华盛化工循环冷却水系统

华盛化工循环冷却水系统
水处理方案
1. 前言：
1.1 水质处理的意义：
据统计，在现代化工厂的全部用水量中，冷却用水占67%～80% ，工艺用水占15%～26%，其余为锅炉用水约占5%～7%。

在工业生产的早期，由于对节水的要求不高，冷却水多是直流水或半直流水，浓缩倍数较低，很少进行缓蚀阻垢处理。

随着工业的发展，企业已普遍用循环水代替直流水，并提高循环冷却水的浓缩倍数，既能最大限度地节省工业冷却用水及水稳药剂，又能有效地防止设备的腐蚀和结垢，减少对环境的污染。

提高浓缩倍数后必须进行缓蚀阻垢处理，因为随着循环水浓缩倍数的增加，水中成垢盐类及腐蚀性离子亦成倍增加，带来严重的结垢腐蚀问题。

美国从1930年开始，对敞开式循环冷却水的水质处理进行了研究；日本从1955年开始也从事这方面的研究与应用工作；我国从20世纪70年代开始进行水质稳定技术的研究与应用工作，取得较好效果。

碳钢的腐蚀率由0.2～0.8 mm/a降低至0.075 mm/a。

1.2 循环冷却水系统中的结垢：
冷却水结垢的主要原因是因为水中含有较多的重碳酸钙，在加热过程中分解为碳酸钙，二氧化碳和水。

碳酸钙在冷却设备内表面沉积下来。

碳酸盐水垢通常以致密的结晶沉淀在加热器壁面甚至冷却塔填料或壁上。

1.3 循环冷却水的腐蚀：
冷却水的氧含量高达4～7 mg/ L，另外水中溶解有较多的无机盐类,因而腐蚀性很强。

1.4 循环冷却水中微生物的腐蚀：
循环冷却水产生腐蚀还与微生物产生的软垢有关。

此外，生物粘泥软垢也是影响传热和引起管路堵塞的原因之一，因此，必须进行杀菌处理。

一般存在于循环冷却水系统中的微生物有真菌、藻类、细菌3种，主要采用投加氧化性杀菌剂及非氧化性杀菌剂，凉水塔涂刷防污漆等方法进行控制。

2、系统概况：
循环冷却水系统，为节约水资源，保证循环水系统长期安全运转，应严格控制系统的腐蚀与结垢，由德州浩达水业科技有限公司根据冷却水水质及系统情况进行了水质稳定配方筛选及优化，筛选出了对本系统适用性强的高效缓蚀阻垢剂HD-658，正常使用时循环水中碳钢、不锈钢的腐蚀速率均低于国家标准，延长了设备使用寿命；阻垢性强，正常运行时浓缩倍数可达3，可以节约大量宝贵的水资源，为生产的安全运行、降低成本，提高经济效益创造了良好条件。

2.1循环水系统参数：
系统保有水量：350m3
循环水量：468m3/h
蒸发量：135m3/天
补充水量：202m3/ 天
设备材质：碳钢
上水、回水温差：7℃
3、水质判断：
3.1 饱和指数(L.S.I)计算：
饱和指数是水中可能产生碳酸钙结垢或产生腐蚀倾向的一种计算指数。

L.S.I ＝pH－pHS＞0 结垢
L.S.I ＝pH－pHS＝0 稳定
L.S.I ＝pH－pHS＜0 腐蚀
饱和PH值pHS按下式计算：
pHS＝（9.70＋A+B）－（C＋D）查表将系数代入
补充水：
pHS＝（9.70＋0.18+1.71）－（2.34+2.23）＝7.02
L.S.I＝pH－pHS＝8.3－7.02＝1.28＞0 结垢型
循环水K=3.0时
pHS=（9.70＋0.22＋1.71）－（2.83+2.71）＝6.09
L.S.I＝pH－pHS＝9.0－6.09＝2.91＞0 结垢型
通过计算说明补充水水质为结垢型水质，浓缩后结垢性增强。

3.2 结垢指数( P.S.I )的计算：
帕科拉兹认为用总碱度测定出平衡pH值(pHeq)来判断水质则更接近实际。

P.S.I＝2pHS－pHeq＞6 腐蚀
P.S.I＝2pHS－pHeq＝6 稳定
P.S.I＝2pHS－pHeq＜6 结垢
补充水：
通过查表pHeq=7.81
P.S.I＝2pHS－pHeq＝2×7.02－7.81＝6.23＞6 腐蚀型
循环水K=3.0时
通过查表pHeq＝8.51
P.S.I＝2pHS－pHeq＝2×6.09－8.51＝3.67＜6 结垢型
通过计算说明补充水水质为腐蚀型水质，浓缩后结垢性增强。

综合以上指数计算可以看出，该系统补充水具有腐蚀性，浓缩后结垢性增强，因此在水稳剂配方筛选时应以阻垢为主，兼顾缓蚀。

4、正常运行方案:
4.1药剂选用及简介：
该系统补充水水质具有结垢性，浓缩后结垢性增强，针对贵厂水质特点及系统情况，我们选择HD-658作为该系统的缓蚀阻垢剂，它主要由多种有机膦羧酸、聚羧酸、含磺酸盐共聚物、特殊界面活性剂等组成的复合缓蚀阻垢剂，利用有机膦酸盐和缓蚀剂在金属表面形成的保护膜起到缓蚀作用，同时对水中的碳酸钙、硫酸钙、磷酸钙等均有良好的螯合分散和晶格畸变作用。

按照合理配比原则充分发挥其协同效应，具有缓蚀率高、耐高温、阻垢力强、不易分解等特点。

4.2 HD-658缓蚀阻垢剂使用方法
将每天所需的缓蚀阻垢剂HD-658加入塑料加药箱内，为方便使用可加水稀释后通过计量泵将药剂在循环泵入口处（即集水池出口处）连续加入。

加药浓度为50-100mg/L （以补充水量计）。

正常运行时每天加药量：12.5kg
注：系统启动前，一次性加入HD-658缓蚀阻垢剂作为基础投加，加药浓度为100mg/L （按保有水量计）
基础投加的量：350kg
4.3杀菌灭藻处理：
应根据系统情况定期投加杀菌灭藻剂，一般每年的十一月到次年的四月，每月一到两次；五月到十月，每月两到四次。

加药方式为冲击式投加。

杀菌灭藻剂按保有水量加，加药量为200 mg/L，每次加药量为75kg。

为了避免藻类的抗药性，氧化型和非氧化型杀菌剂交替投加，种类定期更换。

4.粘泥剥离剂：
应根据系统情况定期投加粘泥剥离剂，将系统内的粘泥剥离下来，每月投加一次，也可根据实际情况投加。

加药量为500 mg/L，每次加药量为175kg。

4.5
加药时用自来水稀释使用；采用连续加药方式，加药点在循环泵吸水口处，第一有利于药剂首先对换热器发生作用，第二有利于药剂持续均匀地发挥最大作用。

5. 循环水运行日常管理及控制指标：
循环水的管理素有“三分药剂，七分管理”之说，说明管理的重要性。

循环水系统转入正常运行后在其升温，蒸发和冷却的过程中，冷却水逐渐被浓缩，其水质指标会发生变化，运行日常管理主要根据水质变化情况进行及时相应调整，循环水每班定时进行分析，第二天及时把数据上报。

循环水运行日常管理
(1) 钙硬，总碱度：
总碱度是循环水操作控制中的一项指标，当浓缩倍数控制稳定，没有其它外界干扰时，由总碱度的变化，可以看出系统的结垢趋势。

硬度指水中的Ca2+和Mg2+浓度的总和，也是循环水操作控制中的一项重要指标。

必须将循环水的钙硬，总碱度控制在配方要求的范围内，根据计算，此系统控制钙硬度(以CaCO3计)＋总碱度小于900mg/L左右；若水质条件发生变化，则必须相应调整水稳配方。

(2) pH值：
循环冷却水由于在冷却塔中逸去CO2，因此随着浓缩倍数的升高，其pH值不断上升。

当浓缩倍数一定时，循环水的pH值也趋于稳定。

pH值一般控制在7.0-9.2之间。

(3) 粘泥：
循环水系统由于温度适宜，通风良好，光照充足等条件，使其成为各种微生物生长的理想环境。

在这一环境中，微生物迅速繁衍是很自然的。

微生物的危害是多方面的，主要是生物粘泥危害，在循环水系统中的粘泥主要是由微生物的活动造成的附着物、沉积物、悬浮物的总称，生物粘泥一旦形成，就必须进行杀菌清洗剥离。

否则，会造成粘泥下腐蚀。

(4) 浓缩倍数：
浓缩倍数高可以减少水量，节约水处理费用。

但浓缩倍数过高会使循环冷却水中的硬度、碱度和浊度升得太高，水的结垢倾向增大很多，从而使结垢、腐蚀控制的难度变大，使水处理药剂在冷却水系统内的停留时间增长而水解。

因此，循环冷却水的K值并不是愈高愈好。

综合考虑节约用水和浓缩后循环水水质，选择此系统的浓缩倍数为 3.0倍浓缩倍数=循环水氯离子浓度÷补水氯离子浓度。

(5) 细菌：
坚持采用氧化型杀菌剂和非氧化型杀菌剂交替使用，以联合控制冷却水系统中菌藻的滋生。

（6）加药与排污
正常运行时，根据浓缩倍数进行排污，当浓缩倍数高于3.0时进行排污。

如公司有特殊情况不能正常排污时，可加大缓蚀阻垢剂的投加量来控制。

月费用
缓蚀阻垢剂：5000元/吨
杀菌灭藻剂：5000元/吨
粘泥剥离剂：5000元/吨
缓蚀阻垢剂月费用：12.5kg/天×30天×5元/kg=1875元
杀菌灭藻剂月费用：75kg/次×3次×5元/kg=1125元
粘泥剥离剂月费用：175kg/次×1次×5元/kg=875元
注：粘泥剥离剂可在5-10月份每月投加，其余月份根据现场情况酌情投加。

缓蚀阻垢剂、杀菌灭藻剂月费用共计：3000元
德州浩达水业科技有限公司
2016年12月20日。