循环水处理范文
时间：2023-04-09 12:06:43
导语：如何才能写好一篇循环水处理，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。
篇1
中图分类号：TU991 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2013）15-0061-02
1 概述
水是生命之源，是社会经济发展的命脉。在石油化工工业用水中循环冷却水用量约占60%～80%，是大多数工业企业进行生产不可缺少的必备条件。循环冷却水的运行情况对整个企业工业用水、节水都有重大影响。如何更好地利用循环冷却水使之在工业生产中发挥其更重要的作用呢？
工艺流程：过滤水进入吸水池经加药处理，由循环水泵将水由吸水池吸入，加压至0.40～0.45MPa后，经送至生产系统各装置进行热交换后，温度较高的水经回水管线由凉水塔上部落入4台逆流抽风式冷却塔与空气逆向接触进行降温，降温后的水回到吸水池循环使用。为确保循环水浊度符合工艺要求，有约4%的循环水通过旁滤器滤去杂质和污泥后，回到吸水池。
为了保证沉淀膜效果，防止设备、管道腐蚀和结垢，通过加药机自动向吸水池中连续投加缓蚀阻垢剂，并定期向吸水池中投入杀菌灭藻剂，控制菌藻的滋生，抑制生物粘泥的增加。由于蒸发和飞溅加损失一部分水，因此定期补充新鲜水。
循环冷却水在使用过程中，水中的Ca+、Mg+、C1-等离子、溶解固体和悬浮物不断增加，空气中污染物如灰尘、杂物、可溶性气体以及换热器泄漏物料等均可进入循环冷却水，导致水质恶化，加速循环冷却水系统中的设备和管道的结垢、腐蚀现象。
2007年我厂循环水系统水质恶化，循环水COD指标达到100mg/L，总铁离子含量接近3mg/L，循环水颜色变红，2台大型换热器多处穿孔，换热器内的物料进入循环水中形成丝状聚合物，堵塞循环水滤网，循环水的pH值在6.2左右运行，影响生产装置的正常运行，给安全生产带来严重的隐患。要解决循环冷却水系统中的这些问题，实现生产装置安、稳、长、满、优运行和节水的目标，必须进行综合治理。
工厂与水处理厂家纳尔科公司进行合作，以解决循环水存在的问题。纳尔科公司针对装置运行现状，提供了一套循环水处理的方案，这套方案包括不停车清洗预膜方案和日常运行处理方案来改善循环水运行现状。
2 不停车清洗预膜方案
不停车清洗预膜方案包括系统化学清洗步骤和预膜步骤。
2.1 化学清洗步骤
向循环水中加入纳尔科公司提供的除油剂N7308、钙铁分散剂3DT120、粘泥剥离剂N73550清除系统中油脂、碳酸钙等的沉淀物、附锈、生物粘泥及藻类等附着物，此步骤的创新处在于采用温和的非强酸型的药剂处理，对系统的腐蚀性极小，可以保障系统不受二次腐蚀。系统清洗时间控制在24小时，之后对循环水边排边补，在过程中要保证循环水液位不低于安全液位，因为此时装置仍在生产中，边排边补到循环水的浊度指标
2.2 预膜步骤
因为本预膜形成的是磷酸钙、磷酸铁膜，首先要调节钙离子，原水中钙离子浓度在50mg/L左右，预膜时钙离子至少要达到120mg/L才能形成膜，因此要向循环水中加入氯化钙400公斤，提高钙离子含量。
通过向循环水池中加入硫酸或碳酸钠控制循环水pH值在6.5～7.5之间，pH值在此期间预膜效果最好。
向循环水中加入缓蚀阻垢剂0.5吨3DT129，0.2吨高效分散剂。保证循环水中缓蚀阻垢剂3DT129浓度控制在200mg/L左右，分散剂3DT190浓度控制在60mg/L左右运行3天（分散剂为了在所有换热器及管道上形成的膜均匀，而不是在局部形成沉积），在预膜前要在循环水中预置3片碳钢挂片检验预膜效果（该水场系统保有水量2500立方米、循环量5000立方米/小时）。
7天后通过现场察看挂片，挂片在阳光下发出类似电焊的光晕，说明本次预膜效果很好。
3 日常运行处理方案
方案包括：3D TRASAR缓蚀阻垢方案，杀菌灭藻处理技术方案。当循环水系统预膜后，为保证循环水的膜不被破坏需日常向循环水中加入药剂保护和修补破坏的膜以保证不产生腐蚀。
3.1 3D TRASAR缓蚀阻垢方案
向循环水中加入缓蚀阻垢剂3DT129和分散剂3DT190。药剂浓度由纳尔科提供的3D TRASAR全自动智能在线检测加药机自动分析并自动控制加药量。此方案在高浓缩倍数、长停留时间条件下能有效控制缓蚀、阻垢效果。
3.2 杀菌灭藻处理技术方案
采用连续投加氧化性杀菌剂固体氯和非氧化性杀菌剂N7330交替杀菌，每周加一个品种杀菌剂，下一周加另一品种杀菌剂，交替使用单一杀菌剂使菌藻产生抗药性。每月投加一次粘泥剥离剂N73550，对系统的粘泥和沉积物进行剥离排放，以抑制生物粘泥在管壁上沉积。每单周加杀菌剂固体氯0.125吨，每双周加0.1吨非氧化性杀菌剂N7330，两种杀菌剂交替杀菌，以避免细菌产生抗药性。
同时车间加强循环水场的管理，淘汰了过滤效果不好的纤维球旁滤器，引进了2台全自动反洗砂滤器，提高了旁滤效果；通过加酸碱调整pH值在7～9之间；车间定期召开水质分析例会，邀请循环水使用装置参加交流水质运行情况，发现漏点及时查漏堵漏。
我厂通过对先进循环水处理技术的引进、硬件设施的改造、管理方式的改进，经过2个月的调整和处理，循环水的浓缩倍数达到5以上，总铁指标、浊度等指标完全达到了中油循环水场的控制指标，循环水水质攻关取得了成功。
参考文献
篇2
关键词：电子水处理技术；防垢除垢；电厂循环水处理；经济效益；环保效益 文献标识码：A
中图分类号：TM621 文章编号：1009-2374（2015）06-0070-02 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2015.0462电子水处理技术最早是由美国国家宇航局研制的于20世纪70年代之后发展起来的新型水处理技术，并被广泛运用于工业及民用循环系统的供水处理中，有着良好的除垢防垢和杀菌防腐功效，在很大程度上起到较好的节能环保效果。本文就针对电子水处理技术的技术原理以及当前电厂循环水的主要问题进行分析，探讨电子水处理技术在电厂循环水处理中的运用。
1 电厂循环水需要处理的主要问题
循环水作为电厂用水中的用水大项，是经过水泵送往冷却系统，在换热后重新送往冷却塔进行冷却，从而循环使用。在整个系统运行过程中，由于受到浓缩倍数的影响，循环水中的各种无机离子和有机物质浓缩、pH值以及悬浮物的数量增多，循环水处理中需要解决的问题主要表现在以下三个方面：
1.1 防垢
在电厂循环水系统中，碳酸氢钠的浓度会随着水热力蒸发作用相应增加，在浓度达到饱和状况之后或者传热表面水温升高时，会产生碳酸盐沉积，就是我们所说的水垢，造成设备导热性能变差。系统运用过程中产生的大量水垢不仅大大降低了换热器的传热功效，严重情况下还会造成换热器的堵塞，给系统运行带来一定的阻力，最终造成水泵和冷却塔的工作效率大打折扣。
1.2 防腐
由于循环水系统中所使用的各项设备大多都是由金属制造，其在长时间使用过程中，由于冷却水中的溶解作用而产生化学腐蚀以及各种微生物引起的腐蚀等，会造成设备管壁腐蚀穿孔，形成渗漏。
1.3 微生物
循环水中的养分浓缩以及在水温和日照作用下，各种细菌分泌的黏液较容易使水中漂浮的灰尘和化学沉淀物黏附在一起，从而形成积附在传热表面的黏泥或者软垢，给微生物的滋生提供了条件。同时，黏泥在传热表面上的积附会造成腐蚀作用，导致水量减少、水处理效率变低，严重时还可能造成管道堵塞，需要进行停产以便对其进行清洗。
2 电子水处理技术的原理
在以往的电厂循环水处理当中，各种化学处理方法所带来的药剂投资较大，且容易使设备管道腐蚀以及造成环境二次污染问题。新型的循环水处理技术针对以上问题做出了相对的改进，具有投资小并且处理方法简单、处理成果有效等优点，其物理处理原理和化学处理原理如下：
2.1 物理原理
电厂循环水在流经电子处理器时，在处理器产生的低压微电流电厂作用力下，水中所溶解的离子及极性水分子会发生定向的移动，水分子中的电子被激发并由低能轨道转移到高能轨道，从而损失其电能位，通过改变离子的相互聚集状态和水合程度，最终达到阻垢作用。其阻垢机理主要有以下两种：
2.1.1 在常温作用下，有效地增加了水的溶解能力，减少产生的结晶现象，并通过把离子和胶体颗粒等稳定在水溶液中，达到水质稳定的效果。
2.1.2 在高温作用下对水中晶核进行处理，加速水中的各种积垢聚集，并使其沉于水底。对于已经形成的水垢来说，通过水中含有的大量电子，对水垢分子产生破坏作用，使其从设备器壁上脱落，直至溶解、
消失。
2.2 化学原理
电子水处理器阴阳两极之间的低压直流电场，会引发相对应的电极反应。阴极附近的pH值由于反应中所产生的OH-呈现上升趋势，碳酸根离子会相应增加，而钙镁等离子在静电引力的作用下，聚集在阴极区附近并与碳酸根离子和氢氧根离子发生相应的化学反应，从而生成沉淀物，对抑制水垢的形成，起到了较好的效果。在化学反应作用下析出的水垢能被高速水流带走或者是通过相应的去除设施进行去除。
3 电子水处理技术在循环水处理中运用的技术方案和处理机理
3.1 处理技术方案
3.1.1 设备运行原理。电子水处理的主要处理设备由电子元件组成，电子元件产生的各种电信号在电极高频电波的作用下，能改变水分子的排列方式，最终使其结构发生变化。同时，在高频电场作用下，经过处理的水在浓缩受热时所产生的碳酸钙会失去结晶能力，不会在管壁表面产生积附或者形成絮状沉淀，能起到良好的防垢目的。
3.1.2 设备安装。水处理设备在安装过程中应注意以下三个方面：首先，由于电子处理装置所处理过的水体稳定性存在着一定的时效，所以在机组运行过程中应相应地保持电子水处理装置的运行连续性；其次，在机组停止运转之后，如果汽轮机后缸温度较高，则应在循环水完全停止后，对凝汽器内的存水做出排放处理；最后，设备的使用初期，应采取电子水处理和化学处理同时进行的方式，确保对循环水的处理充分性，从而保证设备安全。除此之外，在任何情况下都应保证电子水处理装置是在通水的情况下通电运行，避免电极损坏。
3.2 处理机理
3.2.1 阻垢除垢。电子水处理技术在电厂循环水处理中的阻垢除垢处理机理是通过常温作用下的水溶解能力的增加和高温作用下的晶核处理两种，此种阻垢机理与高压静电阻垢技术和电磁阻垢技术在阻垢机理上具有一定的相似性。
3.2.2 杀菌灭菌。电子水处理技术的杀菌灭菌机理相对较为复杂，是在不同种物理原理、化学原理及生物原理等多种作用机制下共同形成的反应，其主要依靠活性氯作用、活性自由基作用、电极表面吸附作用等原理，达到杀菌效果。当水体中的藻类细胞在处于微电流作用下时，电场会在藻类细胞两侧产生穿透膜位差，在膜位差达到一定程度后，对其细胞膜结构以及其他大分子物质造成结构破坏，起到杀菌灭藻作用。
3.2.3 设备防腐。在电解作用下，电子水处理装置处理后的水体具有大量的活性成分，能使积附在管壁表面的氧化铁转化为四氧化三铁，作用后的四氧化三铁膜具有较强的紧密性，可以达到良好的防腐效果。与此同时，微生物的滋长也得到了较为有效的控制。
4 存在的问题及改进方向
4.1 问题与不足
电子水处理技术在电场循环水处理中的应用虽然取得了一定的成效，但是其在运用过程中也暴露出来了一定的问题：
4.1.1 对于设备硬件的监测缺乏有效的手段，在对于凝汽器的检查时，通常需要在其停止运行的情况下并打开人孔门进行，不利于设备机组的工作连续性。
4.1.2 由于电子水处理装置在电路设计中存在的相应问题，致使在设备安装现场和使用过程中较为容易产生灰尘及进水或者线路损坏的问题，最终可能会导致部分电子设备故障。
4.1.3 当前对于电子水处理设备水处理的理论尚不健全，大多数数据只是依靠模拟实验得出。在运用过程中，没有做出有针对性的设计试验，同时也存在着一定的设备兼容性问题。
4.2 改进方向
4.2.1 加强对除垢机理以及杀菌灭藻机理的进一步研究，以便能更好地对实际水处理实践运用进行相应的机理指导。
4.2.2 加速新型高效设备以及具有稳定性的金属阳极的研制，从而降低能耗，减少水处理的成本。
4.2.3 在对电力水处理装置的设计上，应对其供电方式、点参数的选择以及反应器设置质量等进行综合考虑。
参考文献
[1] 郝培龙.电子水处理技术在电厂循环水处理中的应用[J].节能与环保，2009，（1）.
[2] 刘慧杰.电子水处理技术的应用研究进展[J].当代化工，2014，43（7）.
篇3
循环冷却水中的微生物来自两个方面。一是冷却塔在水的蒸发过程中需要引入大量的空气，微生物也随空气带入冷却水中，二是冷却水系统的补充水或多或少都会有微生物，这些微生物也随补充水进入冷却水系统中。藻类在日光的照射下，会与水中的二氧化碳、碳酸氢根等碳源起光合作用，吸收碳素作营养而放出氧，因此，当藻类大量繁殖时，会增加水中溶解氧含量，有利于氧的去极化作用，腐蚀过程因此而加速。微生物在循环水系统中的大量繁殖，会使循环水颜色变黑，发生恶臭，污染环境。因此，我们必须开发出合适的循环水处理工艺。
根据企业循环水系统的特点和工艺条件，结合当地的水质特点，选择适合企业运行条件的循环水处理工艺，通过加药等措施，控制循环水指标在一定范围内运行，既保证生产设备的长周期运行，又提高了循环水利用率。循环水处理技术的利用，既能给企业带来显著的经济效益，又能为社会带来良好的社会效益。
二、当代的循环水处理工艺
1、有机阻垢剂。有机阻垢剂的应用大大提高了循环水容纳微溶盐类的能力，配合加酸处理，循环水的浓缩倍率达到2～4，配合石灰处理或离子交换软化处理，循环水的浓缩倍率可以进一步提高到5～8。现在市场上应用的有机阻垢剂品种十分丰富，一般根据其主要功能机团进行分类，主要有有机膦系列、聚羧酸系列、聚羧酸脂系列、含磺酸机团系列的产品，最近还有包含2种机团的新型阻垢剂研制成功。单一品种的有机阻垢剂的阻垢效果一般不如多种阻垢剂复合配方好，这种现象称为阻垢剂的协同效应。复合配方的阻垢剂一般还含有缓蚀剂，具有阻垢性能好、使用方便等特点。
2、缓蚀剂。和以前的聚磷酸盐相比，单一品种的有机阻垢剂特别是有机膦在使用中更容易产生腐蚀，在选择阻垢剂品种时要特别注意。通常在采用有机阻垢剂时要加缓蚀剂，常见的有MBT、BTA、锌盐等。
3、杀菌灭藻剂。海水型次氯酸钠发生器的研制成功使得沿海电厂的杀菌灭藻更经济安全，运行操作更简便。国内一些内地电厂采用了盐水型的次氯酸钠发生器，由于没有氯气的泄漏危险，安全性有了很大的提高，但是由于电解次氯酸钠含盐量高，对于浓缩倍率高的电厂存在加入大量盐类带来腐蚀的隐患。如果循环水中的有机物含量较高，可以选择一些有机合成的杀生剂。一些生物繁殖较快的电厂可以采用多种杀菌剂交替使用来提高杀菌效果，例如季铵盐类杀生剂不仅有较强的杀菌能力，而且对污泥有剥离作用。
氧化氯杀菌能力强，剂量小作用快，杀菌效果不受pH影响，不与大多数胺类反应，是有发展潜力的杀生剂。臭氧杀菌能力强，生产过程只需要空气和电，没有废物排放，杀菌使用后不会出现有毒的污染物，应用前景广阔。
浓缩倍率高的电厂存在加入大量盐类带来腐蚀的隐患。如果循环水中的有机物含量较高，可以选择一些有机合成的杀生剂。一些生物繁殖较快的电厂可以采用多种杀菌剂交替使用来提高杀菌效果，例如季铵盐类杀生剂不仅有较强的杀菌能力，而且对污泥有剥离作用。氧化氯杀菌能力强，剂量小作用快，杀菌效果不受pH影响，不与大多数胺类反应，是有发展潜力的杀生剂。臭氧杀菌能力强，生产过程只需要空气和电，没有废物排放，杀菌使用后不会出现有毒的污染物，应用前景广阔。
三、循环水处理工艺新进展
随着节水要求的进一步提高，今后循环水处理技术将向浓缩倍率更高、处理效果更好、系统更经济方面发展，技术进展主要有：
1、弱酸离子交换旁流软化处理。旁流处理的主要特点是，弱酸树脂所处理的水是经过冷却塔浓缩过的水。因为旁流处理的水所含的碱度、硬度比补充水的大，可以充分发挥离子交换树脂的交换能力，所以比补充水处理更经济。但是旁流处理时，循环冷却水中含有阻垢剂，杀菌灭藻时加氯，都可能对离子交换树脂的性能有影响，国内还没有旁流处理的使用经验。
如果一个电厂的浓缩倍率要求较高，需要采用弱酸离子交换软化水处理，补充水是地表水且碳酸盐硬度不大于250 mg/L（CaCO3），那么旁流软化处理就有明显的技术经济优势。
2、零排污循环水处理。在一些地区节水要求高，排放要求严格，随着干除灰和粉煤灰综合利用技术的发展，今后有的电厂可能需要实现循环水零排污。零排污水处理系统投资较高，系统复杂，一般先要经过软化处理，如石灰苏打软化或弱酸离子交换软化，然后采用反渗透等进行脱盐处理。零排污循环水处理若与全厂的水系统优化工作相结合，可以显著提高系统的运行经济性。
篇4
【关键词】循环水；浓缩倍率；阻垢剂；加酸 0.概述
循环冷却水用水量占据了整个厂用水量的80%，在降低补充水用量的同时，要防止水质不结垢、不腐蚀，保证循环水系统的安全稳定运行。云河发电有限公司#5、#6机组为2×300MW循环流化床燃煤机组，循环水补充水为西江水，自从2011年投运后，电厂对补充水的需求量超过了1276m3/h的工程设计值。2012年特对#5、#6机组循环冷却水控制指标进行优化试验，确定了循环水最优运行工况下的加药量及控制标准，并通过增设循环水处理加酸系统，从而做到既保证机组安全运行，又最大限度节约水资源的目的。
1.循环水系统介绍
云河发电有限公司#5、#6号机组循环冷却水为西江补水，运行时经斜板沉淀池过滤后补入循环水系统，系统各项参数如下：
表1-1 循环水系统各项参数
凝汽器材质：凝汽器管板TP304+SA516Gr.70；主冷却区TP304不锈钢。
2.优化原理
对循环水阻垢剂进行加药实验，确定适合本厂原水水质的加药量，并根据模拟现场循环冷却水的动态试验台上对实验确定循环阻垢剂加药量进行动态模拟试验。采用挂片法测定HSn701-A铜试片、TP304不锈钢试片、碳钢试片在所确定的循环水水质情况下的均匀腐蚀速率。确定在这种浓缩倍率下实际运行中的控制参数及指标。
3.试验仪器及方法
3.1试验仪器
动态模拟试验台主要是模拟循环冷却水系统的运行工况，主要由集水箱、循环泵、流量计、腐蚀监视管、模拟冷却器等，其简要系统见图4-1。
1-抽风装置2-腐蚀监视管3-温度计4-换热管5-循环泵6-流量计
图3-1 动态模拟试验台系统图
3.2试验方法
因本厂循环水处理系统没有杀菌剂，故以氯离子浓度为判断浓缩倍率的标准，通过极限碳酸盐硬度确定目前所使用阻垢剂的加药量。将腐蚀指示片装入不同内径的监视管内，调节排污量，保持浓缩倍率稳定在要求的范围内，将试片挂入系统内，稳定运行一段时间后，判断腐蚀情况。
4.数据分析
4.1补充水水质分析
对西江补充水进行水质分析，分析结果见4-1。
4.2阻垢剂性能实验
对现使用的阻垢缓蚀剂进行极限试验，试验结果如下：
将补充水碱度调至1.20mmol/L，阻垢缓蚀剂加药量为5mg/L和8mg/L时，浓缩倍率达不到5～6的工业应用要求；将补充水碱度调至1.0mmol/L时，均满足工业应用要求。因此后续动态试验将补充水碱度调至1.0mmol/L，阻垢缓蚀剂加药量5mg/L来浓缩运行。
4.3动态模拟试验
在补充水中加入阻垢缓蚀剂量为5mg/L，动态模拟试验浓缩倍率达到5.5倍（以Cl-计），向监视管内挂入腐蚀挂片，系统开始排污。通过调整排污量使浓缩倍率稳定在5～6倍左右。
由图4-3可以看出，动态运行A-B段时间内，循环水处于浓缩阶段，此阶段浓缩倍率逐渐上升。B-C期间，循环水进入稳定运行阶段，浓缩倍率（以Cl-计）保持在5.01～6.04倍之间，ΔK≤0.2 循环水水质稳定，无结垢倾向。
4.4动态腐蚀挂片试验
循环水动态模拟试验浓缩倍率达到5.5倍后，向试验系统监视管内挂入腐蚀试片，在循环水稳定运行过程中，观察试片的变化。随着运行时间的延长，不同管径的腐蚀监视管内壁依旧干净透明，碳钢挂片上逐渐有少量棕褐色疏松状粘泥附着。试验结束后，取下监视管及挂片，所附着的粘泥容易冲洗，且冲洗后，对试片表面进行观察，HSn701-A铜试片和TP304不锈钢试片表面依旧光亮，碳钢试片表面有腐蚀痕迹，腐蚀速率的测定结果见表4-4所示。
由表4-4的试验结果看出，碳钢试片腐蚀速率约为0.380mm/a～0.514mm/a，超过碳钢设备传热面水侧腐蚀速率应小于0.075mm/a的规定要求，说明循环水腐蚀性较强；HSn701-A铜试片和TP304不锈钢试片在循环水中的腐蚀速率很小，在不同流速下均能够满足换热管均匀腐蚀速率≤0.005mm/a的要求。
4.5循环水优化实验结果及改进措施
（1）根据试验结果看出，循环水中加入原阻垢缓蚀剂5mg/L，浓缩倍率可控制在5.01～6.04，Cl-含量大约在31.80mg/L～38.30mg/L之间。
（2）在动态模拟试验过程中，循环水无结垢现象，HSn701-A铜试片、TP304不锈钢在循环水中的腐蚀速率均满足≤0.005mm/a的规定要求。
（3）碳钢试片腐蚀速率约为超过标准，说明循环水腐蚀性较强。
（4）为了提高循环水浓缩倍率，降低循环水系统用水量，循环水增设加酸调节系统（装置如图5-5）。通过加酸调节pH值，可以将循环水的浓缩倍率提高至2.5～4.0，有效地降低循环水系统用水量。加酸量控制标准见表5-6
（5）根据实验确定循环水运行时控制指标。见表4-7
5.结束语
通过本次对循环冷却水的优化研究，调整了阻垢缓蚀剂的加药量，在循环水加酸系统配合的调解下同时控制原水中的碱度，在增大循环水的浓缩倍率（由2.5上升至3.5）的同时，控制加酸后循环水的pH值，保证水质稳定。电厂新鲜水补水量由之前1200t/h降低到1000t/h。阻垢剂的用量也相应减少，经济效益良好。
【参考文献】
[1]夏双辉.电厂循环水处理技术的发展[J].全面腐蚀控制，2006，（06）.
篇5
一、引言
在工业用水中，工业循环冷却用水占的比重很大，化学工业(如制药、炼油等)中的冷却装置和火力发电机组中的蒸汽轮机的冷却装置，都是需要用到工业循环冷却水，如果对其不加任何处理，将会对设备以及管道产生结垢、腐蚀等障碍，因此要重视对循环冷却水的处理[1]。冷却水的处理，是指针对循环水系统当中水质、设备材质、工况条件的不同来选择水处理剂，缓蚀剂、阻垢剂等水处理剂正确匹配组成水处理配方，确定适宜的工艺控制条件，进行循环冷却水的基础处理和正常运行处理。
二、工业循环水处理的机理研究
1.阻垢机理
冷却水系统中和其它受热面上的结垢都有盐类结晶的析出，以下三种晶体形成的步骤会影响垢的形成。①形成过饱和溶液；②生成晶核；③晶核成长，形成晶体。若三个条件中破坏其一，则垢形成的过程立即会被抑制或减缓，阻垢剂干扰晶体生长的基本物理化学过程是螯合反应和表面吸附[2]。
1.1阻垢效应
阻垢剂的分子结构在水体系中可能表现出螯合、吸附和分散作用，能够将水处理剂的“剂多效”的功能充分发挥，即一种药剂会具备阻垢、絮凝、缓蚀、分散、杀菌等性能中的两种或两种以上，体现出不同的阻垢效应。研究中会发现将多种阻垢剂按一定的比例混合使用的阻垢效果比其中一种药剂单独使用时的效果会更好[3]。
1.2凝聚与分散作用
对于聚羧酸盐类的阻垢剂来说，在水中离解成含有羧酸根的游离状态，当与碳酸钙微晶体发生作用时，会产生吸附现象，在微晶体的表面形成了双电层。聚羧酸盐的链状结构可以同时吸附多个具有相同电位的微晶，它们之间存在着静电斥力，因此会阻止微晶之间的相互碰撞，进而避免了晶状体的产生。
2.缓蚀机理
铬系、钼系、钨系、磷系是在工业用水中比较常用的缓蚀剂，这几种药剂的缓蚀作用是差别得，但他们的机理都是在装置的金属表面形成不溶于水或难溶于水的一层保护膜，阻碍了金属离子的水合反应或溶解氧的还原反应，已达到保护装置的作用。铬系缓蚀剂会在碳钢表面形成致密且不溶性的Fe203氧化膜，并且与金属之间接合密切，同时也不会影响热交换器的工作效率，因此表现出较为良好的防腐效果，但是其对环境的污染严重，最终逐渐的被淘汰。
三、工业循环冷却水的处理方法分析
提高对工业循环水的利用率，降低环境污染已成为当今工业循环水处理的一大课题。目前在我国常用的循环冷却水的处理方法分析如下。
1.化学方法
1.1缓蚀剂
相对而言，缓蚀剂种类较多，作为水处理用的缓蚀剂要具备以下条件：对于系统中各种金属要有较好的缓蚀作用；经济实用、符合环保要求[2]。
1.1.1钼酸盐：钼酸盐是阳极型或氧化膜型的缓蚀剂，在阳极上会产生一层具有保护作用的亚铁―高铁―钼氧化物的钝化膜。但是在使用钼酸盐作缓蚀剂时，剂量往往会比较大，因此成本相对较高。
1.1.2磷酸盐：磷酸盐是一种阳极缓蚀剂，价格便宜，无毒，但容易与水中的钙离子生成磷酸钙，导致垢的形成，因此常和对磷酸钙垢有抑制作用的阻垢剂联合使用，同时也会促进水中藻类的生长，对环境污染较为严重。
1.1.3聚磷酸盐：目前使用最广泛、最经济的缓蚀剂是聚磷酸盐，三聚酸钠和六偏磷酸钠是较为常用的。聚磷盐成本低，缓蚀效果较好，同时兼有阻垢作用；易水解，无毒，水解后与Ca2+生成磷酸钙垢，容易促进水中藻类生长。
1.2阻垢剂
在水处理中常用的阻垢剂有聚磷酸盐、有机膦酸、机膦酸脂、聚羧酸等[2]。
1.2.1聚羧酸：聚羧酸类化合物用量极少，同时对碳酸钙垢具有良好的阻垢作用。
1.2.2有机膦酸酯：有机膦酸酯对抑制硫酸钙垢的效果比较好，但是在抑制碳酸钙垢的的产生效果较差，但是易水解，毒性低。
1.2.3有机膦酸：常用的有EDTMP、HEDP，对碳酸钙、水合氧化铁和硫酸钙的析出有较好的阻碍效果。
2.物理方法
2.1膜处理法
膜处理法是最近30年来发展起来的一种高新产业技术，在目前工业循环水处理的研究中最活跃的领域之一。膜处理法是利用某些特殊的薄膜对工业循环水中的特定成分进行选择性透过的方法的总称。主要有以下两种分析方法[3]。
2.1.1反渗透处理法：反渗透是通过给工业循环水一定的压力，以该压力为动力，并利用反渗透膜的选择透过性的原理―只能通过过水而不能通过溶质，进而从工业循环水中提取达到标准要求的水分离过程。反渗透膜是一种将工业循环谁深度净化处理中的有效分离技术[3]。
2.1.2纳滤处理法：是近些年来发展较快的一种膜处理工业循环水技术，且操作水压力仅为0.5MPa左右即可达到要求标准，同时对Ca2+、Mg2+等二价正离子具有较高的剔除率。与反渗透膜进行对比，工业循环水在纳滤膜中的渗透率得到大大的提高，当水中含有二价离子以及分子量在500~1000的物质时，选择纳滤工艺更为先进[3]。
2.2阴极保护
阴极保护是加入含有某种离子的保护介质，借助于直流电流，该介质流入到被保护金属周围，使被保护的金属负电位移到指定的保护电位范围内，从而使该电极免于腐蚀的一种金属保护方法。在工业循环水中，阴极保护方法可以分为二大类：第一类是外加电流阴极保护，该保护方法是通过外加电流来实现；第二类是牺牲阳极阴极保护，该方法师通过与牺牲阴极偶联来实现。
四、结束语
随着人们对工业循环冷却水系统中问题的日益重视，开发新型的阻垢剂、缓蚀剂、杀生剂及其复合配方、研究各种水处理的应用技术已成为十分重要的任务。近年来，我国这个领域的研究已有了长足的进步，随着“可持续发展战略”的实行以及国家《工业节水十五规划》的推进，相信我们会在水处理方面的研究和应用有很大的推动作用[5]。
参考文献：
[1]闫中灿,陈绍建,张广文.工业循环冷却水处理机理及方法分析[J].东北电力技术, 2003,24(6).
[2]王蓉. 工业循环水的化学处理[J].贵州化工, 2011,36(5).
[3]杨思军.工业循环冷却水处理物理方法[J]. 中国科技博览, 2010(14).
篇6
关键词：中央空调;冷冻水;采暖水;水处理技术应用;误区
一、引言
中央空调冷冻水与采暖循环水为封闭式，直接经过中央空调主机系统与各房间的末端即风机盘管相连，冷冻水与采暖水多为同一系统，在夏季走冷冻水，在冬季走采暖水，二种循环水系统各有特点，冷冻水存在问题主要是系统管网的腐蚀，由于管道、设备的腐蚀，并且由腐蚀引起的水质的二次污染，造成系统中杂质不断增多,使水的浊度、色度不断升高（冷冻水呈黄色或黑色），当系统中配备的过滤等装置不尽合理时,无法将悬浮态的铁锈等杂质去除，随着系统的运行,水中的杂质就会在水流速度较慢的风机盘管中沉积下来, 出现末端风机盘管堵塞，使风机盘管工作状况恶化,由于管网腐蚀,还会缩短其使用寿命, 导致换热效率降低，能量消耗增大，造成很大浪费。因此，冷冻水循环系统存在的主要问题就是管网腐蚀问题；采暖水系统存在的主要问题由于其水温较夏季工况高,除了易出现管网的腐蚀，水质极易恶化，从而引起管道末端设备的沉积污垢，比夏季工况更易出现末端风机盘管污垢沉积堵塞现象，还因加热设备在水升温过程中，水中的钙、镁离子易析出，沉积在换热器表面，影响换热效率。因此对于单管双用系统，冬季采暖工况主要存在腐蚀问题及换热设备结垢问题。
二、 中央空调冷冻、采暖循环水处理技术应用中的误区
1采用软化水的技术 采用软化水方式，即在补水系统安装钠离子交换器，采用将水中结垢性离子如Ca2+、Mg2+离子通过置换去除的方法，但实际上，去除钙镁离子后，打破了离子平衡，导致严重腐蚀性倾向，相对腐蚀而言，结垢性离子Ca2+、Mg2+、碱度为保护性离子，软化水正是由于去除了这些离子，增加了Na+、Cl-等腐蚀性离子，从而加重了设备的腐蚀，所以说软化水虽然避免了结垢问题，却加重了腐蚀，在国内，大多管路采用的是镀锌管材，极易出现腐蚀泄漏现象。由于冷冻水运行温度较低，不存在生成钙、镁硬度垢的问题，相反，它带来的腐蚀却很明显，因此，采用软化水作为冷冻水的水处理方案是一个误区；对于采暖水，当采暖水温升至50℃-60℃时,若仍采用软化水的处理方案，则只能解决采暖水系统中的结垢问题，而无法解决腐蚀问题，并会加剧腐蚀，也是不妥的。
2电子类水处理器和过滤器的处理技术 目前，在国内广泛采用的电子类水处理设备大至分为四种：一是磁处理器,包括永磁、电磁；第二为静电水处理仪（包括离子棒）,第三为电子水处理仪-高频电磁场；第四为物理场射频式水处理设备。 实践证明上述各种水处理器在防垢、阻垢方面有较明显的效果，而在防腐上的作用并不显著，难以做到除垢与防腐一致的效果，在封闭式冷冻循环水系统中，主要解决缓蚀及高精度的过滤问题,使水中的悬浮态杂质稳定在20mg/l以下,故在系统中安装磁、静电、电子类设备再配套Y式、容积式等普通过滤器的方式，无法满足系统对水质的要求及对水质的控制，普通过滤器过滤精度低，而高精度过滤器阻力过大，长期运转效果不显著，对于采暖循环水系统中，同样存在着无法控制采暖水的水质的问题，因而选择这些方式仍是一种误区。
综上所述，中央空调冷冻水、采暖水系统，存在的问题主要是腐蚀问题以及水质二次污染、恶化的问题,水垢只影响换热器局部的换热效率,而与系统管网无关，因此必须选用能够达到除垢、防腐、杀菌方面都有明显效果的水处理技术。目前，业界大多认识到水的软化处理的弊端，不少软化水装置已停用。然而，电磁水处理器、静电水处理器等具有安装操作简单、防垢除垢明显、杀菌灭藻、不污染环境、运行费用低廉的特点，因而仍广泛地应用于中、小型空调水处理系统，为了弥补其防腐功能弱的不足，应设置辅助处理方式，目前，有各种成功的应用方式，如对采用物理场射频式水处理设备的，可以从根源上缓解系统腐蚀，通过电晕效应场，活性铁质滤膜、机械变孔径三位一体的复合过滤功能控制系统水质。使水质长期处在HG/T3729-2004标准范围内。彻底解决由于水质问题引发的系列问题。 通常还可采用在系统中安装"全程多功能水处理器"或者"防腐仪"与"黄锈水过滤器"的组合来完成处理。对于采暖水的处理，可以仅在换热器被加热媒入口安装防垢专用设备"射频除垢仪"等方法。实践证明：通过不断试验与完善的化学处理方法，仍是目前中央空调水处理应用中最为普遍的一种方法，也是在工业水处理中应用面最广、技术最成熟的一种方法。通过投加水质稳定剂，如缓蚀阻垢剂、分散剂、杀菌剂，使水中的结垢性离子稳定在水中，其原理是通过螯合、络合和吸附分散作用，使钙镁离子稳定地通过螯合物络合溶于水中，并对氧化铁、二氧化硅等胶体有良好的分散作用。由于缓蚀剂在金属表面形成不溶于水或难溶于水的保护膜，由于阻碍金属离子的水合反应或溶解氧反应，而抑制腐蚀反应。
篇7
关键字：中水杀菌 氨氮致垢因素
中图分类号：S482.2文献标识码： A
Abstract :reclaimed water contains more organic matter, nitrogen, phosphorus, alkalinity and chloride, sulfate, etc., so when used as make-up water of circulating cooling water for the operation of power plant,more problems will be produced.If organic matter, nitrogen and phosphorus nutrients that are needed by bacteria and algae are not controled strictly,more problems will be created because ofbacteria breeding and algae blooms,such as generating biological slime, dirt, accelerating the corrosion of circulating water pipes and condenser, and reducing the heat transfer efficiency of heat exchanger, etc. because calcium, magnesium, chloride, sulfate and basicity can cause system scaling, corrosion and other damage,so we should strengthen the control of the reclaimed water treatment and water index.
Key words: reclaimed water, sterilization, ammonia nitrogen, scale inhibition
概述
大唐七台河发电有限责任公司自2000年投产以来一直使用七台河桃山水库水作为电厂循环冷却水，但是2012年出现了历史性水资源危机，从2012年7月份开始采用七台河市污水处理厂处理后的城市中水作为机组循环冷却水，从初期掺兑部分桃山水库水，到后期全部使用城市中水作为机组循环冷却水，完全满足了电厂生产需求。
以下是2012年7月水库水、城市中水及循环冷却水水质分析对比表：
从表中可以看出，城市污水经过处理后的城市中水，基本能达到电厂循环冷却水所需水质标准要求；再经过我厂的处理，则完全达到了电厂循环冷却水所需水质标准要求。
二、城市中水作为循环水存在的问题及对策
中水与水库水相比，中水中含有更多的有机物、氮、磷、碱度及氯化物、硫酸盐等，所以在用作电厂循环冷却水补充水时，会对循环冷却水系统的运行产生更多的问题。其中有机物、氮和磷都是细菌、藻类所需要的营养物质，如不加以严格控制就会因细菌、藻类的大量繁殖、增生而产生更大的问题，如生成生物黏泥、污垢，加速循环水管道、凝汽器的腐蚀，降低换热器传热效率等。而钙、镁、氯化物、硫酸盐和碱度等又会造成系统结垢、腐蚀等危害。因此，应加强对城市中水的处理和出水指标的控制。
1、营养物质及细菌微生物
城市污水含有较高的有机物、氮和磷等菌藻所需的营养物，而冷却水的温度长期保持在25℃以上，在供氧充足的条件下，非常有利于冷却水系统中微生物的滋生。若不加以控制，势必会造成菌藻繁殖、生物粘泥和污垢增加，引起设备腐蚀和系统堵塞等问题，降低换热器的传热效率。对此，一方面在凝汽器系统上加强胶球的机械清除效果，以防止细菌粘泥的沉积。另一方面应对所投加的杀菌剂加以控制，而杀菌剂的合理选择以及杀菌工艺的确定，都将直接影响到经济运行成本。
目前，在循环冷却水中常用氯气作为杀菌剂，但城市污水回用冷却水的实践证明二氧化氯杀菌效果较氯气杀菌效果要好，因为氯是氧化性杀菌剂，会与还原性的氨发生化学反应，降低了氯的杀菌效果，并且回用水中氨氮浓度波动很大，难以确定氯气的加药量。而二氧化氯杀生能力是氯的20-25倍，具有用量少、效率高、速度快、药效持续时间长、使用的PH范围广等优点，有实验显示2mg／L的二氧化氯作用30s后就能杀死近100％的微生物。最重要的一点，二氧化氯不与水中氨、有机胺类和酚类反应，消除了氨氮浓度变化对杀菌剂加入量的影响。二氧化氯由于不受回用水中氨浓度的影响，能有效地杀死回用水中的微生物，成为污水回用首选杀菌剂。
使用氧化型杀菌剂需要通过实验来控制剂量。因为，城市中水中碱度和硬度都比较大，容易结垢，为了降低成本，减少排污，需要通过加入阻垢剂来提高循环水的浓缩倍率。氧化型杀菌剂对阻垢剂都有氧化作用，影响阻垢剂的效果。这就需要：一、控制使用剂量，作好杀菌和减少阻垢剂氧化的平衡。
二、在选择阻垢剂配方时，尽量考虑使用耐氧化的药剂。
2、氨氮
城市污水中氨氮的质量浓度一般为10mg／L，90％以上以氨的形式存在，这大大超过了冷却水的回用标准(氨氮≤5mg／L)。 中水富含的氨氮，会对循环冷却水系统产生多方面的影响。
首先，城市污水中的氨在潮湿空气或含氧水中，对铜合金有严重的腐蚀作用，引起铜和铜合金应力腐蚀开裂，其原因是氨能和铜表面保护膜的铜离子和亚铜离子络合，形成的铜氨络离子具有良好的稳定性和可溶解性，使得铜表面的镀膜很快被破坏，从而引起铜合金腐蚀。
其次，氨氮与次氯酸反应，降低氯的杀菌效果，同时增加的氯离子会引起不锈钢晶间腐蚀，降低循环水PH值，加速磷系缓蚀阻垢剂的水解，消耗其有效浓度，增加正磷酸盐浓度，加速磷酸钙垢的生成。而氨是还原剂，会产生氧化还原反应，生成氨氮化合物，尽管这些化合物也具有杀菌作用，但其杀菌速度较慢，而且这些化合物在冷却塔的吹脱作用下将会逸出，没有起到有效的杀菌效果。
第三，氨氮还是微生物的营养物质，在冷却系统内会滋生大量的微生物，使循环水系统产生生物粘泥、结垢增多，造成杀菌剂量的加大。
因此，城市污水处理用中控制氨氮的浓度尤其重要。
生产实践发现，氨氮在循环冷却水中不会发生积累，甚至会消失，对系统的影响并不是十分严重。其原因是由于氨在冷却塔内发生了硝化反应，被解吸和降解，不会在循环水中积累，而氮硝化产生的硝酸，还能缓解磷酸钙垢的沉积。
3、致垢因素
城市中水的碱度较高，比天然水含有更多的钙、镁和硫酸盐，更易发生结垢，降低换热器的换热效率。为了防止结垢，就需要较大的排污量，增加了水量损失和杀菌剂、阻垢剂等化学药品损失，提高了生产成本。为了合理利用资源，降低生产成本。一方面在中水处理方面需要采用完善的技术，提高中水水质。另一方面，在中水使用过程中，合理选用化学药剂。现在优质的阻垢剂可以保证循环水在硬度+碱度在≤1200mg／L甚至1500mg／L范围内运行，充分利用水资源。
三、城市中水作为循环水的实践
为了解决城市中水作为循环冷却水普遍存在的问题，我厂采用加氯处理和投加专用阻垢剂将城市中水处理成适合电厂使用的循环冷却水。加氯处理是安装二氧化氯发生器成套设备，通过电解食盐水，生产出以二氧化氯为主，伴有臭氧、氯气、过氧化氢等多种强氧化剂同时起到杀菌效果的水溶液，定期投加入循环冷却水中，同时起到杀灭细菌、有机物，分解氮类和调节PH值的作用，将循环冷却水水质控制在PH值8.5-9.0、有机物小于60 mg/L；阻垢剂处理采用化学药品A、B、C按照3:1:1比例自行配制的阻垢剂，连续投加入循环冷却水中，将循环冷却水水质控制总磷在2.0mg/L以上，浓缩倍率4.0左右。次氯酸钠和阻垢剂加药量通过循环冷却水化验数据进行动态调整。城市中水经过我们处理后，完全可以替代天然清水用作电厂循环冷却水。
循环水检测报告单
检测日期：2013年4月23日
我们近一年的生产实践表明，用城市中水用作电厂循环冷却水，完全可以达到相同的冷却、防腐、阻垢效果。
以下是我厂3月份#1机组和5月份#3机组检修时，检查凝汽器水侧时的图片及检查结果：
图片一： 2013年3月26日 #1机组凝汽器水侧检查图片
#1机凝汽器水侧检查结果如下：
（1）A、B水侧钢管光滑，无垢，A、B侧隔板呈灰白色光滑，无淤泥沉积。
（2）A 侧出口管间金属板表面稍有浮锈，B侧出口管壁光滑，内壁光亮。
（3）A、B侧水室有少量杂物，侧壁无淤积物，呈黑色，有少量腐蚀。
图片二： 2013年5月7日 #3机组凝汽器水侧检查图片
#3机凝汽器水侧检查结果如下：
（1）A、B水侧钢管光滑，无垢，A侧隔板呈灰白色光滑，无沉积。
（2）A、B侧出口管壁光滑，内壁光亮。
（3）A、B侧水室有少量杂物，侧壁无淤积物，呈黑色，无腐蚀。
与天然清水相比，用城市中水用作电厂循环冷却水，需要增加相应的水处理设备、投加杀菌剂和阻垢剂，处理起来更加复杂、监督、调整工作量更大、生产成本更高。但是，用城市中水用作电厂循环冷却水，可以不仅节约天然清水的用量、还可以减轻城市废水直接排放对环境的污染，具有较大的社会效益和环境效益。这也是我们大唐、七电公司必须承担的社会责任。
我们用城市中水用作电厂循环冷却水是使用时间还很短暂，对城市中水的处理的比较简单、还不够完善，今后还可以采用机械过滤、活性炭吸附、膜处理和反渗透等单独或者联合处理的方式来提高循环水水质，从而提高浓缩倍率，提供循环水的利用率，降低系统水耗。
作者简介
篇8
关键词：循环冷却水；凉水塔；水处理；清洗预膜
中图分类号：TV文献标识码： A
1引言
由于水具有很常见、比热容大、流动性好等特点，被广泛用为冷却介质。随着工业生产的发展，工业用水量越来越大，很多地区已经出现供水不足的现象，因此合理和节约用水已经成为发展工业生产中的一个重要问题。工业用水主要包括锅炉用水、工艺用水、冷却用水、厂区生活用水等，而其中用水量最大的是冷却用水，所以加强循环冷却水的技术应用及运行管理是非常有必要的。
2循环冷却水系统
循环冷却水系统，以水为冷却介质，以冷却设备、水泵和管道为主要组成，来实现生产设备的热量转移及工业用水的循环使用。循环冷却水流经换热器、冷凝器、反应器等生产设备后，温度上升，后通过冷却设备，水温回降，再由机泵送回生产设备，如此往复运转。其间，冷却水在流经生产设备及管道时，会产生结垢、腐蚀、微生物滋生等问题；而冷却设备在带走热量的同时也会带走部分水分，造成水损失。解决这些问题，是循环水处理工作的目的。
2.1循环冷却水系统分类
根据生产工艺要求、水冷却方式和循环水的散热形式，循环冷却水系统又可分为密闭式循环冷却水系统和敞开式循环冷却水系统。
2.1.1密闭式循环冷却水系统的水在移走换热设备的热量以后，密闭循环回用。
在此系统中，循环水不与大气接触，处于密闭循环状态，循环水的损耗很少，如果选用密封性能很好的水泵，可以做到基本上不消耗水。但是，由于这种循环冷却水系统所需费用较高，故一般只适用于被冷却装置散热量较小、所要求的工作安全可靠度大或具有特殊要求的工业生产系统。
2.1.2敞开式循环冷却水系统的水经由冷却设备与空气直接接触冷却后，再循环使用。
在敞开式循环冷却水系统中，一方面循环水带走物料、工艺介质、装置或热交换设备所散发的热量;另一方面升温后的循环水通过冷却构筑物与空气直接接触，释放热量，然后再循环使用。
敞开式循环冷却水系统是目前工业生产中应用最广泛的一种冷却水系统，根据与物料、换热器等的接触情况，可分为清循环（又称间接循环）、污循环和集尘循环3种类型。其中清循环冷却水系统在工业生产中最为常见。为此，本文后续内容均以清循环系统为介绍、研究的主体。
2.2清循环（间接循环）冷却水系统
在这种系统中水通过冷却器(热交换设备)间接的与冷却物料、工艺介质或装置等接触，因而又称为间接循环冷却水系统。由于采取间接冷却方式，循环水除了水温升高外，水质几乎无污染，故不必另设净水设备。但是，由于水在循环冷却过程中不断地蒸发，使其中的盐类浓缩，因此需要排污和补充新水，以控制盐量平衡和浓缩倍数，此系统的基本组成一般包括补充水的预处理、循环水的输送泵、与工艺介质的热交换、循环水的冷却、药剂的投加、冷却水的旁滤、排污水的处理、控制检测网络和管道等设备，构筑物，装置以及仪表等组成。如下图（图1）所示是一种常见的最简单的清循环冷却水系统。
3冷却设施
在循环冷却水系统中，用于降低水温的设备或构筑物统称为循环水冷却设施。在敞开式循环冷却水系统中，冷却设施有冷却塔、喷水池、冷却池、河道冷却、海湾冷却设施，其中冷却塔应用最为广泛。
3.1冷却塔的分类
具体内容如表1所示
表1冷却塔分类
分类因素 类别
循环水是否与空气直接接触 密闭式冷却塔
敞开式冷却塔
通风方式 自然通风冷却塔
机械通风冷却塔
混合通风冷却塔
用途 工业冷却塔
民用冷却塔
热水和空气的接触方式 湿式冷却塔
干式冷却塔
干湿式冷却塔
热水和空气的流动方式 逆流式冷却塔
横流式冷却塔
混流式冷却塔
噪声级别 普通型冷却塔
低噪型冷却塔
超低噪型冷却塔
超静音型冷却塔
其他 喷流式冷却塔
无风机冷却塔
双曲线冷却塔
其中湿塔因热交换效率高而被广泛应用，但是，在湿塔中水蒸发现象剧烈，水的蒸发带来蒸发、风吹、排污损失，这些水的亏损必须有足够的新水持续补充，因此，湿塔需要补给水。
3.2冷却塔的工作原理
冷却塔是利用水和空气的接触，主要通过蒸发散热、接触散热两种方式共同作用，来散去从换热设备带来的热量的一种设备。其工作的基本原理是：干燥的空气经过风机的抽动进入冷却塔内，热水自配水系统洒入塔内。当水滴和空气接触时，一方面加剧了水的蒸发现象，另一方面由于存在温差，热量由水传向空气，上升的空气将热量带到大气中，从而使得水温降低。
两种散热方式所起的作用随气象条件而变化。在夏季气温较高，水与空气的温差较小，这时水的表面蒸发起主导作用，由于水有很大的汽化潜热蒸发散热量最高可占总散热量的90%以上。在冬季，因气温低、蒸发量小，热传导的作用增强，一般可由夏季的10%一20%增至50%以上。
3.3冷却塔的主要构件及作用
冷却塔通常由塔体、配水系统、淋水装置、通风设备、收水器和集水池(或水箱)等部分组成。
3.3.1塔体
塔体是冷却塔的外壳，也是气流通道，其形式和结构取决于冷却塔的类型，有圆形、方形等。目前大中型冷却塔多为钢筋混凝土结构，小型冷却塔多为玻璃钢结构。
3.3.2配水系统
配水系统设于冷却的作用是将需冷却的循环水均匀地分配到下部的淋水装置，以提高淋水装置的冷却效果。配水装置通常可分为管式、槽式和池盘式3种形式，此外还有喷水式配水装置。
3.3.3淋水装置
淋水装置又称填料，其作用是扩大需冷却的循环水同空气的接触面积并延长水气接触时间，以增加水、气间的热湿交换，提高冷却效率。填料是冷却塔的重要组成部分。其所产生的温降达整个塔温降的60%一70%。填料按照塔内水冷却的表面形式，一般可分为点滴式、薄膜式、点滴薄膜式三种类型。
3.3.4通风设备
自然通风冷却塔的通风设备是高大的通风筒，机械通风冷却塔的通风设备是风机，我国一般多采用置顶抽风式轴流风机。
3.3.5收水器
收水器通常用于机械式冷却塔，用以减少风吹损失，构造恰当的收水器可以取得良好的节水效果。收水器一般由1一3层曲折波纹板构成。
3.3.6集水池
集水池用以收集、储存冷却的循环水并调节水量，它位于冷却塔的塔底，通常也是积泥、排污、排空、补充新水、投加药剂以及同循环水管线相连接的部位。如不考虑储存或调节水量时，可设计成集水盘。目前中小型成品玻璃钢冷却塔常采用集水盘形式。集水池的容积多约为每小时循环水量的1/3~1/5。
4循环冷却水处理
4.1循环冷却水系统的问题
循环冷却水在不断循环使用过程中，由于水的温度升高、蒸发等原因，使得各种无机离子和有机物质不断浓缩，而冷却设施在经受风吹雨淋的同时，也把灰尘杂物等带入循环冷却水中，加之系统本身的设备结构和材料等多种因素的综合因素，循环冷却水系统会产生腐蚀、结垢、粘泥等各种严重的问题。
4.1.1腐蚀
所谓腐蚀，是指通过化学或电化学反应使金属被消耗破坏的现象，在循环水系统中，主要以溶解氧腐蚀为主，这种腐蚀除了会造成系统的输水管线、水冷设备损坏或使用寿命减少外，还会由于腐蚀造成水冷器泄漏而引起工艺介质的污染或计划外的停车事故等，另外由于腐蚀产生锈瘤，会引起换热效率下降或管线堵塞等危害。
4.1.2结垢
结垢是指水中溶解或悬浮的无机物，由于种种原因，而沉积在金属表面。敞开式循环冷却水系统的结垢的主要成分有碳酸钙和腐蚀产物二种。系统结垢主要引起水冷设备换热效率下降，管线的阻力增大，导致循环水量减少或细管的堵塞，多数情况下还伴有垢下腐蚀。
4.1.3粘泥
粘泥指金属列管等内壁附着的粘质膜，生物粘泥主要由细菌及藻类等微生物的分泌产物粘附了水中悬浮杂质而形成，生物粘泥的产生主要会导致传热效率下降，列管堵塞，增加局部腐蚀等危害。
4.2循环冷却水处理药剂
为了解决上述问题，往往需要向循环水系统中加入水处理药剂及水质稳定剂，来消除或减小循环冷却水对设备的损害，保证循环水系统的经济、正常、安全运行。循环水处理常用的有三类药剂：阻垢分散剂、缓蚀剂、杀菌灭藻剂。
4.2.1阻垢分散剂
阻垢分散剂是含有羧基、羟基、硫磺酸、膦酸基等基团的共聚物，由于它的直链上和部分支链含有膦酸基，因此具有优异的防垢性能，并有一定的防腐效果。阻垢分散剂通过晶格畸变，增溶，分散的作用抑制垢质的形成，减弱垢质的硬度。
4.2.2缓蚀剂
将缓蚀剂添加到水溶液介质中能抑制或降低金属和合金的腐蚀速度。它的用量很小(0.1%～1%)，但效果显著。缓蚀过程复杂，缓蚀剂有多种多样。概括起来讲，缓蚀剂是通过电化学作用和物理化学作用（主要是成相膜、吸附膜作用），来减小金属的腐蚀速率。
4.2.3杀菌灭藻剂
控制冷却水系统中微生物生长的最有效和最常用方法为向冷却水投加杀菌灭藻剂。杀菌灭藻剂种类繁多，一般都具备良好的杀生效果、黏泥和藻层的剥离能力、与其他水质稳定剂的相容性和宽广的 pH 值适用范围的特点。
杀菌灭藻剂可分为氧化性杀菌灭藻剂和非氧化性杀菌灭藻剂。
氧化性杀菌灭藻剂一般都是较强的氧化剂，能使微生物体内与新陈代谢有关的酶发生氧化反应而杀灭微生物，其也会对其他水处理药剂产生氧化分解作用，从而影响缓蚀剂、阻垢剂的处理效果。非氧化性杀菌灭藻剂则是以毒性作用于微生物的酶，干扰破化其正常的新陈代谢的进行。
4.3循环冷却水系统的运行管理
循环冷却水系统运行的日常管理主要根据水质变化情况进行及时相应调整，化验室每天定时进行分析并及时把数据回报有关部门和单位。以便及时对水质进行加药、排污、补水等调节。常用的循环水水质指标有钙硬度、总碱度、PH值、浓缩倍数、总磷、正磷、氯离子浓度、总铁、粘泥量、异养菌、电导率、浊度、悬浮物等。
4.3.1钙硬度、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。硬度指水中的钙镁离子浓度的总和，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，若水质条件发生变化，则必须相应调整水稳配方。
4.3.2pH值
随着浓缩倍数的升高， pH值也不断上升。当浓缩倍数一定时，循环水的pH值也趋于稳定。
4.3.3总磷、正磷及氯离子
测定循环水中总磷的目的是为了计算循环中有机膦的含量，缓蚀阻垢剂中含有有机膦酸盐，在循环水的运行过程中，如果遇到强氧化剂（如杀菌灭藻用的氯气、二氧化氯等）或高温，则有机膦会部分分解为硫酸根，降低药剂的有效成分。当循环水中的磷酸根含量过高时，还有生成磷酸钙沉淀的可能，因而应检测控制。氯离子浓度过高会加速设备的腐蚀，特别是不锈钢设备，对氯离子特别敏感，因而在运行中应检测控制。
4.3.4粘泥
循环水系统，温度适宜、通风良好、光照充足，是微生物生长的理想环境。在循环冷却水系统中，微生物的危害主要是生物粘泥带来的危害，生物粘泥一旦形成，就必须进行杀菌清洗剥离。
4.4清洗预膜
为了除去系统中的垢和腐蚀产物，需要对系统进行定期清洗，并为系统预膜作准备。使药剂在投加后稳定运行，减少系统内腐蚀产物及沉积物，当系统检修后重新开车或装置运行时间过长时，需要对循环水系统进行预处理。预处理包括化学清洗和预膜处理。
4.4.1化学清洗
化学清洗是针对整个系统进行的，其目的是为了清除因设备检修后换热设备和管道中的油污、电焊渣、腐蚀产物和沉积物等物质，使得投用缓蚀剂后能在设备表面形成一层致密、均匀的薄膜，以防止设备的腐蚀，同时提高换热效率，满足生产装置工艺操作条件，保证长周期平稳运行，降低能耗和延长设备的使用寿命。
4.4.2预膜
预膜又称基础处理，循环水系统的预膜是为了提高缓蚀剂的成膜效果，常在循环水系统初期投加较高浓度的缓蚀剂量，待成膜后，再降低药剂浓度维持补膜，即日常的正常处理。其目的是希望在金属表面上能很快形成一层保护膜，提高缓蚀剂抑制腐蚀的效果。预膜时的药剂可采用专用的预膜药剂也可利用循环水系统的日常处理药剂。
4.4.3清洗预膜实例
现已蓝星化工新材料（天津）厂2014年循环水系统清洗预膜方案为例，介绍清洗预膜工作。基本方案如下：
(一)目前循环水系统各项水质数据（2014年5月平均数据）
浊度 铁离子/ ppm PH值 钙离子/ ppm 粘泥量/ ml
最大值 11.00 0.07 9.56 35.91 0.80
最小值 1.00 0.04 9.29 27.93 0.50
平均值 2.52 0.05 9.47 31.66 0.67
(二)所需药剂
药剂名称 数量（Kg） 作用
PM105 1000 剥离粘泥（清洗）
PM109 5000 除锈除垢（清洗）
PM103 1125 缓蚀、阻垢剂（预膜）
CaCl2 根据水质分析数据投加控制Ca浓度在50PPM左右 补钙剂
(三)操作步骤：
1.大修前清洗：
（1）制定清洗日期的安排，在此期间通知调度所有的使用循环水的管线、阀门必须全部打开不得向外排放和向循环水内串水。
（2）12日9点开始清洗,一次性投加PM105药剂500kg（药剂浓度按120～150ppm,循环水现有水量按2500 m³计）。4小时后,一次性投加PM109药剂2500kg（药剂浓度按300～500ppm,循环水现有水量按2500m³计）。循环水系统持续运行。
（3）循环水系统清洗时间计划为24小时,运行过程中水质参数浊度、Ca2+、Fe2+离子浓度等应不断增加,直至这些参数测定值不再增加时，清洗方结束。期间监测出水和回水的PH值、浊度，钙、铁离子浓度。
（4）循环水系统停车，排放循环水，清理循环水池。
2. 预膜前的清洗：
（1）大修后，6月24日开始清洗,计划24小时完成。
（2）大量补水，同时投加PM105药剂500kg,待循环水池达到正常液位后，循环水装置开车。
（3）4小时后,投加PM109药剂2500kg,循环水系统清洗时间计划为24小时。期间监测水质变化，监测出水和回水的PH值、浊度，钙、铁离子浓度，其数据应逐渐升高，当出水、回水的参数数值达到基本一致，趋于平稳状态时，清洗结束。
（4）循环水置换。排污,同时补充新鲜水,至浊度
注:在此期间通知调度,所有使用循环水的装置管线阀门必须全部打开,清洗期间不得向外排水,补水。
3.预膜
投放预膜剂PM-103 1125kg,CaCL2 200kg,运行48小时,期间要求出水、回水的总磷指标在180～200ppm左右, Ca2+在50ppm左右,水温要求在28℃度左右。根据循环水现场挂片预膜情况来决定是否需要延长预膜时间。预膜完成后，逐渐用清水置换预膜药液（随排随补）,必要时添加日常药剂，使各项水质参数达到指标要求后，循环水系统进入正常的运行工作状态；
注:在预膜期间要求分析人员每两小时分析数据一次,趋于稳定后,每4小时分析数据一次。并做好记录。
5、结语
总而言之，对于企业而言，循环水处理工作具有相当重要的经济及社会效益。因此，企业只有进一步加强循环水处理技术的创新，制定科学合理的循环水管理体系，方可切实确保循环水处理系统运行过程的可靠性、高效性及其安全性，从而收到良好的水处理效果，推动企业的可持续发展。
参考文献
【1】周本省《工业水处理技术》，化工出版社，2003 年 3 月
【2】祁鲁梁、李永存、张莉《水处理药剂及材料使用手册》，中国石化出版社，2006 年 6 月
篇9
关键词：循环冷却水 水质稳定剂 缓蚀 阻垢
1 化肥循环水系统运行现状
我公司化肥厂循环水系统原用水稳剂Z851是公司研究所于20世纪80年代初期针对当时化肥系统运行工况研制开发的一种钼磷锌系水稳剂。该水稳剂对当时化肥厂的水处理起到了一定的积极作用。但随着时间的推移，化肥循环水系统的运行工况和水质状况都起了一系列的变化，Z851在应用中日渐暴露其不足，其主要表现为：缺少对铜换热器的缓蚀能力，碳钢腐蚀严重，结垢现象也较为突出，部分高温水冷器夏季有冷却不下来的现象，现场监测数据超标严重。表1、表2分别是化肥厂使用Z851水稳剂条件下现场监测数据和水冷器垢样分析结果。
从表2数据来看：铜和不锈钢水冷器垢样中的结垢因子（CaO+MgO+P2O2）都在40％以上，ZnO质量分数在20％以上，说明循环水系统中结垢和锌盐沉积都相当严重[1]；而碳钢水冷器垢样中的Fe2O3含量又反映出碳钢的腐蚀也是不容忽视的，从表1数据又同时印证系统结垢腐蚀的严重性。这说明使用Z851水稳剂，其缓蚀阻垢性能都已远不能满足目前化肥循环冷却水系统的运行状况，为此研制开发新型水稳剂势在必行。
2 新型水稳剂的实验室研制
化肥厂循环冷却水的补充水有两种水源：水库水和河道水，具体水质数据见表3，一般现场使用时是一种水源单独补加，当某种水源供水不足时，再换用另一种水源，但两种水都是超低硬度、低碱度的强腐蚀性水，经浓缩5－7倍后，仍有一定的腐蚀性，又呈现较强的结垢趋势，这对开发新水稳剂提出了更高的要求，要求其不仅有优良的缓蚀性能，同时有很好的阻垢分散性能。
表1 化肥厂近两年现场监测试管数据 年份 碳钢试验 铜试验 腐蚀速率／
（mm·a-1） 粘附速率／
(mcm) 腐蚀速率／
（mm·a-1） 粘附速率／
(mcm) 1998 0.2268 18.22 1999 0.2473 29.17 0.2229 10.58 总公司标准
(550℃灼减) w
(950℃灼减) w
(酸不溶物) w
(CaO+MgO) w
(P2O5) w
(Fe2O3) w
(Al2O3) w
篇10
关键词：油污清洗剂 循环冷却 除油
1 前言
在炼化系统中，随着冷换热设备运行周期的不断增长，冷换设备不断老化，再加上物料腐蚀、操作波动等因素，导致冷换设备的物料泄漏成为炼油生产中常见的问题。泄漏的物料进入循环水系统后，致使循环水水质恶化，水处理难度加大，水体平衡被破坏，水处理药剂对冷换设备的缓蚀阻垢性能降低，最终造成保护膜不能形成或形成的保护膜不完整而使管束产生局部腐蚀。另外泄漏的物料还会在金属管壁上粘附，同时使原有浮在水中的微生物粘泥、灰尘、污垢等在管束内集起，形成沉积物，进而形成沉积物下腐蚀。因此，循环水中漏入介质后，循环水的水质处理成了循环水处理的棘手问题，油污清洗剂是解决这一问题的有效措施。
2 除油方法及作用机理
由于炼化系统中泄漏油品较为常见，因此，行内的专家对漏油后循环水处理技术推出的也较多，目前常用的方法主要有化学除油方法和生物除油方法两种。
化学除油方法是利用除油剂将水中的油品均匀分散乳化而改性，或利用集油剂把水中的油品聚集成一层厚油漂浮水面，并通过漂油、收油等方法加以去除。生物除油方法则是利用生物酶制剂，通过氧化、脱氢、脱卤、脱碳、水合等一系列的生物和化学作用，使粘性的油块，变性成为松散的非粘性的物质，并可随循环水的排污而带出系统。
大庆炼化公司循环水除油采用的是化学方法，即将油污清洗剂加入水中，通过破乳将油不断地聚集在水体表面，并通过收油设施实现油水分离。该油污清洗剂的作用机理是通过分子壁上带有的正电荷破除O/W或W/O型乳化油，通过具有较强渗透能力的渗透剂直接作用于碳链来加速破乳，最终实现除油。
3 SY-102型油污清洗剂的主要性能
⑴ SY-102型油污清洗剂是一种有效的渗透剂、分散剂和微生物分散剂，该产品的独特性主要来自于它同时具有疏水性和亲水性，在抑制蜡油、石油和微生物等有机物造成沉淀方面尤其有效，当用作生物分散剂时，由于含有醛类杀生剂，因此，它能够强化任何生物杀生剂的效力，它的存在使杀菌剂更好地渗入菌泥和大量藻类中，使杀生剂更直接作用于微生物细胞。
⑵ SY-102型油污清洗剂的疏水性使其能在金属表面形成一层有机物保护膜，防止腐蚀，因此对系统不会产生腐蚀影响。
⑶ SY-102型油污清洗剂是一种阳离子型的高分子有机物，与常用的缓蚀阻垢剂的配伍性良好。
4 系统应用概况
大庆炼化公司共有四个循环水场。总供水能力为47000t/h，其中第三循环水场泄漏比较频繁，因此，在该系统油污清洗剂使用量与使用频次较多，使用效果也较为明显。该系统总设计供水能力18000t/h，于1999年投产，主要担负ARGG装置，油厂的循环水供给，目前运行浓缩倍数平均在4倍以上。2003年，因ARGG装置的3台柴油换热器交替泄漏，造成水质浊度、油含量严重超标。虽及时发现问题，并将泄露换热器切出系统进行处理，但因泄露反复，不仅使水质恶劣，而且油污还在冷却塔填料、喷头、冷换热设备表面等处粘结聚集，对此，在调查研究的基础上，我们选用SY-102反向破乳油污清洗剂进行除油处理，取得了较好效果。
5 漏油后水质状况及危害
炼油装置泄露后对循环水系统及冷换设备都有较大的冲击，主要表现在以下几个方面：
⑴ 循环水浊度大幅度上升，在第三循环水场浊度最高达到964.15mg/L，为正常水平的近48倍；水中的生物粘泥大幅度上升，最高为11.2mL/L3，为正常水平的近4倍；水中溶油含量最高达到36.07g/L，为正常水平的近6倍。腐蚀率、粘附速度大幅度上升。
⑵ 泄漏的油经凉水塔喷淋冷却后，黏附在冷水塔喷头与邻水填料表面，降低了淋水填料的散热性能，影响冷却塔的冷却效果。同时由于循环水的冲刷，粘附的油缓慢释放，使循环水水质无法在短期内恢复至原有水平。
⑶ 未经凉水塔隔离的油通过循环水泵再次进入系统循环，在低流速处沉积，引起垢下腐蚀，同时进入旁滤系统，造成滤料失效，且无法恢复。
⑷ 油膜沉积在换热管束表面影响了传热效果，同时阻碍了药剂缓蚀阻垢能力。
6 SY-102反向破乳油污清洗剂的除油过程
根据药剂供应商提供的操作方案，现场使用时，为了达到既经济又能起到较好除油效果，投加时采用从高浓度到低浓度分段投加。每个阶段加入浓度分别为120mg/L 、80 mg/L、50 mg/L，每次加药后封闭运行24～48h。
⑴ 油污清洗剂加入水中8～10h后，水中浊度开始下降，即清洗剂产生了分散作用。
⑵ 水中油含量变化。油含量从加药前的5.35mg/L降低到0.91mg/L，减少了4.44mg/L，去除率达到97.2%。从含油的变化情况看，该药剂以达到了破乳除油的效果。
⑶ 水体表面聚油增多，水中乳化油逐见减少，原有的小颗粒渣油逐渐聚集成大微粒悬浮在水表面，通过收油去除，水质逐渐澄清。
⑷ 水中生物粘泥量迅速减小，24h后水中的粘泥从11.2mL/m3下降到 4.0mL/m3。
