你们的循环水怎么处理的,8T/h,10-15度水温.分两级处理么?QQ540806157
雕刻机水冷主轴水循环系统堵塞非严重问题使用程定要注意避免注意循环水要杂质其要注意循环水温度水温高容易产水垢杂物堵塞用气管直接吹间水温太高产水垢堵塞用稀释弱酸除
一、项目概况
本方案是根据 有限公司锅炉用水要求而设计,考虑原水水质较差,浊度较高50~80mg/l,所以本系统的主要工艺采用石英砂过滤+软化。
过滤器出水量:≥4m3/h
钠离子交换器出水量:≥4m3/h (连续制水4吨/小时)
原水水质:河水(硬度1.5mmol/l;浊度50~80mg/l)
产水用途:低压锅炉补给水
控制方式:微电脑全自动控制
本系统出水硬度≤0.03mmol/L(达到国家规定低压锅炉进水要求)。
二、系统流程及说明
2.1 工艺流程
根据原水水质及用户用水要求,设计系统工艺如下:
原水泵
石英砂过滤器
钠离子交换器
反洗水泵
盐液系统
锅炉房
软水箱
河 水
2.2 系统说明
2.2.1 机械过滤器
机械过滤器也称为压力式过滤器,是软水制备前期预处理、水净化系统的重要组成部分,根据过滤介质的不同,分为石英砂过滤器、多介质过滤器、活性炭过滤器、锰砂过滤器和纤维球过滤器等。
系统采用多介质过滤器为水处理系统的预处理设备,目的是除去水中的泥砂、悬浮物、颗粒和胶体,降低进水的浊度和SDI值,满足后续设备的进水要求;设备可以通过周期性的清洗来恢复它的截污能力。过滤器内多介质滤料为优质均粒石英砂和无烟煤等滤料,这些滤料根据其比重和粒径的大小在过滤器罐体内科学有序的分布,如比重小而粒径稍大的无烟煤放在滤床的最上层,比重适中和粒径小的石英砂放在滤床的中层,比重大和粒径大的砾石放在滤床的 最下层。这样的配比保证了过滤器在进行反洗的时候不会产生乱层现象,从而保证了滤料的截留能力。
同时,滤床对水中的杂质是逐步截留,这样罐体中的各层滤料将得到充分均匀的利用,有效滤层高,从而延长了滤料的使用周期,减少了设备的运行成本。过滤器根据进水的水质状况进行反洗、正洗操作。通过反洗,将截留在滤料间隙中的杂质冲洗出来,然后进行正洗,稳定滤料层,以恢复其过滤效能。
2.2.3 全自动钠离子交换器
u 软化及再生原理
钠离子交换器内装填有001×7FC浮动床强酸性阳树脂,作为软化水交换剂,原水自下而上进入交换器交换剂层时,交换剂上的钠离子置换原水中的钙、镁离子,使水得到软化:
Ca2++2NaR CaR2+2Na+
Mg2++2NaR MgR2+2Na+
水通过钠离子交换后,水中的钙、镁离子被置换成了钠离子,因此,除去了水中的硬度,而碱度不变。
钠离子交换器树脂失效后,为了恢复其交换能力,用工业盐溶液进行再生。再生是将一定浓度的盐水由上而下通过交换剂层,盐液中的钠离子逆向置换出交换剂上的钙、镁离子,用软化水将钙、镁离子及化合物冲洗出交换器,使交换剂得到再生,使其恢复交换能力,其反应原理如下:
Ca R2+2Na+ 2NaR+ Ca2+
Mg R2+2Na+ 2NaR+ Mg2+
三、水泵
3.1原水泵(用户自备)
为系统提供必要的运行压力。
技术规范:
项目
单位
数据
备 注
设备台数
台
1
铸 铁
额定流量
m3/h
6
额定扬程
mH2O
30
输送介质
河 水
输送介质温度
常 温
安装位置
室 内
3.2 反洗水泵(用户自备)
为过滤器的反洗用水提供必要的运行压力。反洗采用清水。
技术规范:
项目
单位
数据
备注
设备台数
台
1
铸铁
额定流量
m3/h
15
额定扬程
mH2O
20
输送介质
清水
输送介质温度
常温
安装位置
室内
3.3、控制系统
本系统采用我公司自行设计液晶屏微电脑自动控制。
所有设备的启、停由水箱液位信号控制。当水箱水位高时设备及进水泵自动停止;水位低时启动进水泵,同时相应设备自动运行。
四、全自动过滤器主要性能指标:
1) 型号 QL-4 垂直圆筒型式
2) 设备台数 1 台
3) 设备直径 DN700 mm
4) 设计压力 0.5 MPa 试验压力0.8MPa
5) 设备出力 3-5 t/h 最大出力5t/h
6) 运行压力 0.2~0.3 MPa
7) 进水温度 5~50 ℃
8) 运行流速 10~12 m/h
9) 过滤压头损失 0.02~0.1 MPa
10) 清洗操作压力 0.05~0.1 MPa
11) 截污容量(滤料) 10~20 kg/m3
12) 反洗强度 12~15 L/ m2·s
13) 反洗水压 0.2~0.3 MPa
14) 失效时进出口压差 ≤0.1 MPa
15) 石英砂高度 1100 mm
16) 外形尺寸 Ø700×2500 mm
17) 钢板材质 Q235A 碳钢防腐
18) 配管材质 钢防腐 配相关阀门及压力表
19) 筒体厚度 5 mm
20) 封头厚度 6 mm
21) 进水浊度 ≤50 mg/L
22) 出水浊度 ≤5 mg/L
23) 内部装置:
进水配水型式 专用布水器
出水装置型式 穹形板 厚度:20 mm
24) 设备本体外部装置:
设备人孔 直径:Ø400mm 数量:2个
设备窥视孔 规格(长/宽):220×50mm数量:2个
视镜材料:有机玻璃 视镜厚度:15mm
25) 设备本体接口:
进、出水口法兰 DN=50mm PN=1.0MPa
反洗进、出水口法兰 DN=65mm PN=1.0MPa
正洗出水口法兰 DN=50mm PN=1.0MPa
放净口法兰 DN=25mm PN=1.0MPa
排气口法兰 DN=32mm PN=1.0MPa
进、出水取样阀门 DN=15mm PN=1.0MPa
29)设备总重量:1000kg 运行重量:2800kg
五、钠离子交换器主要性能指标:
流量: 3-5 m3/h 设备材质:304不锈钢
外形尺寸:1450×400 ×2280 筒体直径:Ф250(两柱)
运行流速:30-50m/h 填料:001×7FC阳离子树脂
树脂高度:1600 mm 工作周期:12-15h
再生时间:15-20分钟 清洗时间:20-25分钟
再生流速:5m/h 清洗流速:12-15m/h
工作压力:0.2-0.3Mpa 试验压力:0.6Mpa
工作温度:5-40℃ 耗盐≤70g/mol
树脂装填量:150公斤(粒径范围0.6 —1.25mm )
树脂损耗率:<3%/年
自耗水量:<3% 电耗:<0.2Kw.h/天
数量:1台 控制方式:全自动
再生盐液浓度:8-10% 进水水质:钙镁含量<8 mmol /l
基础载重:1.5t 出水水质:硬度:<0.03 mmol /L
★ 设备结构说明:
2- 1-1.、304不锈钢设备使用年限≥15年,304不锈钢钠离子交换器含盐罐为钢制焊接的柱形容器,本体材质为304不锈钢,所有主焊缝均采用埋弧自动焊焊接;盐罐内部还涂有环氧树脂双防腐。304不锈钢设备钢板封头厚度筒体3mm!管道采用UPVC系统进出水管道及其它管道的连接方式均采用标准法兰连接。管道系统耐压要求不低于1.6 MPa
2- 1-2.设备顶部配水装置为304不锈钢蜂窝状布水器,以法兰连接,下部为ABS材质大水帽.
2- 1-3.设备本体均设窥视孔为1个,设备本体上设有树脂放出口。
2- 1-4.程序控制器满足交换器正常工作,且带电回路对控制器的外壳能承受交流2000V电压1分钟,无击穿或闪烁现象;带电回路与外壳绝缘电阻大于1MΩ
2- 1-5.设备在运行过程中发生故障时,有“嘀!”长响报警.
(1)技术特点及工艺独特:我厂F系列全自动软水器(钠离子交换器)是在固定床、流动床、浮动床、进口设备的基础上,吸收了固定床不易乱层,流动床交换能力高,浮动床出力大,出水水质好以及进口设备体积小,自动化程度高等特点,克服了流动床、固定床交换剂用量大、磨损快、交换能力低、再生剂比耗高、体积庞大、操作繁锁、故障率高和浮动床易乱层、出水终点难以控制、不能经常停启以及进口设备对原水适应范围小、盐液系统容易堵塞等诸多缺点,结合我国各地不同水质情况,经反复实践论证而研制成功的一项高科技节能专利产品,整机达到一用一备,连续产水,分别再生,配套控制采用微电脑自动控制,对水质适应范围广,可视各地水质任意调节。
(2)自动化程度高,操作简单。设备采用独特的电脑控制多功能平面集成阀(专利技术)阀芯片旋转,实现自动切换,再生、清洗勿需人工操作,必要时可半自动或手动。微电脑备有通讯协议接,可实现上位控制。信源专利产品多功能平面阀质保期为5年!超过5年如需要更换按成本价供应!
(3)交换系统采用两根交换柱,由平面集成阀自动切换再生不间断产水,完全实现连续制水可达到5T/h。
(4)盐液系统采用独特的自动供盐技术及自动稀释技术,勿需盐池,盐泵及搅拌器等辅助设施。
(5)采用独特滤盐技术,确保供盐系统不被堵塞,使再生液能保质保量地对失效树脂进行再生,以确保产水质量。
(6)对进水水质的适应范围广,对硬度≤8mmol/L的原水均可一级软化达到国家标准低压锅炉规定值以下0.03mmol/L。
(7)采用浮动床,逆流再生工艺,节能降耗十分显著,与传统交换器相比节盐30%,节电50%,节水30%,节约树脂20%。
(8)该设备属分体组合式设备,整套设备分为交换系统及再生系统两大部分,可根据用户场地前后左右或两部分成直角等任意排列安装,不受场地限制。
六、过滤、软化设备采用的核心专利技术----《多功能平面阀》
6.1、平面阀的简介
1、平面阀的阀体与阀芯采用平面旋转组合,彻底解决了阀类曲面旋转磨损所带来的泄漏,随着使用时间增长,密封性能越好,寿命越长。
2、平面阀制作采用PVC材料,耐腐蚀且开孔流通面积大,不会因水脏而堵塞阀和水帽、树脂,并且采用人工精工制做,迷宫设计,从而确保了出水的稳定性。
3、在同类平面阀中,它是唯一采用无压运行密封设计使用的,独家保障正常使用稳定性达5-8年不出运行故障,寿命长达10-15年以上的自动化机头,大大降低了使用后的维护和维修。
4、在同类平面阀中,阀与外界管道粘接唯一深度达到30mm以上,从而保证了使用过程中的管道脱落和漏水。
5、阀体与阀体粘接采用螺纹状,增强了粘结强度,阀体不易脱层。
6、平面阀内部孔与孔之间采用PE材料自制的密封圈,表面光滑,易密封,增强了耐磨性,从而确保了密封圈损坏不会造成阀芯刮坏。
(多功能平面阀确保5-8年稳定运行)
综合以上特点和实践证明,多功能平面阀代替了所有人工和气/电动阀,水处理系统使用平面阀结构大大降低了投资成本。
6.2、平面阀运行和
用水来冷却工艺介质的系统称作冷却水系统。冷却水系统通常
有两种:直流冷却水系统和循环冷却水系统。
1.1 直流冷却水系统
在直流冷却水系统中,冷却水仅仅通过换热设备一次,用过后水就被排放掉,因此,它的用水量很大,而排出水的温升却很小,水中各种矿物质和离子含量基本上保持不变。
1.2循环冷却水系统
循环冷却水系统又分封闭式和敞开式两种。
1.2.1 封闭式循环冷却水系统
封闭式循环冷却水系统又称为密闭式循环冷却水系统。在此系统中,冷却水用过后不是马上排放掉,而是回收再用。
1.2.2 敞开式循环冷却水系统
敞开蒸发系统是目前应用最广、类型最多的一种冷却系统。它也是以水冷却移走工艺介质或换热设备所散发的热量,然后利用热水和空气直接接触时将一部分热水蒸发出去,而使大部分热水得到冷却后,再循环使用。因此,这样的系统也称敞开循环冷却水系统。根据热水和空气接触方法的不同,可以分成很多类型。敞开循环冷却水系统的分类见表一。
表一 敞开蒸发系统的分类
自然冷却塔
冷 却 池
喷淋冷却池
喷水式
敞 开 放 式 横流式
开 点滴式
蒸
发 自然通风
系 点滴式、薄膜式
统 风 筒 式
喷水式、点滴薄膜式
冷
却 点滴式
塔 薄膜式 逆流式
鼓 风 式 喷水式
点滴薄膜式
机械通风 点滴式
横流或逆流式
薄膜式
抽 风 式 喷水式
逆流式
点滴薄膜式
冷却水由循环泵送往系统中各换热器,以冷却工艺热介质,冷却水本身温度升高,变成热水,此循环水量为R的热水被送往冷却塔顶部,由布水管道喷淋到塔内填料上。空气则由塔底百页窗空隙中进入塔内,并被塔顶风扇抽吸上升,与落下的水滴和填料上的水膜相遇进行热交换,水滴和水膜则在下降过程中逐渐变冷,当到达冷却水池时,水温正好下降到符合冷却水的要求。空气在塔内上升过程中则逐渐变热,最后由塔顶逸出,同时带走水蒸气。这部分水的损失称为蒸气损失E。热水由塔顶向下喷溅时,由于外界风吹和风扇抽吸的影响,循环水会有一定的飞溅损失和随空气带出的雾沫夹带损失。由于这些损失掉的水,统称为风吹损失D。为了维持循环水中的一定的离子浓度,必须不断向系统中加入补充水量M和系统外面排出一定的污水。这部分水量称为排污损失B。
冷却塔的种类很多,按照塔的构造和空气流动情况来区分,有自然通风冷却塔和机械通风冷却塔两大类。按照空气与水在塔内的相对流动情况,又可分为逆流式和横流式。有关各种类型冷却塔的结构和特点,可参阅有关的参考文献。机械通风冷却塔冷却效果最好。设计中应综合考虑循环比,其应在3~5倍为宜。
2、 浓缩倍数
循环冷却水的浓缩倍数是该循环冷却水的含盐量与其补充水的含盐量之比。
提高循环冷却水的浓缩倍数,可以降低补充水的用量,从而节约水资源;还可以降低排污水量,从而减少对环境的污染和废水的处理量。此外,提高浓缩倍数还可以节约水处理剂的消耗量,从而降低冷却水处里的成本。但是,过多地提高浓缩倍数,会使循环冷却水中的硬度,碱度和浊度升得太高,水的结垢倾向增大很多,从而使结垢控制的难度变得太大;还会使循环冷却水中的腐蚀性离子(例如Cl-和SO42-)和腐蚀性物质(例如H2S、SO2和NH3)的含量增加,水的腐蚀性增强,从而使腐蚀控制的难度增加;过多地提高浓缩倍数还会使药剂(例如聚磷酸盐)在冷却水系统内的停留时间增长而水解。因此,冷却水的浓缩倍数并不是愈高愈好,一般热电系统可控制5~8倍,化工、炼油2~4倍。
2.1.1节水量与浓缩倍数的关系
现在从节约水资源的角度看一下补充水量M占循环水量R的百分比M/R与浓缩倍数K的关系,以及每提高一个浓缩倍数单位时节约的补充水百分比(以占循环水量的百分比表示)
M /R / K与浓缩倍数K的关系。
为了有一个定量的概念,我们用下面的例题来说明。
例题 设循环冷却水系统的循环量R为10000m3/h,冷却塔进口和出口的水温分别为42℃和32℃,试求浓缩倍数K分别为1.5~10.0时的补充水量M、排污水量B以及补充水量占循环水量的百分比M/R。
解 现以K+2.0时为例进行计算;
蒸发损失水量E=R•CP• t/r
=10000×4.187×(42-32)/2401
=174.4(m3/h)
风吹损失水量(按0.05%R计)
D=10000×0.05%=5.0(m3/h)
总排污水量 Br=E/(K-1)=174.4/(2.0-1.0)=174.4(m3/h)
排污水量 B=Br-D=174.4-5.0=169.4(m3/h)
补充水量 M=E+Br=174.4+174.4=348.8(m3/h)
式中 CP——水的热容量(比热)•kJ/(kg•℃);
t——水的进口温度与出口温度之差,℃;
r——水的蒸发潜热,kJ/kg ;
K——水的浓缩倍数。
现把K分别为1.5、3.0、4.0……10.0时的M、B、M/R和 M/R / K的计算结果列于表2中。
2.1.2浓缩倍数的选择
从表2中可以看到:
随着循环冷却水浓缩倍数K的增加,冷却水系统的补充水量M和排污水量B都不断
表2不同浓缩倍数下冷却水运行参数的计算值
K
计算项目 1. 0
(直流水) 1.5 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0 10.0
冷却水的循环量R,m3/h
进出口水温差 t,℃
蒸发损失水量E,m3/h
风吹损失水量D,m3/h
排污水量B,m3/h
总排污水量B/R,%
补充水量M,m3/h
排污水量占循环水量的百分比B/R,%
补充水量占循环水量的百分比M/R,%
M/R / K,%
10000
10
0
0
10000
10000
10000
100
100
—— 10000
10
174.4
5
343.8
348.8
523.2
3.4
5.2
—— 10000
10
174.4
5
169.4
174.4
348.8
1.7
3.5
96.5 10000
10
174.4
5
82.2
87.2
261.6
0.8
2.6
0.87 10000
10
174.4
5
53.1
58.1
232.5
0.5
2.3
0.29 10000
10
174.4
5
38.6
43.6
218.0
0.4
2.2
0.14 10000
10
174.4
5
29.9
34.9
209.3
0.3
2.1
0.09 10000
10
174.4
5
24.1
29.1
203.5
0.2
2.0
0.06 10000
10
174.4
5
14.4
19.4
193.8
0.1
1.9
0.03
减少,因此,提高冷却水的浓缩倍数,可以节约水资源;
但是,每提高一个浓缩倍数单位( K=1)所降低的补充水量的百分比 M/R / K则随浓缩倍数的增加而降低。例如:
当浓缩倍数K由1.0提高到2.0时,补充水量M由10000 m3/h,降低到了348.8m3/h故有:
M/R / K=10000-348.8/10000/(2.0-1.0)=96.5%
当浓缩倍数K由2.0提高到3.0时,则有:
M/R / K=348.8-261.6/10000/(3.0-2.0)=0.87%
当浓缩倍数K由3.0提高到4.0时,则有:
M/R / K=261.6-232.5/10000/(4.0-3.0)=0.29%
当浓缩倍数K由4.0提高到5.0时,则有:
M/R / K=232.5-218.0/10000/(5.0-4.0)=0.14%
由以上的例子中可以看到:
① 在低浓缩倍数时,提高浓倍数的节水效果比较明显;但当浓缩倍数提高到4.0以上
时,再进一步提高浓缩倍数的节水效果就不太明显了。例如把上述循环冷却水的浓缩倍数由4.0提高到5.0时,节约的水量仅占循环水量的0.14%。因此,一般循环冷却水系统的浓缩倍数通常被控制在2.0~4.0左右。
② 与直流冷却水相比,即使循环水的浓缩倍数比较低,例如仅为1.5倍,但此时补充
水即可节约94.8%(100%—5.2%)。由此可见,从节约水资源的角度来看,把直流冷却水改造为浓缩倍数不太高的冷却水,就可以节约大量的淡水资源。因此,直流冷却水系统的改造与不改造(为循环冷却水系统)是大不一样的。
敞开式循环冷却水的浓缩倍数可以通过调节排污水量或补充水量来控制。
2.2 补充水量M(m3/h)
水在循环过程中,除因蒸发损失和维持一定的浓缩倍数而排掉一定的污水外,还由于空气流由塔顶逸出时,带走部分水滴,以及管道渗漏而失去部分水,因此补充水是下列各项损失之和。
2.2.1 蒸发损失E(m3/h)冷却塔中,循环冷却水因蒸发而损失的水量E与气候和冷却幅度有关,通常以蒸发损失率a来表示。进入冷却塔的水量愈大,E也就愈多,以式表示如下:
E=a(R-B)
a=e(t1-t2)
式中 a — 蒸发损失率,%;
R — 系统中循环水量,m3/h;
B — 系统中排污水量,m3/h;
t1、t2 — 循环冷却水进、出冷却塔的温度,℃;
e—损失系数,与季节有关,夏季(25~30℃)时为0.15~0.16;冬季(-15~10℃)时为0.06~0.08;春秋季(0~10℃)时为0.10~0.12。
2.2.2 风吹损失(包括飞溅和雾沫夹带)D(m3/h)风吹损失除与当地的风速有关外,还与
冷却塔的型式和结构有关。一般自然通风冷却塔比机械通风冷却塔的风吹损失要大些。若塔中装有良好的收水器,其风吹损失比不装收水器的要小些。风吹损失通常以占循环水量R的百分率来估计,其值约为
D=(0.2%~0.5%)R m3/h
2.2.3 排污水损失 B(m3/h)B的大小,由需要控制的浓缩倍数和冷却塔的蒸发量来确定,其计算下面再讨论。
2.2.4 渗漏损失 F (m3/h) 良好的循环冷却水系统,管道连接处,泵的进、出口和水池等地方都不应该有渗漏。但因管理不善,安装不好,则渗漏就不可避免。因此在考虑补充水量时,应视系统具体情况而定。故补充水量
M=E+D+B+F
3、排污水量 B(m3/h)
排污水量B的确定与冷却塔的蒸发损失E和浓缩倍数K有关。可以通过下列物料衡算的办法,找出B和E与K的关系式。
设循环冷却水系统中,除了有补充水加入和排污、蒸发、风吹、渗漏等损失外,再没有其他的水流或溶质加入或排出系统,那么整个系统在循环浓缩过程中,就可以对循环水中某些不受加热、沉淀等干扰的溶质(如Cl-、Na+、K+等)作物料衡算,得到下面的式子:
MCM=ECE+BCR+DCR+FCR
式中:CM — 补充水中某种溶质的浓度;
CE — 水蒸气中某种溶质的浓度;
CR — 循环冷却水中某种溶质的浓度;
当系统中管道联接紧密,不发生渗漏时,则F=0;当冷却塔收水器效果较好时,风吹损失D很小,如略去不计,则上式可简化为
E
B=
K-1
因此循环冷却水系统运行时,只要知道了系统中循环水量R和浓缩倍数K,就可以估算出蒸发量E,排污水量B以及补充水量M等操作参数。控制好这些参数,循环冷却水系统的运行也就能正常进行。
第二节 敞开式循环冷却水处理的重要性
1、敞开式循环冷却水系统产生的弊端及问题
冷却水在循环系统中不断循环使用,由于水的温度升高,水流速度的变化,水的蒸发,各种无机离子和有机物质的浓缩,冷却塔和冷却水池在室外受到阳光照射、风吹雨淋、灰尘杂物的进入,以及设备结构和材料等多种因素的综合作用,会产生比直流系统更为严重的沉积物的附着、设备腐蚀和微生物的大量滋生,以及由此形成的粘泥污垢堵塞管道等问题。
1.1循环冷却水使用后的弊主要表现在以下五个方面:
①对于凉水塔周边污染物的吸收及累积;
②细菌及生物粘泥大量产生;
③金属腐蚀性急剧上升;
④泄露介质污染水系统进而造成全部冷却器管网的结垢或腐蚀;
⑤污染物不易消减。
1.2敞开式循环冷却水系统产生的问题
1.2.1沉积物的析出和附着
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分。
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,当其浓度达到过饱和状态时,或者在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
CaCO3沉积在换热器传热表面,形成致密的碳酸钙水垢,它的导热性能很差。不同的水垢其导热系数不同,但一般不超过1.16W/(m•K),而钢材的导热系数为45 W/(m•K)。
1.2.2设备腐蚀
循环冷却水系统中,大量的设备是金属制造的换热器。对于碳钢制成的换热器,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造成的。
1.2.3冷却水中溶解氧引起的电化学腐蚀
敞开式循环冷却水系统中,水与空气能充分地接触,因此水中溶解的O2可达饱和状态。当碳钢与溶有O2的冷却水接触时,由于金属表面的不均一性和冷却水的导电性,在碳钢表面会形成许多腐蚀微电池,微电池的阳极区和阴极区分别发生下列的氧化反应和还原反应:
在阳极区 Fe=Fe2+ +2e
在阴极区 1/2 O2+ H2O +2e =2OH-
在水中 Fe2+ + 2OH- = Fe(OH)2
Fe(OH)2 Fe(OH)3
这些反应,促使微电池中的阳极区的金属不断溶解而被腐蚀。
1.2.4有害离子引起的腐蚀
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,其他的盐类如氯化物、硫酸盐等的浓度也会增加。当Cl-和SO2-4离子浓度增高时,会加速碳钢的腐蚀。Cl-和SO2-4会使金属上保护膜的保护性膜的保护能降低,尤其是Cl-的离子半径小,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的部分,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。
对于碳钢而言,S2-、油污、酸、碱的腐蚀是剧烈的,尤其是S2-引发的一系列生化腐蚀极易造成管道的大面点蚀穿孔,其对金属的腐蚀能力远大于Cl-、SO2-4等离子。
1.2.5微生物引起的腐蚀
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,在金属表面和沉积物之间缺乏氧,因此一些厌氧菌(主要是硫酸盐还原菌)得以繁殖,当温度为25~30℃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:
SO2-4 +8H++8e=S2-+4 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+氧化为Fe3+,释放的能量供细菌生存需要。
细菌
Fe2+ Fe3+ +能量(细菌生存所需)
1.2.6微生物的滋生和粘泥
冷却水中的微生物一般是指细菌和藻类。在新鲜水中,一般来说细菌和藻类都较少。但
在循环水中,由于养分的浓缩,水温的升高和日光照射,给细菌和藻类创造了迅速繁殖的条件。大量细菌分泌出的粘液像粘合剂一样,能使水中飘浮的灰尘杂质和化学沉淀等粘泥附在一起,形成粘糊糊的沉积物粘附在换热器的发热表面上,有人称之为生物粘呢,也有人把它叫做软垢。
粘泥积附在换热器管壁上,除了会引起腐蚀外,还会使冷却水的流量减少,从而降低换热器的冷却效率;严重时,这些生物粘泥会将管子堵死,迫使停产清洗。
2、敞开式循环冷却水处理的重要性及优点
如前所述,冷却水长期循环使用后,必然会带来沉积物附着、金属腐蚀和微生物滋生这三个问题,而循环冷却水处理就是通过水质处理的办法解决这些问题。这样做法的好处如下:
①稳定生产 没有沉积物附着、腐蚀穿孔和粘泥堵塞等危害,冷却水系统中的换热器就可以始终在良好的环境中工作。循环冷却系统由于能够有效地控制污垢的沉积和生长,保证了传热效率,污垢热阻值一般定为万分之三以下。良好的传热效率为延长生产周期创造了条件。国内外有很多管理水平较高的工厂可连续生产400天左右。
②节药水资源 一般合理利用的循环水可节药96%以上的用水量,循环水装置的投资6~12个月就可以得到回收。例如在日产千吨合成氨的工厂中,每小时直流冷却水的用量是22000米3。如果用循环冷却水,其补充水量一般只需550~880米3/时。因此,循环冷却系统节约了96~97.5%的用水量。
③减少环境污染 直流冷却水系统直接从水源抽取冷水用于冷却,然后又将温度升高了的热水再排放到水源中去。将废热带到水源中形成热污染,用循环水可减95%以上的热污染。
④节约钢材 提高经济效益;处理效果良好的化工企业冷却器一般使用寿命可达4~6年,远高于2~3年的一次水冷却器使用期限。
⑤减少设备的体积:热交换器的污垢热阻值若按千分之三设计时,其传热面积将比污垢热阻值,按万分之三设计时大数倍。因此采用循环冷却水系统可使热交换器体积缩小。这也就是为什么日产千吨的新氨厂比日产三百三十吨的老氨厂产量提高了三倍,而占地面积却减少了十倍的原因之一。热交换器体积减小还节约大量的钢材。
⑥循环冷却系统中投加缓蚀剂可以有效地控制腐蚀,降低了对热交换器的材质要求。
第二章 循环冷却水系统中的沉积物控制
第一节 循环冷却水系统中的沉积物
1、沉积物的分类
循环冷却水系统在运行的过程中,会有各种物质沉积在换热器的传热管表面。这些物质统称为沉积物。它们主要是由水垢(scale)、淤泥(sludge)、腐蚀产物(corrosion products)和生物沉积物(biological deposits)构成。通常,人们把淤泥、腐蚀产物和生物沉积物三者统称为污垢(fouling)。
2、水垢析出的判断
在实验室及生产现场我们常用LangLier指数判断水垢的形成趋势并相对应的作配方研究。
前面曾经提到,最容易沉积在换热器传热表面的水垢主要是碳酸钙垢。当条件适宜时也会出现磷酸钙垢及硅酸盐垢。下面就这些水垢析出的判断作些介绍。
2.1 碳酸钙析出的判断
2.1.1 饱和指数(L.S.I.)
碳酸盐溶解在水中达到饱和状态时,存在着下列动平衡关系:
Ca(HCO3)2 Ca2+ + 2HCO-3 式1
HCO-3 H+ + CO32- 式2
CaCO3 Ca2+ + CO32- 式3
1936年朗格利尔(Langelier)根据上述平衡关系,提出了饱和PH和饱和指数的概念,以判断碳酸钙在水中是否会出析出水垢,并据此提出用加酸或加碱预处理的办法来控制水垢的析出。
早期水处理工作者曾有意让冷却水在换热器传热表面上结一层薄薄的致密的碳酸钙水垢,这样既不影响传热效率,又可防止水对碳钢的腐蚀。因此,朗格利尔提出:L.S.I.>0时,碳酸钙垢会析出,这种水属结垢型水;当L.S.I.<0时,则原来附在传热表面上的碳酸钙垢层会被溶解掉,使碳钢表面裸露在水中而受到腐蚀,这种水称作腐蚀型水;当L.S.I.=0时,碳酸钙既不析出,原有碳酸钙垢层也不会被溶解掉,这种水属于稳定型水。如以式表之,则可写成:
L.S.I.=PH-PHs>0 结垢
L.S.I.=PH-PHs =0 不腐蚀不结垢
L.S.I.=PH-PHs<0 腐蚀
①计算饱和PH(PHs)的公式 根据电中性原则和质量作用定律,中性碳酸盐水溶液中,存在着下列关系:
PHs=(9.70+A+B)-(C+D)
式中 A 总溶解固体系数;
B 温度系数;
C 钙硬度系数;
D M-碱度系数;
② 饱和指数的应用 通常设计部门对水质处理进行设计和确定药剂配方时,往往根据水质资料首先计算一下饱和指数,以判断水质是属于什么类型的,然后再考虑处理方案。
除了朗格利尔(Langelier)指数外,1946年雷兹纳(Ryznar),发明了稳定指数(R.S.I);1979年帕科拉兹(Puckorius)发明结垢指数;
上述四种指数均是针对碳钢材质,预测水中溶解的碳酸钙是否会析出,或者碳酸钙在水中是否会溶解而言,因此判断式中所谓腐蚀的实际含意并不是直接预测水的腐蚀性,而是指作保护层用的碳酸钙溶解后,碳钢直接裸露在水中,由电化学作用等原因引起腐蚀。如果材质是铝、不锈钢等合金则腐蚀问题就不会像碳钢那样突出。
2.2 磷酸钙析出的判断
在许多水质处理方案中,常在循环冷却水中投加聚磷酸盐作为缓蚀剂或阻垢剂,而聚磷酸盐在水中会水解成为正磷酸盐,使水中有磷酸根离子存在。磷酸根与钙离子结合会生成溶解度很小的磷酸钙沉淀,如附着在传热表面上,就形成磷酸钙水垢。因此,在投加有聚磷酸盐药剂的循环冷却水系统中,必须要注意磷酸钙水垢生成的可能性。
荣获《国家级重点新产品》的 “吸垢除锈机”,彻底解决空压机、中央空调、注塑机等工业循环水系统的除垢灭藻等问题,具有吸垢除锈、杀菌灭藻、保障油温、气温受控及下降等功能,稳定改善和保障机器24小时的最佳工况。无需使用任何化学药物和人工清洗, 环保又节能,安装简单,使用维护非常方便,应用领域广泛。
广州水力清环保科技有限公司主营的高科环保水处理设备,是集研发、生产、销售于一体的中日合资企业,拥有多项专利与软件著作权的同时,也曾获香港发明博览会发明金奖等多项奖励。
若需要详细了解,可以找我咨询
8吨分两级回收率高些
地板上的循环水怎么处理
一、清空循环水 清空循环水是市场上通用的处理方式之一,将原有的循环水全部排放,再加入新的水进行循环,这样可以有效地改善循环水质量,降低细菌数量。二、物理过滤 物理过滤是采用机械过滤器或过滤网等方法对水进行过滤,去除污物和颗粒物质,它具有快速和有效的优点,但它对细菌等微生物无法有效控制,...
循环水如何运作
这是循环水系统中最为关键的一环。处理过程可能包括物理处理、化学处理和生物处理等多种方法。物理处理主要是通过过滤、沉淀等方式去除水中的悬浮物和大颗粒杂质;化学处理则是利用化学反应来去除或转化水中的有害物质,如重金属、有机物等;生物处理则是利用微生物的降解作用来处理水中的有机污染物。通过...
中央空调循环水处理
循环水处理的目的在于,保证空调系统运行的稳定性、可靠性和安全性,避免出现故障和损坏。具体的处理方式包括:物理处理、化学处理和生物处理。物理处理是指通过过滤、离心、曝气等方式,去除水中悬浮物、沉淀物和与系统不相容的物质等。化学处理则是采用添加剂、氧化剂、细菌灭菌剂等,在水中加入化学药剂,...
空调循环水处理
空调循环水处理应从以下几个方面入手。首先,要定期清洗空调系统中的过滤器,以去除空气中的灰尘、细菌等杂质。其次,要加入一定的杀菌剂和防腐剂,以杀死细菌、防止循环水腐蚀。最后,要定期更换空调系统中的循环水,保证循环水的清洁和新鲜。除此之外,还需要注意以下几点。首先,要定期对空调系统进行维护...
循环水如何使用
为了保证循环水的水质安全,需要采用先进的处理技术,如生物处理、膜过滤等,以有效去除水中的各种污染物。同时,为了防止循环水系统中的微生物滋生和管道腐蚀等问题,还需要进行定期的维护和管理。此外,推广循环水使用还需要政策支持和公众意识的提升,以形成全社会共同参与水资源节约和保护的良好氛围。综上...
循环水处理的原理?
表层漂浮物可随水流祛除,但它对建造的要求较大,管路沿程损失也较大,并需要建造平衡水池,相对建造成本较高,当池沿平整度不均匀的情况下,池水会出现短路的现象(即处理后的水未经使用就直接回到了水处理设备)。混流式是游泳池或水上游乐池全部循环水60%~70%的水量,经设在池壁外侧的溢流回...
游泳池循环水处理
顺流、逆流和混合流是泳池水循环的三种方式,顺流施工简单但水质稍逊,逆流则处理效果更好但施工复杂。游泳池消毒至关重要,氯消毒法是常用方法,要求在30秒内消灭99.9%的微生物,且在使用过程中保持适当的余氯量,以持续消毒。次氯酸钠作为一种理想的消毒剂,因其溶解度高、无毒副作用且稳定性好而备受...
陕西中央空调循环水处理
化学处理阶段:化学处理主要是指对空调循环水进行去污和抗菌处理。以去污为例,通常使用的方法是加药进行脱碳、脱氧化和去菌等操作。药剂的选择要根据循环水的特点和需要进行选择,一般使用多酸制剂、小分子杀菌剂等。同时还需要进行PH值调节、氧化还原电位调节等化学控制措施。生物处理阶段:生物处理针对的是...
循环冷却水是怎么处理的? - 知乎
在面对循环水处理问题时,我结合自己的化工厂经验,提出以下建议:对于循环水PH值低和浊度问题,应从药剂添加、仪表运行、水样分析、换热器检查等方面入手。确保PH值恢复至正常,检查系统有无泄露,避免加酸系统运行。针对夏季蚊虫问题、藻类生长、微生物控制等,应加强防护措施,优化旁滤系统运行,确保仪表...
循环水处理要哪几种药剂
1、阻垢剂:是具有能分散水中的难溶性无机盐、阻止或干扰难溶性无机盐在金属表面的沉淀、结垢功能,并维持金属设备有良好的传热效果的一类药剂。2、缓蚀剂:以适当的浓度和形式存在于环境中时,可以防止或减缓材料腐蚀的化学物质或复合物,因此缓蚀剂也可以称为腐蚀抑制剂。3、絮凝剂:主要是带有正电性...
老鸣艾妮: 电厂循环是用来冷却凝汽器的,海水的话需要加化学药品进行处理,用来杀水藻之类的东西.循环水首先要经过一次滤网,来过滤从大海里面吸上来的大“颗粒”杂物,然后会有凝汽器的二次滤网再一次进行过滤,才能进入凝汽器的.
钢城区19317714748: 循环水污染处理办法 - ?
老鸣艾妮: 第一要看什么污染,建议取水样到水质检测部门化验以下.第二要看你对循环水的水质有什么要求,哪些指标不合格处理哪些.一般的说,如果浊度高就要投药净化,细菌藻类超标就要杀菌灭藻,铁锰高了就要除铁锰.得根据实际情况和你对水质的要求选择具体方法.
钢城区19317714748: 循环水结垢严重原因何在?如何应对? - ?
老鸣艾妮: 循环水结垢严重,主要有以下原因:1.循环水中的钙镁离子较多;2.循环水中阻垢剂加的量较少,阻垢剂效果较差;3.换热器循环水的流速较低.
钢城区19317714748: 循环冷却水的水质稳定处理方法主要有哪些 - ?
老鸣艾妮: 循环冷却水的处理可以归结为以下四个方面:1.去除悬浮物:增设旁滤装置,旁滤流量一般为循环水量的1%-5%,过滤去除悬浮物质.2.控制结垢;软化除盐或投加阻垢剂.3.控制腐蚀;投加阻垢剂,使金属表面形成一层薄膜将金属覆盖起来,从而与腐蚀介质隔绝,防止金属腐蚀.4.控制微生物投加杀生剂.
钢城区19317714748: 循环水预膜处理步骤? - ?
老鸣艾妮: 1、水冲洗:向循环水系统水池及管网进水,当集水池水位达到安全水位后,打开循环水进、回水总管阀门,并保证系统内所有换热器阀门打开,启动循环水泵,冲洗整个循环水系统,运行中保证流速>1.0m/s,达到1.5m/s左右更好. 冲洗时间为...
钢城区19317714748: 各位师傅,你们得循环水系统是咋除垢的? - ?
老鸣艾妮: 一般情况下都是加水处理药剂的,如果系统不大的话建议加药剂,系统大用水量大的可以试试物理除垢方法.
钢城区19317714748: 工业循环水怎么处理 - ?
老鸣艾妮: 根据国家计委计综[1992]490号文的要求,由化工部会同有关部门共同修订的《工业循环冷却水处理设计规范》已经有关部门会审,现批准《工业循环冷却水处理设计规范》GB50050—95为强制性国家标准,自一九九五年十月一日起实施.原《工业循环冷却水处理设计规范》GBJ50—83同时废止.
钢城区19317714748: 中央空调循环水系统清洗的步骤有哪些 - ?
老鸣艾妮: 中央空调循环水清洗步骤: 1、清水冲洗:启动系统循环水泵,用大流量的清水尽可能的冲洗掉系统中的灰尘、泥沙、脱落的藻类及腐蚀产物等疏松的污垢. 2、杀菌剥离:排放出污水后补充清水,在循环水系统内的冷却塔和膨胀水箱中分别一...
钢城区19317714748: 想了解一些防止循环水结垢的问题?
老鸣艾妮: 循环水采用添加缓蚀阻垢剂进行阻垢处理,经处理后在高浓缩的循环水幻境下一般不会发生严重结垢的情况,所加药剂一般为有机磷成分或者聚合磷成分.一般在一个月左右需要添加杀生剂以杀灭细菌,避免青苔等的滋生.如还有疑问请补充.希望能帮你解决问题.
钢城区19317714748: 想办塑料颗粒厂,想问洗塑料时说的循环水是怎么回事,是怎么弄的 - ?
老鸣艾妮: 您办塑料颗粒厂是说自己造粒吗?洗塑料是说您的回收料清洗吗,还是说已经是粒子的料做处理呢?假如是前面那个的话,是有这样专门的设备的,您可以请教下他们.按理说应该就像我们做挤出一样吧我们是水不停循环冷却,他们应该是不停清洗、沉淀杂物处理、清洗吧.