一、前言
為了保證水暖設(shè)備長周期、安全、滿負荷運行,確保生產(chǎn)裝置正常運行,循環(huán)冷卻水中投加一定量的化學品(水處理藥劑)來減少或延緩由于冷卻水造成水冷器的腐蝕、結(jié)垢及生物粘液等障礙,這是目前國內(nèi)外最常用的方法。根據(jù)裝置工藝及水質(zhì)情況,經(jīng)綜合考慮,提出切合實際的水處理治理方案。
“三分藥劑、七分管理”是我國水處理工作者長期實踐經(jīng)驗的總結(jié),嚴格按照本手冊要求進行操作,以確保水處理最佳效果。
二、玻璃鋼冷卻塔水質(zhì)條件及參數(shù):
1、水質(zhì)條件
PH8.34
Ca2+(以CaCO3計)210.2mg/l
電導率1540
總硬度(以CaCO3計)110.8mg/l
總堿度(以CaCO3計)220.4mg/l
Cl-269.8mg/l
2、玻璃鋼冷卻塔參數(shù)
循環(huán)水量Q:7000m3/h
保有水量V:4000m3
蒸發(fā)損失E:88.0m3/h
排污水量B:25m3/h
補充水量M:115m3/h
溫差△t:10℃
濃縮倍數(shù)k:2.0-3.0
循環(huán)冷卻水系統(tǒng)操作管理方法
正常運行方案:
HM-106A緩蝕阻垢劑50mg/l沖擊加入1次/天
HM-106B銅緩蝕劑10mg/l沖擊加入1次/天
HM-816殺菌劑20mg/l沖擊加入2-3次/周
HM-811殺菌滅藻劑80mg/l沖擊加入1次/周
1、緩蝕阻垢劑投加方案及頻率
第一次向水池中分別投加HM-106A200.0kg。HM-106B40kg
日常加藥量每天加入HM-106A、50KgHM-106B10kg
B菌劑投加方案及頻率
夏季:每周一,周三向水池內(nèi)加HM-81680kg;每周五向水池內(nèi)沖擊加入HM-811殺菌滅藻劑320kg
冬季:每10天向水池內(nèi)沖擊加入HM16殺菌劑80kg,HM11殺菌劑300g。
HM-816與HM=811隔3天加入,不可同時投加。
2、藥劑濃度的控制
現(xiàn)場系統(tǒng)必須保持一定濃度的緩蝕阻垢劑,因此必須采用連續(xù)加藥方式,定期檢測循環(huán)水中藥劑濃度,控制總磷4-8mg/l。
3、濃縮倍數(shù)的控制
為了保證水處理效果,必須控制一定的排污量,控制濃縮倍數(shù)5.0,采用連續(xù)補充、連續(xù)排污。以循環(huán)(中國水處理網(wǎng)首發(fā))水中某離子濃度與補充水中某離子濃度比值計算。
三、現(xiàn)場監(jiān)測及藥劑效果的評定
節(jié)能冷卻塔循環(huán)冷卻水系統(tǒng)建立有效的監(jiān)測手段,是保證系統(tǒng)良好運行不可少的方法。由于循環(huán)水系統(tǒng)水量大,流程長,所以藥劑在系統(tǒng)中停留時間較長,致使發(fā)生問題在短時間內(nèi)表現(xiàn)不明顯,建立必要的監(jiān)測手段,就可以在發(fā)生問題之前,揭示問題所在,以便查找原因即時對藥劑及水處理工藝參數(shù)作適當調(diào)整。
四、節(jié)能冷卻塔出現(xiàn)的主要故障
敞開式循環(huán)冷卻水系統(tǒng),節(jié)能冷卻塔一般情況下主要發(fā)生以下四方面的故障:
4、氯離子的危害
氯離子和硫酸根離子均屬水中腐蝕性離子,特別是氯離子會破壞金屬表面形成的鈍化膜,它能穿過細孔而產(chǎn)生點蝕,特別在污垢存在時。
由于垢下是個貧氧區(qū),故成陽極;而水中Cl-可以擴散進入陽極區(qū),形成金屬氯化物,即Fe→Fe2++2eFe2++2Cl-→FeCl2,而金屬氯化物又可進一步水解產(chǎn)生HCl,這又使鐵的溶解速度加劇,FeCl2+2H20→Fe(OH)2+2HCl這樣垢下小孔中PH不斷下降,使得小孔中溶液不斷酸化,又促進腐蝕,故氯離子還有自催化的特征。Cl-不僅易產(chǎn)生點蝕,而且對不銹鋼設(shè)備,特別是直式水走管內(nèi)的水冷器,由于Cl-濃縮產(chǎn)生應力腐蝕開裂。降低工業(yè)水中氯離子含量,對改善設(shè)備腐蝕狀況有一定作用。但采用冷卻水化學處理技術(shù),控制水冷器的污垢沉積,防止垢下氯離子的濃縮是對不銹鋼設(shè)備處理的關(guān)鍵。
3、生物粘泥問題
所謂生物粘泥,主要是指金屬列管內(nèi)壁附著的粘性膜,粘泥主要由于循環(huán)水中細菌及藻類等生物的分泌物,同時粘附了水中懸浮雜質(zhì)而形成的,生物粘泥產(chǎn)生后果與結(jié)垢一樣,同樣會影響傳熱、堵塞列管,引起局部垢下腐蝕等危害。
影響生物粘泥產(chǎn)生的主要原因有水溫、PH、溶解氧、營養(yǎng)源、金屬表面特性,更主要的是工藝物料的滲漏,細菌藻類在短時間內(nèi)大量繁殖,同時引起水中COD急劇升高,這一點應引起水質(zhì)管理人員的充分注意。
2、結(jié)垢問題
結(jié)垢問題是指在水中溶解或懸浮的無機物,由于種種原因而沉積在金屬表面,敞開式循環(huán)冷卻塔水系統(tǒng)結(jié)垢主要成份有碳酸鈣和腐蝕產(chǎn)物兩種。由于緩蝕劑作用,致使腐蝕產(chǎn)物大大減少,所以碳酸鈣垢及磷酸鈣垢和鋅垢為主要成份。
由于垢的產(chǎn)生,會引起玻璃鋼冷卻塔傳熱效率下降,管線的阻力增大,導致循環(huán)水量減少或列管的阻塞等。敞開式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中影響結(jié)垢主要因素是冷卻水、PH、Ca2+、總堿度、循環(huán)水濃縮倍數(shù)、水溫、流速及金屬表面光潔度等。
1、腐蝕問題
所謂腐蝕,及金屬和它所在環(huán)境之間的化學式電反應而引起的破壞現(xiàn)象,
陰極反應是鐵的溶解:2Fe--->2Fe2++4e
陽極是還原反應:O2+2H2O+4e--->4OH-
冷卻水系統(tǒng)中,腐蝕主要是由氧腐蝕為主,這種腐蝕反應在敞開式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中引起的危害,除了使系統(tǒng)的輸水管線、水冷設(shè)備的壽命減少或損壞等損失之外,還有由于漏損造成的產(chǎn)品污染或引起的非計劃停車等間接損失。另外由于腐蝕產(chǎn)生的銹瘤也會引起水冷的傳熱效率下降或管線阻塞等結(jié)垢障礙。一般在冷卻水系統(tǒng)中,如不使用化學處理方法,碳鋼的腐蝕速度,一般均勻腐蝕率在80-100mg/dm2的范圍內(nèi),但發(fā)生點蝕的部位腐蝕速度可達到均勻腐蝕速度的4-10倍。
五、日常管理目標值
為保證運行效果,節(jié)能冷卻塔在日常管理時,應對補充水和循環(huán)水進行化學分析監(jiān)測,具體項目如下:
項目指標分析頻率分析方法
PH8.8-9.61次/天玻璃電極法
濁度mg/l<201次/天分光光度法
鈣硬度(以CaCO3計)mg/l210-6301次/天EDTA滴定法
總硬度(以CaCO3計)mg/l110-3301次/天EDTA滴定法
總堿度(以CaCO3計)mg/l220-6601次/天指示劑法
Cl-mg/l<8001次/天硝酸汞滴定法
濃縮倍數(shù)2.0-3.01次/天
總磷(以PO43-計)mg/l4-81次/天鉬酸銨分光光度法
生物粘泥ml/m3<41次/周尼龍網(wǎng)法
碳鋼掛片腐蝕率mm/a0.1251次/2月
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