循环冷却水的水质稳定13.课件.ppt

1、 水在循环冷却过程中，由于水分的蒸发，溶解盐类浓缩，二氧化碳的逸出，外界污染物的进入等原因，会产生结垢、腐蚀及菌藻繁殖等现象，将影响循环水系统的正常运行，甚至引起生产工艺上的失调。为了使循环冷却水不产生上述现象而采取的水质控制措施，常称做水质稳定水质稳定。循环水工艺流程循环水工艺流程影响循环水水质稳定性的因素影响循环水水质稳定性的因素循环冷却水系统运行过程中水质的变化循环冷却水系统运行过程中水质的变化水质处理方法水质处理方法判断水质稳定程度的指标判断水质稳定程度的指标结垢的控制结垢的控制 We are not angel any more循循环环冷冷却却水水的的水水质质稳稳定定循环水处理工艺流

2、程 水垢的主要成分是碳酸钙(及氢氧化镁)。碳酸钙、重碳酸钙；游离CO2在水中存在下列平衡关系： Ca2+ + 2HCO3- CaCO3 + CO2 + H2O 当它们的浓度符合此平衡条件时，水质呈稳定状态；否则，将产生化学结垢或化学腐蚀。 造成碳酸钙沉积而产生水垢的原因有：水在冷却塔中与空气接触时，水中原有CO2逸入大气，破坏了上述平衡，使平衡向右移动；重碳酸盐受热分解；水的蒸发，使循环水中溶解性碳酸盐浓缩；在换热器热水出口端，由于水温升高，提高了平衡CO2需要量，造成CO2含量不足； 当水温降低时，水中平衡CO2需要量也降低，使水中的CO2超过平衡浓度，CaCO3溶解，水失去稳定性而具有腐蚀

3、性。此外，无机酸的存在，亦产生腐蚀性。化学腐蚀化学腐蚀 属器壁或管壁的不同部位，由于材料的化学组分不均匀或沉积物不均，而具有不同的电极电位，当它们浸入有电解质杂质和溶解氧的水溶液中时，就形成局部原电池。电极电位较高的部位(如碳钢的渗碳体)成为阴极，而电极电位较低的部位(如碳钢的铁素体)成为阳极。以碳钢的电化学腐蚀为例 溶于水中的Fe2+进一步生成Fe(OH)2、Fe(OH)3、FeCO3等而沉积于器壁。由反应式可见，低pH位和溶解氧的存在，能加速腐蚀进程。 循环水系统中，由于水温较高，为各种微生物的生长繁殖创造了条件。铁细菌能吸收溶解性铁化合物，使之变成包围在铁外的不溶性粘泥状氧化铁；硫酸盐还

4、原卤可把水中硫酸盐变成腐蚀性的H2S；真茵粘液能促进粘垢的形成；藻类的代谢产物(溶解氧)能强化腐蚀过程；后生动物造成严重的机械阻塞， 补给水及周围环境(如空气)带进循环系统的泥砂及其它无机物、油类及其它有机物，与系统内积聚和生成的无机物、茵藻等，可通过机械沉积作用而产生各种污垢。机械作用机械作用 循环冷却水系统运行过程中水质的变化 CO2含量降低 当冷却水中溶解的重碳酸盐较多时，水流通过换热器表面，特别是温度较高的表面就会受热分解，当循环水通过冷却塔，溶解在水中的C02会逸出，水的pH值升高，如水中溶有适量的磷酸盐与钙离子时，也将产生磷酸钙的沉淀。 CaCO3和Ca3(PO 4)2属微溶性盐，

5、其溶解度随 着温度的升高而降低，从而引起循环水结垢 碱度增加 随着循环冷却水被浓缩，溶解在水中的C02逸出，冷却水的碱度会升高。 PH值升高 补充水进入循环冷却水系统后，水 中游离的和半结合的酸性气体C02在曝气过程中 逸入大气而散失，故PH值升高。 浊度增加 一方面补充水进入循环冷却水中后由于被不断蒸发、浓缩，另一方面循环冷却水在冷水塔内反复与大量的工业大气接触，把大气中的尘埃洗涤下来并带入循环冷却水中形成悬浮物，导致水中悬浮物和浊度升高。 溶解氧浓度增大 补充水进入循环冷却水系统后，在冷却塔内的喷淋曝气过程中，空气中的氧大量进入水中成为水中溶解氧，而溶解氧常是加速腐蚀的主要因素。 含盐量升

6、高 补充水在循环过程中被蒸发时，水中无机盐等非挥发性物质则仍留在循环水中，故增大了循环水的结垢和腐蚀倾向。 有害气体的进入 循环冷却水在冷却塔内与工业大气反复接触时，大气中的SO2、 H2 S、NH3等有害气体不断进入循环水中，增进了对钢、铜、铝合金的腐蚀。 异养菌的生长 循环冷却水中，异养菌的生长繁殖最快，数量也最多，这类细菌能产生致命的粘液，产生生物黏泥，对循环水危害很大水质处理方法 为了保证系统长期、有效、安全的运行，必须定期对系统进行清洗、预膜、加药、排污、补充新鲜水，对水质、腐蚀性等情况进行日常监控。 水质的稳定处理 防水垢的稳定处理法 控制循环冷却水的浊度 菌藻的处理 黏泥的处理

7、预膜 水质的稳定处理 影响循环水稳定的因素有水质污染、脱C02、浓缩作用、水温变化等。先进的水质稳定处理，使循环水系统能在较高的浓缩倍数下运行，既满足生产需要，又达到节水的目的。对于一个冷却系统而言，从直流水改为循环水，并浓缩23倍，那么其用水量将锐减至原来的05 10 ，所以我们将浓缩倍数严格控制在23倍，选用缓蚀阻垢剂为YS一201，根据每天化验的结果，确定加药量，目的是增加磷(P)含量，除垢，保持水质稳定。但过多的提高浓缩倍数会使循环冷却水的硬度、碱度和浓度升得太高，水的结垢倾向增大很多，从而使结垢控制的难度增大。高的浓缩倍数还会使循环冷却水的腐蚀性离子和腐蚀性物质的含量增加，水的腐蚀性

8、增加，从而使腐蚀控制难度增加，同时还会使药剂在冷却水系统中的停留时间增大而水 解，因而冷却水的浓缩倍数并不是愈高愈好。 防水垢的稳定处理法 根据所选用的处理方案和浓缩倍数的要求，控制成垢物质进入冷却水中的量，把补充水软化到一定程度，控制水中钙离 子的含量； 在循环水中加碱或二氧化碳降低pH值，以控制水中碳酸根离子； 使用阻垢剂破坏CaCO3 等盐类结晶增长的过程，以达到控制水垢形成的目的 控制循环冷却水的浊度 一般循环冷却水的浊度应控制在1O15mgL。主要是控制方法有：采取有效的旁滤处理；控制补充水的浊度；在风沙大的地区，应在冷却塔周围砌上短墙，防止风沙入侵到冷却水系统；控制微生物的繁衍，防

9、止粘泥的大量产生；注意清除塔池积泥。 菌藻的处理 一周做一次化验，根据化验结果决定是否需加杀菌剂。投药前先将循环水浓缩倍数控制在标准范围内，关闭排水阀和补水阀，使系统处于无泄水状态，以免降低药剂浓度，投药后，药剂在水中停留1214小时后，大量补水及排水，直至泡沫消除干净。 粘泥的处理 定期进行彻底清理(主要是装置检修、停产过程中)日常浊度小于20ppm，悬浮物小于30ppm，含油小于5ppm，严格控制，及时开排污阀进行排污 预膜 为了防止系统管道、冷却器等内部腐蚀，在每次检修后，开车运行前进行预膜，使设备，管道内壁形成一层保护膜 为了判断水质的稳定程波，确定循环水结垢或是腐蚀的趋势，提出了许多

10、指标，但这些指标都有一定的局限性，使用时要注意条件。 饱和指数IL是水的实测pH值与CaCO3饱和时的pH值(pHs)之间的差值：饱和指数可用来判断水是否有结垢或腐蚀的倾向。当IL0时，表示水中CaCO3、CO2、Ca(HCO3)2在该温度条件下保持平衡，既不产生结垢，也不腐蚀，水质稳定； 当IL0时，CaCO3处于过饱和，有析出水垢的倾向；当IL0时，CaCO3处于末饱和，而CO2过量，水有腐蚀倾向。一般在实用上，如JL在土(0.250.30)范围内，可以认为是稳定的，若超出此范围，则需处理 机械沉积、化学结晶和生物粘着都能在通水设备的壁上形成垢物。机械沉积可通过降低悬浮固体浓度及控制水流速

11、度而预防，生物粘着可通过杀菌而得到防止。本节主要讨论防止化学水垢的稳定处理。 防止产生水垢的方法有：(1)软化原水，尽量降低补给水的碳酸盐硬度；(2)定期排污，并补充含盐量低的新鲜水，使循环水中碳酸盐浓度不致超过允许值；(3)将补给水的碳酸盐硬度经加酸处理转化为非碳酸盐硬度，从而降低水中碳酸盐硬度(酸化法)；(4)加入阻垢剂，提高循环水中允许的极限碳酸盐硬度；(5)补充CO2，提高循环水允许的极限碳酸盐硬度(碳化法)；(6)磁化循环冷却水，使水垢呈悬浮的细颗粒状而不易沉积，并促使老垢脱落(磁化法)。 通过加酸使碳酸盐硬度转化为溶解度较大的非碳酸盐硬度，使循环水的碳酸盐硬度降低到极限碳酸盐硬度以

12、下。其反应式为: Ca(HCO3)2十H2SO4CaSO4十2CO2十2H2O,Mg(HCO3)2十H2SO4MgSO4十2CO2十2H2O 由于氯离子的腐蚀性大，通常多投加硫酸。这种方法适用于补给水的碳酸盐硬度大的情况，并要求酸化后产生的硫酸钙浓度小于相应水温下的溶解度。为了保证处理效果，应经常监测碳酸盐硬度、pH值、水温、酸浓度，并严格控制加酸量酸化法酸化法 加阻垢剂提高极限碳酸盐硬度是现代稳定处理防止致垢盐类结垢的主要方法。聚磷酸盐曾长期被用作缓蚀阻垢剂。近年来，新型阻垢剂的研制和应用有很大的进展，行机磷酸盐(磷酸盐)和低分子量聚独酸类阻垢剂得到广泛应用。阻阻垢垢剂剂法、法、碳碳化化法法和和磁磁化化法法 是采用姻道气等向循环水补充CO2，可抑制重碳酸盐的分解，从而提高允许的极限碳酸盐硬度。此法要求严格控制CO2的 通入量，否则将产生腐蚀。 即是水经磁化处理后，水垢的晶体变形，结晶颗粒变小，使水坊呈悬浮状分散在水中，并促使老垢脱落。磁化法磁化法Thank You