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循環水系統水質處理標準
發布于：2017/11/10 14:44:39 點擊量：271
循環水系統水質處理標準
1 前言
水是人類最寶貴的財富之一，地球上的淡水資源是有限的，可供人類利用的水資源就更少，節約水資源已刻不容緩。為此近年來國家在憲法中又頒發了"水法"這些做法都促進并強迫我們重視節約使用水資源，減少水的污染，以利工農業進一步發展和人類自身的繁衍。
為了使循環冷卻水系統正常運行，確保換熱設備的長期使用，防止循環水在使用中所生產的腐蝕、結垢及微生物污垢的危害，提高熱交換設備的冷卻效率，確保生產的正常運行，必須對循環冷卻水進行水質穩定化學處理，這不僅能提高冷卻效率，延長設備的使用壽命，并且對節約能源（節水、節電），減少大修費用及工作量和保護環境都有非常積極的意義。
根據對循環水處理的經驗，再綜合系統的特點，建議對循環水系統進行水清洗、化學清洗預膜，然后進入正常運行階段。正常運行中投加氧化型殺菌劑和非氧化型殺菌滅藻劑來控制循環水系統的細菌、粘泥的大量滋生。
2 系統參數及水質狀況
2.1 系統參數
2.2 水質狀況
根據工廠的實際狀況，采用軟化水作為冷卻塔的補水，補充水水質如下：
從上表可以看出，如果該補充水未經過濃縮，在40℃的情況下運行，可以看出在供、回水管道、冷卻塔中都呈腐蝕性，只有在換熱裝置表面80℃的情況下，才略呈結垢的特性，所以在此情況下正常運行，只需要用殺菌、緩蝕的化學品。在濃縮5倍40℃的情況下：
在濃縮倍數是5倍80℃的情況下：
通過以上分析，在5倍的濃縮倍數下運行，只需要進行殺菌滅藻。
3 系統水沖洗
3.1 清洗的目的
主要是沖洗在安裝過程中進入地下管道和設備中的泥沙和焊渣，為化學清洗做準備。
3.2 沖洗前應具備的條件
3.2.1 為保證管道清洗效果，各使用循環水的車間，入戶管閥門已經安裝完畢，在入戶閥前已經安裝了旁路閥，避免管道中的泥沙和焊接的焊渣等進入到換熱器中。
3.2.2 循環水泵已經安裝完畢，機械、電氣具備啟動條件，冷卻塔已經安裝完成，循環水的回水直接可以回到冷卻水池，與上塔部分相連的管道已經拆開，避免堵塞冷卻塔濺水裝置和填料。
3.2.3 冷卻塔的補水管路安裝完畢，并具備補水條件。
3.2.4 每個循環回路上的所有使用循環冷卻水的設備安裝完畢。
3.3 沖洗步驟
3.3.1 沖洗水采取未經過軟化的二次水，這些地下水已經蓄滿水池，要沖洗的地下管路已經沖滿水，其水位高度與冷卻水池液位平齊。
3.3.2 各用戶的入戶閥關閉，旁路閥開啟。
3.3.3 所啟動的循環水泵與泵的帶負荷試車同時進行，要有專門人員來監視泵的運行。
3.3.4 啟動時，利用泵出口閥控制管道壓力，壓力不超過0.5Mpa。
3.3.5 某一回路清洗結束后，按照同樣的方式進行下一回路的清洗。
3.3.6 所有回路清洗結束后，對冷卻水池進行排污，所有水要排凈，冷卻水池進行徹底的清理。
3.3.8 冷卻水池重新充水后，進行車間換熱設備的清洗工作。
3.3.9 開啟各車間入戶供、回水總閥，關閉該旁路閥。
3.3.10 車間根據已經商定的換熱設備清洗順序，開啟各設備的循環水供、回水閥，該管路的循環回路的供水管徑（不包括回水）要大于DN200，否則要幾處并在一起進行沖洗，主要防止循環水泵憋壓。
3.3.11 此項工作應該在調度中心的統一指揮下進行，做到步調一致，保證設備的安全和正常的清洗效果。
3.4 合格標準
各回路運行2小時后，對供水濁度和回水濁度進行取樣分析，然后每兩小時分析濁度一次，當相鄰兩次分析數值接近，并且供、回水濁度一致，其濁度數值不再上升時，停止循環，對冷卻水池進行全部排污，并清理冷卻水池。預計時間在24小時左右。
4 化學清洗
4.1 化學清洗目的
一個新的循環水系統在開車之前必須進行清洗，因為設備和管道在安裝過程中，難免有一些焊接碎屑、氧化物、油脂等雜物遺留下來，這些雜物如不清洗干凈，將會影響預膜處理，從而影響正常運行處理。
4.2 清洗配方
CZY-101 強力清洗劑 300mg/L；
CZY-702 有機消泡劑 50mg/L；
CZY-107 有機清洗劑 800mg/L；
CZY-502 酸洗緩蝕劑 100mg/L。
4.3 清洗操作
4.3.1 油脂清洗
涼水池補足清水，在泵吸入口一次性投加CZY-101強力清洗劑300mg/L、CZY-702有機消泡劑50mg/L，循環運行24小時，運行期間，循環水PH值、濁度、總鐵每4~8小時測定一次，運行結束，排盡污水，補足清水。
4.3.2 除銹處理
補足清水，在泵吸入口一次性投加CZY-107有機清洗劑800mg/L，CZY-502酸洗緩蝕劑100mg/L，循環運行24小時左右，運行期間，控制循環冷卻水PH值3.0~5.0，用濃硫酸調節PH值，測試項目及頻率為每4小時測定濁度、總鐵一次，每2小時測定PH值一次。
4.3.3 清洗過程中作好時間和總鐵、時間和鈣離子、時間和濁度曲線來確定清洗切換的最佳時間。
4.3.4 清洗結束后期讓循環水自然回升到PH值大于6.5。
4.3.5 清洗結束，排盡污水，補足清水，轉入預膜階段。
5 預膜
在循環冷卻水系統中，使用大劑量藥劑在活化的金屬表面迅速形成一層完整的致密的保護膜。由于日常運行時的藥劑濃度僅能起到補膜作用，故預膜處理好壞對整個水處理效果關系密切。
5.1 配方
CZY-105 預膜劑 760mg/l；
CZY-205 分散劑 200mg/l；
PH值 6.0~7.0；
時間 36~48小時。
5.2 操作
5.2.1 確定循環水濁度小于15mg/l，總鐵小于1mg/l后，按系統保有水量在泵吸入口一次性投加CZY-105預膜劑500mg/l、CZY-205分散劑200mg/l。（注意：由于CZY-105預膜劑遇水易結塊，投加時選擇流速大的地方，并緩慢投加）其余CZY-105預膜劑適當補加。
5.2.2 循環2小時后分析循環水中總磷含量，若循環水中總磷低于80mg/l，應補加CZY-105預膜劑，直至總磷大于80mg/l。
5.2.3 分析項目及頻率
總磷、濁度、總鐵、鈣離子每4-8小時測定一次；
PH值每1-2小時測定一次。
5.2.4 若循環水PH值大于7.0時，用濃硫酸采用少量多次原則調節PH值至6.0-7.0；若PH值小于5.5時，立即補水或補加碳酸氫鈉，使PH值恢復至6.0-7.0。
5.2.5 預膜結束后，采用大排大補方式，置換至總磷小于10mg/l即可轉入正常運行。
5.2.6 監測掛片：放置2-3片經處理后的試片分2-3點掛入水池。（遠離加酸地點）
6 清洗、預膜效果評價
6.1 清洗效果評價
清洗過程中：碳鋼（掛片）腐蝕速率＜4g/m2.h
不銹鋼腐蝕速率＜1g/m2.h
銅腐蝕速率＜1g/m2.h
6.2 預膜效果評價
在預膜同時采用掛片來檢查預膜效果好壞是行之有效的方法，目前已被廣泛采用。
6.2.1 掛片試驗：采用I型50×25×2mm或II型72.4×11.5×2mm碳鋼（A3）冷卻水化學處理標準腐蝕掛片。
6.2.2 試片處理可按中石化“冷卻水分析和試驗方法”中412-試件制備、處理和評價法進行。
6.2.3 預膜及正常運行測試掛片應放在專用掛片架上或放置在冷卻水送水管線上。
6.2.4 測定膜耐蝕性能檢驗方法
6.2.4.1 將15gNaCl和5gCuSO4溶于100ml水中，將此溶液同時滴在經預膜處理和未作預膜處理的試片上，測定試片上出現紅點所需時間，二者時間差越長，表示預膜效果越好，一般二者時間差大于6秒為良好。
6.2.4.2 目測法：經預膜后掛片用濾紙吸干，用肉眼觀察試片表面應有明顯五彩色暈。
7 清洗、預膜期間分析項目及頻率
8 化學清洗、預膜時間進度表
油垢清洗 24小時
置換（一） 48小時
除銹除垢處理 24小時
置換（二） 36小時
預膜處理 36-48小時
置換 48~72小時
8A 清洗預膜費用
9 正常運行處理
9.1 正常運行配方
CZY-606 剝泥劑 80mg/L；
次氯酸鈉 殺菌劑 20mg/L。
9.2 投加方式
CZY-606高效殺菌劑按保有水量平均每月沖擊性投加兩次(冬季一次、夏季兩次)，投加濃度為80mg/L；次氯酸鈉殺菌劑按保有水量每天投加一次，投加濃度為20mg/L。具體投加頻率視氣候及水質情況而定。
9.3 藥劑投加速率計算
1、CZY-606非氧化型殺菌劑投加量G2（kg/次）按下式計算：
G2=（V.C）/1000
式中：V—系統保有水量(t)； C—藥劑投加濃度g/t
2、次氯酸鈉氧化型殺菌劑投加量G3（kg/次）按下式計算：
G3=（V.C）/1000
式中：V—系統保有水量(t)； C—藥劑投加濃度g/t
9.4 循環水水質管理和分析頻率
注：現場控制指標可按實際情況做進一步調整完善。
9.5 正常運行年運行費用
10 安全注意事項
10.1 水處理劑長期與皮膚接觸會引起皮炎,并具有一定腐蝕性，故投加藥劑時應戴好橡皮手套。
10.2 處理濃硫酸時戴好手套、眼鏡等防護用品，注意投加速度。
10.3 為了確保循環水濃縮倍數及人身安全，嚴禁使用循環水沖洗設備、地坪、澆花及作生活用水，嚴格控制直流水排放。
11 現場監測及藥劑效果的評定
循環冷卻水系統建立有效的監測手段，是保證系統良好運行的必不可少的方法，由于循環水系統水質惡劣、水量大、流程長，所以藥劑在系統中停留時間較長，致使發生問題在短時間內表現不明顯，建立必要的監測手段，就可以在發生問題之前，揭示問題所在，以便查找原因及時對藥劑或水處理工藝參數作適當調整。
11.1 化學分析
水質分析是保證水處理取得良好效果的行之有效的方法，應嚴格按照本規程中規定的水質管理目標值操作，使其指標合格率達95%以上。化學分析提供一個監測腐蝕、結垢的間接方法，通過測定補充水和循環水中總鐵的含量，從中找出規律性的變化，同時與其他監測手段相結合，也就可以了解系統腐蝕情況。
結垢的監測，可以通過成垢離子或分子的化學分析（通過水冷器進出口 循環水中Ca2+及HCO3－濃度的測定）來推測系統結垢趨勢。
11.2 掛片腐蝕試驗
掛片腐蝕試驗是循環冷卻水系統腐蝕監測行之有效的方法之一，目前被國內外廣泛應用。試驗用掛片可采用Ⅰ型或Ⅱ型，20#或A3鋼制做的冷卻水化學處理標準腐蝕試片，并符合HG5-1526冷卻水化學處理標準腐蝕試片技術條件，試片處理可按中石化“冷卻水分析和試驗方法”中412-試件的制備處理和評價法進行。
腐蝕試驗用掛片應安放在專用掛片架上，或放置在冷卻水回水管線上，每隔1~2個月取出，試片平均腐蝕率（碳鋼）≤0.125mm/a。
11.3 監測換熱器試驗
此方法是用飽和蒸汽或冷凝液作為熱媒，在流速、傳熱強度、冷卻水出口溫度、材質等方面基本接近裝置中實際運行腐蝕或結垢某一方面條件最苛刻的水冷器，故具有相對代表性，是目前循環冷卻水系統監測最好方法之一。
監測換熱器的運行參數（外面保溫處理）
11.3.1 試管材質及尺寸：20#鋼 φ18×2mm
L900~1100mm 1~3根
外鍍5絲硬鉻或鍍鋅。
11.3.2 熱媒：常壓飽和蒸汽。
11.3.3 冷卻水流速：1m/s。
11.3.4 冷卻水進出口溫差：6~8℃。
11.3.5 試驗周期:1~2個月。
11.4 現場水冷器的監測：
在現場使用條件苛刻的水冷器中，選擇5~8臺安裝流量計及進出口水溫度計等測量儀表，定期記錄該水冷器水流量及水溫度的變化，對了解裝置內水冷器運行狀況具有很好的參考價值。
11.5 微生物監測：
由于微生物分泌產生的粘液與水中各種懸浮雜質，粘合在一起而形成的粘泥，是冷卻水化學處理中三大危害之一，微生物控制好壞是水處理技術成敗關鍵之一，對大量水走殼程的水冷器的數量尤為重要。為了控制系統中粘泥，防止形成污垢及垢下腐蝕，為此要定期進行殺菌滅藻及生物粘泥剝離處理，其效果好壞，主要通過測定循環水中生物粘泥量及異養菌、硫酸鹽還原菌、鐵細菌的含量來判別，有關微生物的測試方法詳見中石化“冷卻水分析和試驗方法”一書中第二章微生物試驗方法。
12 藥劑效果評定
12.1 現場監測數據的分析，見下表
12.2 現場水冷器的檢測
為及時掌握循環水水處理效果，可選擇2~3臺有代表性水冷器并配齊冷卻水進出口溫度計及流量等測試手段，定期記錄水溫差及流量變化，并與設計值比較，此項工作應抓緊落實。
12.3 大修期間現場檢測及污垢樣品分析
各裝置所有水冷器應建立腐蝕檔案卡片，記錄水冷器位號、型號、形式、材質、工藝參數、傳熱面積、流速等情況，并在熱端及冷端固定位置進行照相存檔，記錄每次檢修拆驗情況，并在傳熱面上取有代表性污垢樣品進行分析。
根據以上幾項檢測結果，結合裝置試驗周期運行實際情況，綜合評價后可得出：良好、較好、較差、很差等四種等級，然后對該水處理方案實施效果得出正確的評價及改進意見。
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