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3.3 阻垢缓蚀处理


3.3.1 循环冷却水的阻垢缓蚀处理药剂配方宜经动态模拟试验和技术经济比较确定,或根据水质和工况条件相类似的工厂运行经验确定。动态模拟试验应结合下列因素进行:
    1 补充水水质;
    2 污垢热阻值;
    3 黏附速率;
    4 腐蚀速率;
    5 浓缩倍数;
    6 换热设备材质;
    7 换热设备传热面的冷却水侧壁温;
    8 换热设备内水流速;
    9 循环冷却水温度;
    10  药剂的稳定性及对环境的影响。
3.3.2 阻垢缓蚀药剂应选择高效、低毒、化学稳定性及复配性能良好的环境友好型水处理药剂。当采用含锌盐药剂配方时,循环冷却水中的锌盐含量应小于2.0mg/L(以Zn2+计)。阻垢缓蚀药剂配方宜采用无磷药剂。
3.3.3 循环冷却水系统中有铜合金换热设备时,水处理药剂配方应有铜缓蚀剂。
3.3.4 闭式系统设置有旁流混合阴阳离子交换器时,不应添加对树脂再生有影响的水处理药剂。
3.3.5 循环冷却水系统阻垢缓蚀剂的首次加药量可按下式计算:
式中:Gf一首次加药量(kg);
           g一每升循环冷却水加药量(mg/L)。
3.3.6 循环冷却水系统运行时,阻垢缓蚀剂加药量计算应符合下列规定:
    1 间冷开式和直冷系统可按下式计算:
式中:Gr一系统运行时加药量(kg/h)。
    2 闭式系统可按下式计算:
3.3.7 循环冷却水采用硫酸处理时,硫酸投加量可按下式计算:
式中:Ac一硫酸投加量(kg/h,纯度为98%);
           Mm一补充水碱度(mg/L,以CaCO3计);
           Mr一循环冷却水控制碱度(mg/L,以CaCO3计),可按本规范附录C确定。
3.3.8 开式循环冷却水处理宜加酸或加碱调节pH值,并宜投加阻垢缓蚀剂。
条文说明
3.3.1 循环冷却水的阻垢缓蚀处理配方一般要经过动态模拟试验确定。国内的运行经验表明,经试验所选定的处理配方可以满足设计的预期要求。本条给出了做动态模拟试验应考虑的一些因素。对于水量比较小且对循环冷却水质要求不太严格的系统,也可参照工况水质条件相似工厂的运行经验确定。
3.3.2 锌盐成膜迅速,与其他阻垢缓蚀剂复合使用时,能够起到很好的增效作用,但不宜单独使用。锌盐对水生生物有一定毒性,排放受到限制,本条规定的锌盐指标是根据现行国家标准《污水综合排放标准》GB 8978中一级标准确定的。磷系配方目前被广泛采用,虽然具有价格便宜、效果良好的优势,但却存在系统排污水磷浓度超标的严重问题。目前我国水系污染严重,大部分水系都不同程度地存在富营养化的问题,循环冷却水系统的排污是造成这种局面的主要原因之一,因此作为问题的源头应从设计上严格把关。
    阻垢缓蚀药剂需考虑药剂的共溶性,如季铵盐和聚丙烯酸反应生成沉淀。
    虽然磷系配方目前无法完全禁止,但随着政府对环保问题的日趋重视,循环冷却水无磷配方的研究开发近些年得到了快速发展,市场上出现了很多无磷配方,它们能满足一定应用范围内的要求并取代含磷配方。循环冷却水无磷配方的应用已有七到八年的时间,这期间越来越多的循环冷却水用户要求使用无磷配方,促进了循环冷却水处理供应商在无磷配方的研发力度,相关学术文献、专利以及商业化的配方在此期间也大量出现。目前使用无磷配方的循环冷却水系统在数量上已具有相当的规模,配方的性能可满足本规范相关要求。
    另外 ,对于比较偏远的工厂,如果没有配套的市政管网或者相应的污水处理能力,含磷的循环冷却水很难满足排放标准而直接排放,这种情况无磷方案也是应当推荐的。
3.3.3 在碳钢与铜合金(或铝与铜合金)材质组合使用的系统中,为防止铜离子对碳钢(或铝)形成电偶腐蚀一点蚀,需投加铜缓蚀剂保护。
    根据国内电力系统的经验总结,采用硫酸亚铁成膜及胶球清洗等措施。这两项措施对冷凝器铜管缓蚀及在运行中清垢方面是有效的,具备条件的其他行业的工厂设计时也可选用。
3.3.4 本条规定是为了防止影响循环冷却水水质。
3.3.5、3.3.6 阻垢缓蚀剂投加量的计算公式,可满足设计人员计算阻垢缓蚀剂的用量,对确定计量设备、运输以及仓库贮存都是需要的。
3.3.7 很多情况都是由于补充水中的碱度和Ca2+浓度较高而限制了浓缩倍数的提高,因此加酸调节循环冷却水pH值以提高浓缩倍数,不失为简便而有效的一种方法,目前很多运行装置都采取了这一措施,以达到节水的目的。
    条文中给出了循环冷却水调pH值的加酸计算公式,公式中所涉及的循环冷却水控制碱度Mr可根据循环冷却水调控pH值查本规范附录C得出。
    当系统投加氧化性杀生剂NaClO或Cl2时,因其水解产生NaOH或HCl,所以加酸量应子以修正。经验数据:投加1mg/L的NaClO(纯度100%),需增加1mg/L的疏酸量(纯度98%);投加1mg/L的Cl2,需减少0.7mg/L的疏酸量(纯度98%)。
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工业循环冷却水处理设计规范 GB/T50050-2017
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