除水中的钾、钠离子．其对金属的影响主要是腐蚀。在工业水的软化处理中，由于除去了成垢的钙、镁离子，致使水中主要含钾、钠盐，导致腐蚀明显比软化前加大。
2)铁
水中三价铁通常是氢氧化物或铁的氯化物的水合物，呈胶体态而悬浮于水中，通常称为胶态铁。水中游离铁主要是亚铁离子。总铁是胶态铁和亚铁的总称。
敞开式循环冷却水系统的优越性：
敞开式循环冷却水系统，要损失一部分水，但与直流冷却水系统相比，可以节约大量的冷却水，允许的浓缩程度愈高，节约的水量愈可观，且排污水也相应减少。因此，不论从节水方面，还是从经济观点和保护环境的生态平衡观点出发，都应设法降低生产装置中冷却水的用量，减少排污水量。推广采用敞开式循环冷却水系统，并提高系统的浓缩倍数。
1.2 水中溶解物质的化学指标
1.2.1氢离子浓度和pH值
水的电离反应式：
H2O=H++OH-
水在任何时候都保持着电离平衡，H+和OH-离子的浓度积都是常数，称之为离子积常数，用Kw表示。在室温
由于水电离时［H+］和［OH-］浓度相等。所以，［H+］=［OH-］＝10-7克离子／升．为了计算方便，将［H+］以负对数表示．称之为PH值，即：
2.2 循环冷却水系统
在循环冷却水系统中，冷却水用过后不是马上排放掉，而是回收再用，不断循环的过程。循环冷却水系统分封闭式和敞开式两种。
2.2.1封闭式循环冷却水系统
封闭式循环冷却水系统又称为密闭式循环冷却水系统。在循环过程中，冷却水不暴露于空气中，所以水量损失很少，水中各种矿物质和离子含量一般不发生变化。这种系统一般用于锅炉系统和发电机系统等有特殊要求的换热设备。
污水处理场主要是对主装置的生产废水进行预处理，处理后的生产废水通过园区污水管网排至园区污水处理厂进行深度处理。目前该系统设计规模为300m3/h，全厂生产污水统计水量为246.4m3/h,生活污水统计水量36.5m3/h；含盐污水162.1m3/h，按200m3/h规模考虑。
除盐水、凝结水站包括除盐水站、凝结水站及热水站，厂房内统一布置。
由于胶态铁能稳定地悬浮于水中，当循环水通过热交换器时，在受热面胶体互相凝集沉淀。沉淀的三氯化二铁由于它的不连续性和不致密性而对金属没有保护作用。而且由于其具有磁性，粘着力强和比重大，清除也较困难。
亚铁离子是铁细菌的营养源，而且可以和冷却水的磷酸根相互作用，生成粘着力很强的磷酸亚铁污垢。它还加快碳酸钙垢的生长速度。
在敞开式循环冷却水中，由于靠水气充分接触而冷却循环水，氧的供应非常充分，因而氧的腐蚀也严重。
(2)氨
氨是可以和水相互作用的气体，反应产物氢氧化氨是一种弱碱，由于氨在水中的含量一般很少，对水质影响不大。少量的氨在水中能引起铜和铜合金的应力腐蚀开裂，其原因是氨能和铜表面保护膜中的铜或亚铜离子形成稳定的络合物。
(3)二氧化硫和硫化氢
它们在水中使碳钢发生腐蚀，其原因是：使水的pH值降低。H2S良好的沉淀剂，可以和许多二价金属离子生成硫化物沉淀，使一些缓蚀剂失效，如锌。
（4）水中离子
水中主要离子有K+、Na＋、Ca2＋、Mg2＋、Fe3＋、Zn2＋、SO42－、Cl－、CO32－、OH－、HCO32－等。
1)钾和钠
2.2.2敞开式循环冷却水系统
敞开式循环水的冷却是通过冷却塔来进行的，属于湿空气和冷却水的直接接触换热（或称为混合换热），因此冷却水在循环过程中要与空气接触，部分水通过冷却塔时会不断被蒸发损失掉，因而水中各种矿物质和离子含量也不断被浓缩。为了维持各种矿物质和离子含量稳定在某一个定值上，必须对系统补充一定量的冷却水，通常称作补充水；并排出一定量的浓缩水，通常称作排污水。这种换热过程伴随着传热和传质过程，流态比较复杂，通常只能根据试验数据、工程经验和模拟实验结合热力学理论计算来获取状态参数，从而完成冷却塔的热力过程计算和通风阻力计算。
净水场采用“高效絮凝沉淀池+V型滤池”处理工艺，设计产水规模为1200m3/h；出水水质满足《石油化工给水排水水质标准》SH3099-2000中生产给水的水质指标要求。
生产给水及消防加压泵站主要负责全厂高、低压生产给水管网及消防管网的供给；
循环水场主要供给各主装置、供热中心及空分等，设计规模为45000m3/h，循环冷却水给水温度≤32℃，循环冷却水回水温度≤42℃，供水压力为0.45MPa，回水压力为0.25MPa。循环水系统中氯离子含量≤200mg/L。
1.1.1水中杂质
天然水中杂质，按其粒径大小可分为悬浮物、胶体和溶解性物质三类。粒径大于10-7m的为悬浮体；10-7～10-9m的为胶体；小于10-9m的为溶解介质，包括离子和溶解气体。
1.1.1.1悬浮物：
颗粒直径较大，悬浮于水中，极不稳定，在静置或流速小时，比重小的可悬浮于水面，比重大的沉于水底。
2、
冷却水系统是大型化工联合企业必备的辅助生产设施，其主要作用是把化工过程产生的大量的热量用冷却水来带走，通过冷却水与工艺物料的冷却换热来实现控制化工设备或工艺物料的温度，使之满足化工生产条件及设备的工作特性，保障化工生产过程顺利进行。通常我们把用水来冷却工艺介质的系统称作冷却水系统。从技术上讲，冷却水的工作过程属于换热过程的一种。冷却水系统一般有两种，直流冷却水系统和循环冷却水系统。