优化循环水系统参数,提高设备运行效率

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1、优化循环水系统参数，提高设备运行效率优化循环水系统参数，提高设备运行效率唐钢气体公司2010年9月10优化循环水系统参数，提高设备运行效率一、背景概况唐钢水处理中心是华北最大的水处理中心，它是唐钢重大循环经济和节能减排工程之一。从09年10月起，唐钢关停所有深井水，实现废水零排放，同时不再购买新水，采用城市中水作为唯一生产水源，这在国内钢铁行业中尚属首家。基于这样的背景，我们唐钢气体生产用补充水源一律从深井水补充改变为水处理中心的中水水源。二、考虑因素水源的改变带给我们循环水运行新的问题，由于初期中水水质各种参数变化较大，即使

2、变更了运行方案也要随着不断变化的中水进行调整，难度较大，像电导率、铁离子等参数的增大，所以循环水的系统参数的优化一直在困扰着。1、循环水的主要控制指标及对设备的影响1）浊度：表示水中悬浮固体含量，所表示的颗粒粒径为1nm-1μm，即通常所说的胶体物质。因为胶体物质对循环冷却水产生污垢、菌藻兹生起着至关重要的作用。循环冷却水的浊度对换热设备的污垢热阻和腐蚀速率影响较大，所以要求越低越好。运行的实践证明循环冷却水系统设有旁滤池时，浊度可控制在5mg/l以内，一般工厂企业的循环冷却水的浊度可以控制在10mg/l以下，浊度不应大于20

3、mg/l。2）PH值：一般要求6.8-9.5之间，PH值范围的控制宽窄，直接反映的是药剂缓蚀阻垢性能的提高，控制在中性与弱碱性之间较合理。3）钙硬度＋甲基橙碱度：采用综合指标两项合计更加科学。CO32-是随着H+的浓度而改变的，当H+高时，CO32-转化为HCO3-，而增大了溶解度，因此导致CaCO3沉淀是由两个因素构成的，即H+浓度（碱度）和Ca2+含量两个因素构成的。4）总铁：10优化循环水系统参数，提高设备运行效率铁离子为天然水中的微量离子，锰离子含量更少，约为铁离子的十分之一。一般二者共存，不易分离，故常以铁含量来代表

4、铁和锰离子总量。水中的总铁含量包括胶态铁和亚铁离子两部分。胶态铁为三价铁，通常以氢氧化铁或铁氧化物的水合物呈胶体状态悬浮于水中。在循环水系统中，会沉积在水冷器表面上，形成黏着性强、难清除的污垢，并能导致垢下腐蚀。亚铁离子为溶解性离子，在循环水系统中，能促进碳酸钙结晶并沉积，在采用磷系水稳定剂时，有可能行成黏结性很强的磷酸亚铁污垢，还是铁细菌繁殖的营养源。一般对补充水总铁含量要求＜0.2～0.5mg/L。根据不少系统的统计资料来看，控制总铁＜0.5mg/L是完全可以做到的，这种水的腐蚀速率都很低。总铁如达到1.5mg/L或2.0

5、mg/L时，实际上腐蚀速度已经超标。控制循环水的总铁量除需控制补充水的总铁量之外，主要改善水的缓蚀性能。国内很多厂的运行数据，总铁均在1mg/L以下。5）氯离子：对于循环冷却水中氯离子指标，不仅国内而且在国际上也是众说纷纭、指标各异，氯离子指标对循环冷却水处理影响很大，指标不切实际将导致设备的腐蚀损坏或水处理费用增加，氯离子-有极高的极性，促进腐蚀反应，又有很强的穿透性，容易穿透金属表面的保护膜，造成缝隙腐蚀和孔蚀，危害很大，能使水冷器在短期内报废。国际上还没有一个统一的循环冷却水水质标准，只是根据经验确定的。高低不一，有的公

6、司限制很严，规定应小于100mg/L，甚至小于50mg/L，但有的公司则不太严，规定为<400mg/L，还有的公司则不限制。我国最终氯离子指标修订值由现行规范300mg/L提高至700mg/L，虽然现有工厂运行的氯离子指标高达1000mg/L以上，但毕竟不太普遍，为稳妥起见，采用平均偏上的指标。总之，氯离子的腐蚀不是单一的因素，要综合考虑浊度、pH值、菌藻数量等因素。2、污垢和微生物的影响10优化循环水系统参数，提高设备运行效率1）水垢：由于循环冷却水在冷却过程中不断蒸发，使水中含盐浓度不断增高，超过某些盐类的溶解度而沉淀。常

7、见有碳酸钙、磷酸钙、硅酸镁等垢。水垢的质地比较致密，可以防止对金属面的腐蚀，但是却大大的降低了传热效率，0.6毫米的垢厚就使传热系数降低了17.9％。2）污垢：污垢主要由水中的有机物、微生物菌落和分泌物、泥沙、粉尘等构成，垢的质地松软，不仅降低传热效率而且还引起垢下腐蚀。3）腐蚀：循环冷却水对换热设备的腐蚀，主要是电化腐蚀，产生的原因有设备制造缺陷、水中充足的氧气、水中腐蚀性离子（Cl-、Fe2+、Cu2+）以及微生物分泌的黏液所生成的污垢等因素，腐蚀的后果十分严重，不加控制极短的时间即使设备报废。4）微生物的孳生：因为循环冷

8、却水中有充足的氧气、合适的温度及丰富的营养，很适合微生物的生长繁殖，如不及时控制将迅速导致水质恶化、发臭、变黑，大量黏垢沉积，设备腐蚀加剧。因此循环冷却水处理的关键即是控制微生物的繁殖。三、水质判断分析：1、一般用两个指数来判断，即饱和指数和稳定指数1）Langlier（朗格