氯碱厂PVC、烧碱系统循环冷却水正常运行化学处理操作规程.docx

**氯碱总厂PVC、烧碱
5250m3/h循环冷却水系统
正常运行化学处理操作规程

一．前言
为了使循环冷却水系统正常运行，能使换热设备长期使用。防止冷却水在循环使用后所产生的腐蚀、结垢及微生物污垢的危害，提高热交换设备的冷却效率，确保生产的正常运行，就必须对循环冷却水进行水质稳定化学处理，这不仅能提高换热器工作效率，延长设备的使用寿命，并且对节约能源（节水、节电）减少大修费用及工作量，对保护环境都有非常积极意义。
该系统为敞开式循环冷却水系统，在长期运行中与空气接触，空气中灰尘、杂物等进入系统中，水中有机物及适宜的温度，菌藻滋生、繁殖速迅，长期运行后生成大量生物粘泥及水垢附着在冷却设备、输水管线等内壁，影响到冷却设备的冷却效果及输水管线的畅通，也会引起冷却设备、输水管线垢下腐蚀，因此在化学清洗、预膜处理后投加阻垢缓蚀剂控制系统结垢、腐蚀。现根据我公司了解到的情况，特制定《循环水化学处理正常运行操作规程》。
二．循环冷却水系统概况
1．系统工艺参数
项目 PVC系统 烧碱系统
循环水量R 　m3/h 3500 1750
保有水量V　 m3 约2000 约500
温差Δt　 ℃ 4-5 4-5
浓缩倍数K　　倍 约2 约2
系统设备材质 不锈钢、铜、碳钢 不锈钢、碳钢
每年运行时间　　h 约8000 约8000
注：实际运行过程中循环水系统各参数是动态平衡值，一般随季节性（气温，枯水、丰水期等）有变化，加药处理以实际运行量为准。
2．补充水和循环水水质分析（贵公司提供）及趋势判定
项目 补充水 PVC系统 烧碱系统
pH 8.16 8.46
电导率 us/cm 1327 1341 1980
总硬度（以CaCO3计）mg/L 570 300 440
总碱度（以CaCO3计）mg/L 250
CL－　　　　 mg/L 172 190 350
水质趋势判定 严重结垢 严重结垢 严重结垢
三．正常运行处理
正常运行时冷却塔蒸发水量：E＝α×Δt（R-B）
系统总排污水量（包括风吹、泄漏、排污等损失）：B=E/（K-1）
系统中总的补充水量：M=B+E
注：①α为蒸发损失系数，与天气有关，α一般取0.06-0.15%。②R为系统实际运行的循环水量。③Δt为冷却塔进、出口温差。④K为系统循环水浓缩倍数。⑤水平衡参数为动态参数，实际运行过程中应以实际运行时参数为准计算药剂投加量。
例如PVC系统：E＝α×Δt（R-B）=0.12%×5℃(3500-B)≈21m3/h，B可以忽略不计。
B=E/（K-1）=21/(2.0-1)=21m3/h
M=B+E=21+21=42m3/h
例如烧碱系统：E＝α×Δt（R-B）=0.12%×5℃(1750-B)≈10.5m3/h，B可以忽略不计。
B=E/（K-1）=10.5/(2.0-1)=10.5m3/h
M=B+E=10.5+10.5=21m3/h
1．CLP—401阻垢缓蚀剂 投加浓度： 45-55mg/L
正常运行时药剂的投加量是按系统总的排污量B计算的（因为冷却塔蒸发损失的水份不含药剂 ，故药剂始终保持在循环水中）
每天用量： G=24h×B×（45-55）mg/L/1000
PVC系统每天用量：约20-30kg。
烧碱系统每天用量：约10-15 kg
投加方法：按每天投加量直接将CLP－401阻垢缓蚀剂投加到加药装置200L塑料桶中，或用水稀释至满，调节好加药计量泵流量，把药剂在20-24小时内连续加入到水池湍流处。
2．CLB—506固体活性溴杀菌剂　 投加浓度：20~25mg/L（冲击性投加）
在夏、秋季气温较高、光照充足，菌藻繁殖迅速，每周投加CLB—506固体活性溴杀菌剂3次，其他季节，每周投加CLB—506固体活性溴杀菌剂2次，具体视系统细菌藻繁殖及粘泥生成情况而定，以确保杀菌灭藻处理的效果。杀菌剂的投加量应按系统中保有水量和循环水量V来综合计算。
每次用量：G=V×（20-25）mg/L/1000，
PVC系统每次用量：约40-50kg。
烧碱系统每次用量：10-13 kg。
投加方法：向系统中投加CLB—506固体活性溴杀菌剂时，先把四周带有蜂窝状小孔的塑料框，放入或挂在循环水流动处，将本品放入框中与水直接接触，让其内慢慢溶解，过30~45分钟后测定余氯，0.3~0.8mg/L , 并连续隔1小时测定2~3次。
3．CLB—503剥离剂　　投加浓度：100~150mg/L
在正常运行时，夏、秋季每月投加CLB—503剥离剂2次，其它季节里，每月投加1次。与CLB—506固体活性溴杀菌剂交替使用，效果很好。投加量应按系统中保有水量和循环水量V来综合计算。
每次用量：G=V×（100-150）mg/L/1000，
PVC系统每次用量：约200-300kg。
烧碱系统每次用量：50-75 kg。
投加方法：投加CLB—503剥离剂时，直接人工将药投加到系统水池湍流处。
注：①CLP-401阻垢缓蚀剂与CLB-506杀菌剂、CLB-503剥离剂不能混合投加，也不要加入同一点，以免产生反应、降低药效。
②若投加CLB-506杀菌剂当天，不要再投加CLB-503剥离剂，应间隔1-2天。
4．加酸处理（加酸装置及工业硫酸由用户自己提供）
贵公司补充水为高硬度、中碱度水质，在常温下属于结垢型水质，在循环、浓缩过程中总硬度、总碱度更高，PH值也随之升高，使得循环水极易结垢。在投加适量的水质稳定剂后，还有必要进行加酸调节处理，调节系统循环水PH值在7.8－8.3范围内。工业硫酸投加量计算如下：
　ΔM＝M前－M后（M后可由总碱度查平衡PH值）
ΔA＝（ΔM×98）/（100×0.98×1000）＝ΔM/1000， kg/m3
　系统中的首次加酸量＝ΔA×V，　kg
　系统中的正常加酸量＝ΔA×B，　kg
式中：M前――浓缩至一定倍数时自然PH值下的总碱度，mg/L
　M后――浓缩水调节至所要求PH值下的总碱度，mg/L
V――系统总容积， m3
　B――系统总的排污水量， m3/h
　98――硫酸分子量
投加方法：用加酸装置连续缓慢滴加到系统水池湍流处。初次滴加运行时，应及时测循环水PH，即1次/1－2小时，控制系统PH值在7.8-8.3。
四．现场水质监测
在循环冷却水系统建立有效的监测手段，是保证系统良好运行必不可少的方法，由于循环系统水量大，流程长，所以药剂在系统中停留时间较长，致使发生问题在短时间内反应不明显，建立必要的监测手段，就可以在发生问题之前，揭示问题所在，以便查找原因及时对药剂或水处理工艺参数作适当调整。
1．化学分析
水质分析是保证水处理取得良好效果行之有效的方法。在平时的正常运行过程中应严格按照本方案中规定的水质管理目标值操作，使其指标合格率达95%以上。化学分析是提供监测腐蚀、结垢等问题的间接方法，通过测定补充水和循环水中总铁的含量，从中找出规律性的变化，同时与其他监测手段相结合，也可以了解整个系统腐蚀情况。
循环水pH、总碱度受系统的影响，变化较明显，所以控制循环水pH及总碱度的大小，是腐蚀控制成败关键之一。
结垢的监测，可以通过成垢离子的化学分析，通过测定水冷器进出口循环水中Ca2+浓度的变化，来推测系统结垢趋势。
另外通过测定循环水进出口余氯含量及COD、BOD含量来预测循环系统物料漏情况（水质污染程度），通过上述分析，来提示系统腐蚀、结垢及水质污染情况。
2．正常运行管理目标值
项 目 控制目标值 分析频率 分析标准
PH(工业硫酸调节) 7.8－8.3 一次/天 参照中石化＜冷却水分析和试验方法＞
浊度mg/L <15 一次/天
电导率µs/cm <4000 一次/天
总硬（以CaCO3计）mg/L <1200 一次/天
总碱（以CaCO3计）mg/L 150-250 一次/天
氯根mg/L <450 一次/天
总铁（增加量）mg/L <1.0 一次/周
总磷（以PO43-计）mg/L 3.5-5.0 一次/天
浓缩倍数K 1.8-2.2 一次/天
注：①应同时分析补充水、循环水水质，以便计算浓缩倍数K。
②严格按操作规程中的目标值控制循环水各项指标。
③按水平衡参数计算公式计算排污水量、补充水量，并实际计算量进行连续排污、补水。
④由于系统参数波动，应加强水质管理，增加循环水、补充水水质分析频率，严格控制浓缩倍数在约1.8-2.2倍。
⑤由于补充水在不同季节会生产波动，且是结垢型水质，应此我们建议循环水总硬度控制不宜过高，尽量在1200mg/L以下，不要长时间在控制目标值上限。
⑥浓缩倍数K=电导率(循)/电导率(补)=Cl-(循)/Cl-(补)= 总硬(循)/ 总硬(补)
⑦总磷是控制循环水中药剂浓度的主要指标，应通过不断计算排污水量调整药剂投加量，确保总磷控制在3.5-5.0mg/L。
⑧为避免加酸过量或不足，初期阶段应多点取样，适当增加pH值测定频率，根据测定的pH值进行调整加酸量。
3．挂片腐蚀试验
挂片腐蚀试验是循环冷却水系统腐蚀监测行之有效的方法之一。目前被子国内外广泛采用，试验用挂片，可采用I型50×25×2mm或II型72.4×11.5×2mm，20#钢（A3）冷却水化学处理标准腐蚀试片，并符合HG5-1526冷却水化学处理标准腐蚀试片技术条件。试片处理可按中石化“冷却水分析和试验方法”中412——试件的制备处理和评价方法进行。
挂片试验周期一般为1~2个月/次。
4．微生物的监测
微生物分泌产生的粘液与水中各种悬浮物杂质，粘合在一起而形成的粘泥，是冷却水化学处理中三大危害之一，特别是对于磷系配方碱性运行更为重要。微生物控制好坏是全有机碱性水处理技术成败关键之一，为了控制系统中粘泥，防止形成污垢及垢下腐蚀，为此要定期进行杀菌灭藻及生物粘泥剥离处理。处理效果好坏，主要通过测定循环水中生物粘泥量及异养菌数量来判别。
5．旁滤装置
由于受地理、大气等环境影响，循环冷却水在经过循环运行后，浊度会不断升高，这是由于循环水经冷却塔与空气接触时，把空气中灰尘洗涤下来，并带入循环水中，经长时间运行后，循环水浊度必然会上升。若系统浊度高，悬浮物会附着在冷却设备、输水管线内壁，成微生物的营养源，促进微生物的繁殖，也会附着、消耗药剂，有必要降低浊度，一般是从循环冷却水系统接旁路安装旁滤装置，连续对循环水进行过滤、降低循环水中的浊度。根据循环冷却水设计规范中的要求，一般按循环水量3~5% 设计考虑。
6．化学处理效果
循环冷却水经化学处理后，其阻垢、缓蚀、杀菌灭藻效果参考国家循环冷却水处理设计规范GB50050—95标准中要求：
腐蚀率： 碳钢 ≤ 0.125mm/a
不锈钢、铜合金 ≤ 0.005mm/a
污垢热阻： ＜ 3.44×10-4m2.K/W
异养菌总数： ＜5×105个/mL
注：在系统和水质不正常时的数据不在考核内。
五．水质分析项目的意义及异常情况分析、处理方法
项 目 意 义 原因分析及处理方法
pH 测定判断水的腐蚀性和结垢性，一般在7~9，低于6.5需调整，如低于5.0膜要被破坏。 补充水pH是否有很大变化；系统是否有泄漏；浓缩倍数是否在控制范围。
适当置换循环水；查找泄漏并堵漏；将浓缩倍数调整在控制范围内。
电导率
μs/cm 水中溶解盐类的浓度，高了易腐蚀和结垢，另作控制浓缩倍数用。 补充水电导率是否有很大变化。系统是否有泄漏。浓缩倍数是否在控制范围。
适当置换循环水；查找泄漏并堵漏；将浓缩倍数调整在控制范围内。
浊度mg/L 判断水的污染程度及结垢和粘泥存在的倾向。 检查外界粉尘是否进入系统，系统是否有泄漏。
开启无阀滤池；查找泄漏并堵漏。
碱度mg/L 判断水腐蚀和结垢倾向与pH意义略同，在碱性处理场合，是一个主要控制项目。 检查补充水水质是否有很大变化，系统浓缩倍数是否在控制范围内。
补充水水质有很大变化，应适当调整配方；将浓缩倍数调整在控制范围内。

硬度mg/L 控制浓缩倍数和判断结垢倾向的主要项目
Cl- mg/L 控制循环水浓缩倍数的主要项目之一，同时判断水腐蚀倾向。
总铁mg/L 判断腐蚀程度及铁的污垢附着程度，要求控制越低越好。 检查补充水中总铁是否有很大变化，外界是否有铁离子进入系统，系统腐蚀是否已超标。
调整浓缩倍数；杜绝外界铁离子进入系统；调整配方。
余氯 mg/L 判断加氯情况及杀菌情况。 检查含氯加药量。
调整药剂投加量。
细菌总数 判断水质微生物恶化程度，加以控制。 检查补充水是否有很大变化。系统是否有泄漏。杀菌剂加药量是否准确。
适当置换循环水；查找泄漏并堵漏；调整药剂投加量。

六．水处理剂使用注意事项
1．水处理剂贮存时，应放置在40℃以下通风、干燥的室内。
2．水处理剂有一定的腐蚀性，会灼伤眼睛和皮肤，使用时要戴橡胶手套、防护镜，以防药品接触皮肤。
3．投加CLB-506杀菌剂时，应站在上风口处。
4．应急措施：接触皮肤时，用大量水冲洗。药品进入眼内时，用流水冲洗15分钟以上，请眼科医生诊治。当药误入体内时，服用大量的水、牛奶等反复催吐，然后请专门医生诊治。
5．盛夏季节，各类水处理剂不能在露天长期曝晒，以免发生变质。
七．全年正常运行处理药剂用量预算表
项目 材料名称 规格型号 PVC系统 烧碱系统
用量（kg） 用量（kg）
全年正常运行处理 阻垢缓蚀剂 CLP－401 8400 4200
杀菌剂 CLB－506 5000 1250
剥离剂 CLB－503 4500 1000
注：正常运行药剂用量是按①PVC系统：R＝3500m3/h，V＝2000 m3，Δt＝5℃，K=2.0倍，②烧碱系统：R＝1750m3/h，V＝500 m3，Δt＝5℃，K=2.0倍。两套系统都进行加酸控制PH值，全年按8000小时计算的，若实际运行过程中，可按实际运行参数计算。