1、循環(huán)冷卻水系統(tǒng)水處理方案一、格瑞企業(yè)簡(jiǎn)介：蘭州（格瑞）緩蝕技術(shù)研究所是專業(yè)從事化學(xué)清洗、水處理和金屬防腐蝕技術(shù)研究與應(yīng)用開(kāi)發(fā)的科技實(shí)體，擁有一批在化學(xué)清洗和水處理技術(shù)領(lǐng)域具有豐富實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和行業(yè)領(lǐng)先水平的專家及一流的實(shí)驗(yàn)研究檢測(cè)設(shè)備，下設(shè)化學(xué)清洗、水處理、金屬防腐蝕、精細(xì)化工、生物技術(shù)等五個(gè)專業(yè)研究室，先后研究成功六十多項(xiàng)高新實(shí)用技術(shù)。其中格瑞化學(xué)清洗和防腐蝕技術(shù)榮獲三項(xiàng)國(guó)家發(fā)明獎(jiǎng)，四項(xiàng)填補(bǔ)國(guó)內(nèi)外空白，五項(xiàng)獲國(guó)家部、省級(jí)技術(shù)鑒定。在化學(xué)清洗、水處理和金屬防腐蝕技術(shù)領(lǐng)域處國(guó)內(nèi)外領(lǐng)先水平。研制的格瑞中性無(wú)酸安全清洗技術(shù)是國(guó)內(nèi)該領(lǐng)域唯一獲得中國(guó)鍋爐水處理協(xié)會(huì)注冊(cè)認(rèn)證和國(guó)家質(zhì)檢總局備案推廣的技術(shù)產(chǎn)品。格

2、瑞工業(yè)清洗、水處理和防腐蝕技術(shù)產(chǎn)品已取得中國(guó)質(zhì)量認(rèn)證中心ISO9001國(guó)際質(zhì)量管理體系認(rèn)證資質(zhì)。二、循環(huán)冷卻水系統(tǒng)普遍存在的問(wèn)題敞開(kāi)式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中，由于水溫的升高，流速的變化，冷卻水的蒸發(fā)，各種無(wú)機(jī)離子和有機(jī)物質(zhì)的濃縮，冷卻水直接與空氣接觸，溶解氧含量高，水中的藻類繁殖很快，加之冷卻水系統(tǒng)的蒸發(fā)損失，飛濺損失、泄漏損失和排污損失的影響，使系統(tǒng)的補(bǔ)水量較大。這些都是造成系統(tǒng)結(jié)垢、氧腐蝕、有害離子腐蝕和微生物腐蝕的重要原因。水垢的附著，設(shè)備腐蝕和微生物的大量滋生，可導(dǎo)致系統(tǒng)粘泥污垢堵塞管道，水質(zhì)指標(biāo)低劣，換熱效率下降，對(duì)企業(yè)的產(chǎn)品質(zhì)量、安全生產(chǎn)和節(jié)能降耗造成嚴(yán)重威脅。因此，選擇經(jīng)濟(jì)實(shí)用的水處理

3、方案，可有效的改善和解決以上問(wèn)題。（一）水垢析出降低傳熱效率一般天然水中都溶解有重碳酸鹽,這種鹽是冷卻水發(fā)生水垢附著的主要成份。在直流冷卻水系統(tǒng)中，重碳酸鹽的濃度較低。在循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中，重碳酸鹽的濃度隨著蒸發(fā)濃縮而增加，當(dāng)其濃度達(dá)到飽和狀態(tài)時(shí)，或者經(jīng)過(guò)換熱器傳熱表面使水溫升高時(shí)，會(huì)發(fā)生下列反應(yīng)：Ca(HCO3)2 CaCO3+CO2+H2O冷卻水經(jīng)過(guò)冷卻塔向下噴淋時(shí)，溶解在水中的游離CO2氣體逸出，這就促使上述反應(yīng)向正反應(yīng)方向進(jìn)行，這樣CaCO3沉淀就附著在換熱器的傳熱表面，積累形成致密的碳酸鹽水垢，使傳熱表面的傳熱性能下降。不同的水垢，其導(dǎo)熱系數(shù)不同，但一般不超過(guò)1.16w/mk，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于

4、鋼材的導(dǎo)熱系數(shù)45w/mk。由此可見(jiàn)，水垢必然造成換熱器的傳熱效率下降。水垢附著的危害很大，輕者降低換熱器的傳熱效率，影響產(chǎn)量；重者堵塞管道，影響安全生產(chǎn)。例如安陽(yáng)某企業(yè)換熱器水垢附著嚴(yán)重，半個(gè)月內(nèi)就使熱負(fù)荷下降到50%，不得不臨時(shí)停產(chǎn)清洗，造成重大的經(jīng)濟(jì)損失。（二）設(shè)備腐蝕影響生產(chǎn)和縮短使用壽命在循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中,大量的設(shè)備是金屬制造的換熱器。對(duì)于碳鋼制造的換熱器，長(zhǎng)期使用循環(huán)冷卻水,會(huì)發(fā)生腐蝕穿孔，其腐蝕的原因是多種因素綜合造成的。1、冷卻水中溶解氧引起的電化學(xué)腐蝕敞開(kāi)式冷卻循環(huán)水系統(tǒng)，水與空氣中氧氣能充分地接觸時(shí)，因此水中溶解的O2可達(dá)到飽和狀態(tài)。當(dāng)碳鋼與溶有O2的冷卻水接觸時(shí)，由于金屬

5、表面會(huì)形成許多腐蝕微電池，微電池的陽(yáng)極和陰極區(qū)分別發(fā)生下列的氧化化和還原反應(yīng)：在陽(yáng)極區(qū) FeFe2+2e在陰極區(qū) 1/2O2+H2O+2e2OH-在水中 Fe2+2OH-Fe(OH)2Fe(OH)2 Fe(OH)2O2以上反應(yīng)機(jī)理，促使微電池在陽(yáng)極區(qū)的金屬不斷的被溶解而被腐蝕。2、有害離子的腐蝕循環(huán)冷卻水在濃縮過(guò)程中，除重碳酸鹽濃度隨濃縮倍數(shù)增長(zhǎng)而增加外，其它的鹽類如氯化物、硫酸鹽等的濃度也會(huì)增加。當(dāng)Cl-和SO(2-)(4)離子濃度增高時(shí)，會(huì)加速碳鋼的腐蝕。Cl-和SO(2-)(4)離子會(huì)使金屬表面保護(hù)膜的保護(hù)性能降低，尤其是Cl-離子半徑小，穿透性強(qiáng)，容易穿過(guò)膜層，置換氧原子形成氯化物，加

6、速陽(yáng)極過(guò)程的進(jìn)行，使腐蝕加速，所以氯離子是引起點(diǎn)蝕的原因之一。對(duì)于不銹鋼制造的換熱器，Cl-是引起應(yīng)力腐蝕的主要原因，因此冷卻水中Cl-離子的含量過(guò)高，常使設(shè)備上應(yīng)力集中部位，如換熱器花板上脹管的邊緣迅速受到腐蝕破壞。循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中如有不銹鋼制的換熱器時(shí)，一般要求Cl-的含量不超過(guò)300mg/l。3、微生物引起腐蝕微生物的滋生也會(huì)使金屬發(fā)生腐蝕。這是由于微生物排出的粘液與無(wú)機(jī)垢和泥砂雜物等形成的沉積物附著在金屬表面，形成氧的濃差電池，促使金屬腐蝕。此外，在金屬表面的沉淀物之間缺乏氧，因此一些厭氧菌（主要是硫酸鹽還原菌）得以繁殖，當(dāng)溫度為2530時(shí)，繁殖更快。它分解水中的硫酸鹽，產(chǎn)生H2S，引

7、起碳鋼腐蝕，其反應(yīng)如下：SO(2-)(4)+8H+8e S2-+H2O+能量（細(xì)菌生存所需）Fe2+S2- FeS鐵細(xì)菌是鋼鐵銹瘤產(chǎn)生的主要原因，它能使Fe2+氧化成Fe3+，釋放能量供細(xì)菌生存需要。Fe2+ Fe3+能量（細(xì)菌生存所需）上述各種因素對(duì)碳鋼引起的腐蝕常使換熱器壁被腐蝕穿孔，形成滲漏，或工藝介質(zhì)泄漏入冷卻水中，損失物料，污染水體；或冷卻水滲入工藝介質(zhì)中，使產(chǎn)品質(zhì)量受到影響。當(dāng)被腐蝕穿孔的管子數(shù)量不多時(shí)，可采取臨時(shí)堵管的辦法，使換熱器在減少傳熱面的情況下繼續(xù)使用。當(dāng)穿孔的管子過(guò)多時(shí)，換熱器傳熱面減少得太多，失去冷卻作用，此時(shí)只能停產(chǎn)更換。因此腐蝕與水垢一樣，都是危害企業(yè)安全生產(chǎn)、造

8、成經(jīng)濟(jì)損失的“大敵”。 蘭州緩蝕技術(shù)研究所的GR-945緩蝕阻垢劑就是一個(gè)高效的水處理劑，我市的寶源焦化公司、平煤朝川焦化公司、平煤建井一處、平煤建井三處、平煤飛行化工公司等多家公司已經(jīng)成功使用。三. 冷卻循環(huán)水處理范圍及目的3.1. 本方案主要包括以下內(nèi)容1. 系統(tǒng)傳熱界面的防垢阻垢；2. 完善的水處理技術(shù)方法；3. 水質(zhì)指標(biāo)測(cè)評(píng)和效果評(píng)價(jià)。3.2. 本方案主要包括以下目標(biāo)1. 提高系統(tǒng)的壓縮效率，節(jié)約能源降低冷卻水消耗量；2. 延長(zhǎng)檢修周期，降低檢修費(fèi)用；3. 有效控制系統(tǒng)濃縮倍數(shù)，減少補(bǔ)水和排污量；4. 控制腐蝕速率，延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命；5. 在不增加企業(yè)崗位和人員的前提下，保證企業(yè)的安全

9、、穩(wěn)定、長(zhǎng)周期運(yùn)行生產(chǎn)。3.3. 系統(tǒng)基本概況1. 系統(tǒng)保有水量：120m3；2. 系統(tǒng)循環(huán)水量：80m3/h；3. 補(bǔ)水量： 20m3/天； 4. 系統(tǒng)排污量： 5m3/天；5. 進(jìn)、出口溫差： ；6. 補(bǔ)水水質(zhì)：pH值：7.0 ； 堿度（mmol/L）： 1.5總硬度（mmol/L）：4.5； 7. 循環(huán)水水質(zhì)控制指標(biāo)：pH值：8-9 總硬度：40mmol/L Cl-:按補(bǔ)水氯離子2-4倍控制 8.控制循環(huán)水電導(dǎo)率，按3-4倍補(bǔ)給水電導(dǎo)率控制 ： 3.4. 水處理基本工藝 1.緩蝕阻垢：按系統(tǒng)保有水量每噸水加入GR-945 80g，一次性投入水系統(tǒng)，正常運(yùn)行，補(bǔ)水時(shí)同比例加入。當(dāng)系統(tǒng)濃縮倍

10、率達(dá)到34倍時(shí)須進(jìn)行排污，排污率為1520%。濃縮倍率可以水中Cl-離子濃度測(cè)定。即k=Cl循-/Cl補(bǔ)-，其中k為濃縮倍率，Cl循-為循環(huán)水中Cl-離子濃度，Cl補(bǔ)-為補(bǔ)充水中Cl-離子濃度。 2. 每月取循環(huán)水樣分析一次。 當(dāng)循環(huán)水指標(biāo)超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，采用加大排污或增加排污次數(shù)以降低循環(huán)水指標(biāo)。3.5. 循環(huán)水水質(zhì)處理預(yù)期達(dá)到的效果經(jīng)上述水質(zhì)處理，冷卻循環(huán)水應(yīng)達(dá)到以下標(biāo)準(zhǔn)：1. 循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中壓縮空氣設(shè)備的水側(cè)管壁的年污垢熱阻值宜為：1.7210-43.4410-4m2k/w 2. 循環(huán)冷卻水中的異養(yǎng)菌數(shù)宜小于5105個(gè)/ml，粘泥量宜小于4ml/m3。3.6. 費(fèi)用預(yù)算費(fèi)用計(jì)算（GR945）緩