循环冷却水系统水处理方案一、格瑞企业简介：兰州（格瑞）缓蚀技术研究所是专业从事化学清洗、水处理和金属防腐蚀技术研究与应用开发的科技实体，拥有一批在化学清洗和水处理技术领域具有丰富实践经验和行业领先水平的专家及一流的实验研究检测设备，下设化学清洗、水处理、金属防腐蚀、精细化工、生物技术等五个专业研究室，先后研究成功六十多项高新实用技术。其中格瑞化学清洗和防腐蚀技术荣获三项国家发明奖，四项填补国内外空白，五项获国家部、省级技术鉴定。在化学清洗、水处理和金属防腐蚀技术领域处国内外领先水平。研制的格瑞中性无酸安全清洗技术是国内该领域唯一获得中国锅炉水处理协会注册认证和国家质检总局备案推广的技术产品。格瑞工业清洗、水处理和防腐蚀技术产品已取得中国质量认证中心ISO9001国际质量管理体系认证资质。二、循环冷却水系统普遍存在的问题敞开式循环冷却水系统中，由于水温的升高，流速的变化，冷却水的蒸发，各种无机离子和有机物质的浓缩，冷却水直接与空气接触，溶解氧含量高，水中的藻类繁殖很快，加之冷却水系统的蒸发损失，飞溅损失、泄漏损失和排污损失的影响，使系统的补水量较大。这些都是造成系统结垢、氧腐蚀、有害离子腐蚀和微生物腐蚀的重要原因。水垢的附着，设备腐蚀和微生物的大量滋生，可导致系统粘泥污垢堵塞管道，水质指标低劣，换热效率下降，对企业的产品质量、安全生产和节能降耗造成严重威胁。因此，选择经济实用的水处理方案，可有效的改善和解决以上问题。（一）水垢析出降低传热效率一般天然水中都溶解有重碳酸盐,这种盐是冷却水发生水垢附着的主要成份。在直流冷却水系统中，重碳酸盐的浓度较低。在循环冷却水系统中，重碳酸盐的浓度随着蒸发浓缩而增加，当其浓度达到饱和状态时，或者经过换热器传热表面使水温升高时，会发生下列反应：Ca(HCO3)2 CaCO3+CO2+H2O冷却水经过冷却塔向下喷淋时，溶解在水中的游离CO2气体逸出，这就促使上述反应向正反应方向进行，这样CaCO3沉淀就附着在换热器的传热表面，积累形成致密的碳酸盐水垢，使传热表面的传热性能下降。不同的水垢，其导热系数不同，但一般不超过1.16w/mk，远远低于钢材的导热系数45w/mk。由此可见，水垢必然造成换热器的传热效率下降。水垢附着的危害很大，轻者降低换热器的传热效率，影响产量；重者堵塞管道，影响安全生产。例如安阳某企业换热器水垢附着严重，半个月内就使热负荷下降到50%，不得不临时停产清洗，造成重大的经济损失。（二）设备腐蚀影响生产和缩短使用寿命在循环冷却水系统中,大量的设备是金属制造的换热器。对于碳钢制造的换热器，长期使用循环冷却水,会发生腐蚀穿孔，其腐蚀的原因是多种因素综合造成的。1、冷却水中溶解氧引起的电化学腐蚀敞开式冷却循环水系统，水与空气中氧气能充分地接触时，因此水中溶解的O2可达到饱和状态。当碳钢与溶有O2的冷却水接触时，由于金属表面会形成许多腐蚀微电池，微电池的阳极和阴极区分别发生下列的氧化化和还原反应：在阳极区 FeFe2+2e在阴极区 1/2O2+H2O+2e2OH-在水中 Fe2+2OH-Fe(OH)2Fe(OH)2 Fe(OH)2O2以上反应机理，促使微电池在阳极区的金属不断的被溶解而被腐蚀。2、有害离子的腐蚀循环冷却水在浓缩过程中，除重碳酸盐浓度随浓缩倍数增长而增加外，其它的盐类如氯化物、硫酸盐等的浓度也会增加。当Cl-和SO(2-)(4)离子浓度增高时，会加速碳钢的腐蚀。Cl-和SO(2-)(4)离子会使金属表面保护膜的保护性能降低，尤其是Cl-离子半径小，穿透性强，容易穿过膜层，置换氧原子形成氯化物，加速阳极过程的进行，使腐蚀加速，所以氯离子是引起点蚀的原因之一。对于不锈钢制造的换热器，Cl-是引起应力腐蚀的主要原因，因此冷却水中Cl-离子的含量过高，常使设备上应力集中部位，如换热器花板上胀管的边缘迅速受到腐蚀破坏。循环冷却水系统中如有不锈钢制的换热器时，一般要求Cl-的含量不超过300mg/l。3、微生物引起腐蚀微生物的滋生也会使金属发生腐蚀。这是由于微生物排出的粘液与无机垢和泥砂杂物等形成的沉积物附着在金属表面，形成氧的浓差电池，促使金属腐蚀。此外，在金属表面的沉淀物之间缺乏氧，因此一些厌氧菌（主要是硫酸盐还原菌）得以繁殖，当温度为2530时，繁殖更快。它分解水中的硫酸盐，产生H2S，引起碳钢腐蚀，其反应如下：SO(2-)(4)+8H+8e S2-+H2O+能量（细菌生存所需）Fe2+S2- FeS铁细菌是钢铁锈瘤产生的主要原因，它能使Fe2+氧化成Fe3+，释放能量供细菌生存需要。Fe2+ Fe3+能量（细菌生存所需）上述各种因素对碳钢引起的腐蚀常使换热器壁被腐蚀穿孔，形成渗漏，或工艺介质泄漏入冷却水中，损失物料，污染水体；或冷却水渗入工艺介质中，使产品质量受到影响。当被腐蚀穿孔的管子数量不多时，可采取临时堵管的办法，使换热器在减少传热面的情况下继续使用。当穿孔的管子过多时，换热器传热面减少得太多，失去冷却作用，此时只能停产更换。因此腐蚀与水垢一样，都是危害企业安全生产、造成经济损失的“大敌”。 兰州缓蚀技术研究所的GR-945缓蚀阻垢剂就是一个高效的水处理剂，我市的宝源焦化公司、平煤朝川焦化公司、平煤建井一处、平煤建井三处、平煤飞行化工公司等多家公司已经成功使用。三. 冷却循环水处理范围及目的3.1. 本方案主要包括以下内容1. 系统传热界面的防垢阻垢；2. 完善的水处理技术方法；3. 水质指标测评和效果评价。3.2. 本方案主要包括以下目标1. 提高系统的压缩效率，节约能源降低冷却水消耗量；2. 延长检修周期，降低检修费用；3. 有效控制系统浓缩倍数，减少补水和排污量；4. 控制腐蚀速率，延长设备使用寿命；5. 在不增加企业岗位和人员的前提下，保证企业的安全、稳定、长周期运行生产。3.3. 系统基本概况1. 系统保有水量：120m3；2. 系统循环水量：80m3/h；3. 补水量： 20m3/天； 4. 系统排污量： 5m3/天；5. 进、出口温差： ；6. 补水水质：pH值：7.0 ； 碱度（mmol/L）： 1.5总硬度（mmol/L）：4.5； 7. 循环水水质控制指标：pH值：8-9 总硬度：40mmol/L Cl-:按补水氯离子2-4倍控制 8.控制循环水电导率，按3-4倍补给水电导率控制 ： 3.4. 水处理基本工艺 1.缓蚀阻垢：按系统保有水量每吨水加入GR-945 80g，一次性投入水系统，正常运行，补水时同比例加入。当系统浓缩倍率达到34倍时须进行排污，排污率为1520%。浓缩倍率可以水中Cl-离子浓度测定。即k=Cl循-/Cl补-，其中k为浓缩倍率，Cl循-为循环水中Cl-离子浓度，Cl补-为补充水中Cl-离子浓度。 2. 每月取循环水样分析一次。 当循环水指标超过标准时，采用加大排污或增加排污次数以降低循环水指标。3.5. 循环水水质处理预期达到的效果经上述水质处理，冷却循环水应达到以下标准：1. 循环冷却水系统中压缩空气设备的水侧管壁的年污垢热阻值宜为：1.7210-43.4410-4m2k/w 2. 循环冷却水中的异养菌数宜小于5105个/ml，粘泥量宜小于4ml/m3。3.6. 费用预算费用计算（GR945）缓蚀阻垢剂：80克/吨20吨/天350天48元/1000克=560公斤48元/公斤=26880元全年费用26880元四. 注意事项在实际运行中，GR-945使用量随补水量确定。使用量标准为：GR-945 80g/吨水必须按维持投药的时间按时投药，不能以目测结果来确定加药时间，若出现结垢现象，可提高加药量进行适当调整。