循環水處理成本與循環量

A. 你們的循環水怎麼處理的，8T/h，10-15度水溫.分兩級處理么QQ540806157

1、 冷卻水系統
用水來冷卻工藝介質的系統稱作冷卻水系統。冷卻水系統通常
有兩種：直流冷卻水系統和循環冷卻水系統。
1.1 直流冷卻水系統
在直流冷卻水系統中，冷卻水僅僅通過換熱設備一次，用過後水就被排放掉，因此，它的用水量很大，而排出水的溫升卻很小，水中各種礦物質和離子含量基本上保持不變。
1.2循環冷卻水系統
循環冷卻水系統又分封閉式和敞開式兩種。
1.2.1 封閉式循環冷卻水系統
封閉式循環冷卻水系統又稱為密閉式循環冷卻水系統。在此系統中，冷卻水用過後不是馬上排放掉，而是回收再用。
1.2.2 敞開式循環冷卻水系統
敞開蒸發系統是目前應用最廣、類型最多的一種冷卻系統。它也是以水冷卻移走工藝介質或換熱設備所散發的熱量，然後利用熱水和空氣直接接觸時將一部分熱水蒸發出去，而使大部分熱水得到冷卻後，再循環使用。因此，這樣的系統也稱敞開循環冷卻水系統。根據熱水和空氣接觸方法的不同，可以分成很多類型。敞開循環冷卻水系統的分類見表一。
表一 敞開蒸發系統的分類
自然冷卻塔
冷 卻 池
噴淋冷卻池
噴水式
敞 開 放 式 橫流式
開 點滴式
蒸
發 自然通風
系 點滴式、薄膜式
統 風 筒 式
噴水式、點滴薄膜式
冷
卻 點滴式
塔 薄膜式 逆流式
鼓 風 式 噴水式
點滴薄膜式

機械通風 點滴式
橫流或逆流式
薄膜式
抽 風 式 噴水式
逆流式
點滴薄膜式
冷卻水由循環泵送往系統中各換熱器，以冷卻工藝熱介質，冷卻水本身溫度升高，變成熱水，此循環水量為R的熱水被送往冷卻塔頂部，由布水管道噴淋到塔內填料上。空氣則由塔底百頁窗空隙中進入塔內，並被塔頂風扇抽吸上升，與落下的水滴和填料上的水膜相遇進行熱交換，水滴和水膜則在下降過程中逐漸變冷，當到達冷卻水池時，水溫正好下降到符合冷卻水的要求。空氣在塔內上升過程中則逐漸變熱，最後由塔頂逸出，同時帶走水蒸氣。這部分水的損失稱為蒸氣損失E。熱水由塔頂向下噴濺時，由於外界風吹和風扇抽吸的影響，循環水會有一定的飛濺損失和隨空氣帶出的霧沫夾帶損失。由於這些損失掉的水，統稱為風吹損失D。為了維持循環水中的一定的離子濃度，必須不斷向系統中加入補充水量M和系統外面排出一定的污水。這部分水量稱為排污損失B。
冷卻塔的種類很多，按照塔的構造和空氣流動情況來區分，有自然通風冷卻塔和機械通風冷卻塔兩大類。按照空氣與水在塔內的相對流動情況，又可分為逆流式和橫流式。有關各種類型冷卻塔的結構和特點，可參閱有關的參考文獻。機械通風冷卻塔冷卻效果最好。設計中應綜合考慮循環比,其應在3～5倍為宜。
2、 濃縮倍數
循環冷卻水的濃縮倍數是該循環冷卻水的含鹽量與其補充水的含鹽量之比。
提高循環冷卻水的濃縮倍數，可以降低補充水的用量，從而節約水資源；還可以降低排污水量，從而減少對環境的污染和廢水的處理量。此外，提高濃縮倍數還可以節約水處理劑的消耗量，從而降低冷卻水處里的成本。但是，過多地提高濃縮倍數，會使循環冷卻水中的硬度，鹼度和濁度升得太高，水的結垢傾向增大很多，從而使結垢控制的難度變得太大；還會使循環冷卻水中的腐蝕性離子（例如Cl-和SO42-）和腐蝕性物質（例如H2S、SO2和NH3）的含量增加，水的腐蝕性增強，從而使腐蝕控制的難度增加；過多地提高濃縮倍數還會使葯劑（例如聚磷酸鹽）在冷卻水系統內的停留時間增長而水解。因此，冷卻水的濃縮倍數並不是愈高愈好，一般熱電系統可控制5～8倍，化工、煉油2～4倍。
2.1.1節水量與濃縮倍數的關系
現在從節約水資源的角度看一下補充水量M占循環水量R的百分比M/R與濃縮倍數K的關系，以及每提高一個濃縮倍數單位時節約的補充水百分比（以占循環水量的百分比表示）
M /R / K與濃縮倍數K的關系。
為了有一個定量的概念，我們用下面的例題來說明。
例題 設循環冷卻水系統的循環量R為10000m3/h，冷卻塔進口和出口的水溫分別為42℃和32℃，試求濃縮倍數K分別為1.5~10.0時的補充水量M、排污水量B以及補充水量占循環水量的百分比M/R。
解 現以K+2.0時為例進行計算；
蒸發損失水量E=R•CP• t/r
=10000×4.187×(42-32)/2401
=174.4(m3/h)
風吹損失水量（按0.05%R計）
D=10000×0.05%=5.0(m3/h)
總排污水量 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)
補充水量 M=E+Br=174.4+174.4=348.8(m3/h)
式中 CP——水的熱容量（比熱）•kJ/(kg•℃);
t——水的進口溫度與出口溫度之差，℃；
r——水的蒸發潛熱，kJ/kg ；
K——水的濃縮倍數。
現把K分別為1.5、3.0、4.0……10.0時的M、B、M/R和 M/R / K的計算結果列於表2中。
2.1.2濃縮倍數的選擇
從表2中可以看到：
隨著循環冷卻水濃縮倍數K的增加，冷卻水系統的補充水量M和排污水量B都不斷
表2不同濃縮倍數下冷卻水運行參數的計算值
K
計算項目 1. 0
（直流水） 1.5 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0 10.0
冷卻水的循環量R，m3/h
進出口水溫差 t,℃
蒸發損失水量E，m3/h
風吹損失水量D，m3/h
排污水量B，m3/h
總排污水量B/R，%
補充水量M，m3/h
排污水量占循環水量的百分比B/R，%
補充水量占循環水量的百分比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
減少，因此，提高冷卻水的濃縮倍數，可以節約水資源；
但是，每提高一個濃縮倍數單位（ K=1）所降低的補充水量的百分比 M/R / K則隨濃縮倍數的增加而降低。例如：
當濃縮倍數K由1.0提高到2.0時，補充水量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%
當濃縮倍數K由2.0提高到3.0時，則有：
M/R / K=348.8-261.6/10000/(3.0-2.0)=0.87%
當濃縮倍數K由3.0提高到4.0時，則有：
M/R / K=261.6-232.5/10000/(4.0-3.0)=0.29%
當濃縮倍數K由4.0提高到5.0時，則有：
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 在低濃縮倍數時，提高濃倍數的節水效果比較明顯；但當濃縮倍數提高到4.0以上
時，再進一步提高濃縮倍數的節水效果就不太明顯了。例如把上述循環冷卻水的濃縮倍數由4.0提高到5.0時，節約的水量僅占循環水量的0.14%。因此，一般循環冷卻水系統的濃縮倍數通常被控制在2.0~4.0左右。
② 與直流冷卻水相比，即使循環水的濃縮倍數比較低，例如僅為1.5倍，但此時補充
水即可節約94.8%（100%—5.2%）。由此可見，從節約水資源的角度來看，把直流冷卻水改造為濃縮倍數不太高的冷卻水，就可以節約大量的淡水資源。因此，直流冷卻水系統的改造與不改造（為循環冷卻水系統）是大不一樣的。
敞開式循環冷卻水的濃縮倍數可以通過調節排污水量或補充水量來控制。
2.2 補充水量M（m3/h）
水在循環過程中，除因蒸發損失和維持一定的濃縮倍數而排掉一定的污水外，還由於空氣流由塔頂逸出時，帶走部分水滴，以及管道滲漏而失去部分水，因此補充水是下列各項損失之和。
2.2.1 蒸發損失E（m3/h）冷卻塔中，循環冷卻水因蒸發而損失的水量E與氣候和冷卻幅度有關，通常以蒸發損失率a來表示。進入冷卻塔的水量愈大，E也就愈多，以式表示如下：
E=a(R－B)
a=e(t1－t2)
式中 a — 蒸發損失率，%；
R — 系統中循環水量，m3/h；
B — 系統中排污水量，m3/h；
t1、t2 — 循環冷卻水進、出冷卻塔的溫度，℃；
e—損失系數，與季節有關，夏季（25～30℃）時為0.15～0.16；冬季（-15～10℃）時為0.06～0.08;春秋季（0～10℃）時為0.10～0.12。
2.2.2 風吹損失（包括飛濺和霧沫夾帶）D（m3/h）風吹損失除與當地的風速有關外，還與
冷卻塔的型式和結構有關。一般自然通風冷卻塔比機械通風冷卻塔的風吹損失要大些。若塔中裝有良好的收水器，其風吹損失比不裝收水器的要小些。風吹損失通常以占循環水量R的百分率來估計，其值約為
D=（0.2%～0.5%）R m3/h
2.2.3 排污水損失 B（m3/h）B的大小，由需要控制的濃縮倍數和冷卻塔的蒸發量來確定，其計算下面再討論。
2.2.4 滲漏損失 F （m3/h） 良好的循環冷卻水系統，管道連接處，泵的進、出口和水池等地方都不應該有滲漏。但因管理不善，安裝不好，則滲漏就不可避免。因此在考慮補充水量時，應視系統具體情況而定。故補充水量
M=E+D+B+F
3、排污水量 B（m3/h）
排污水量B的確定與冷卻塔的蒸發損失E和濃縮倍數K有關。可以通過下列物料衡算的辦法，找出B和E與K的關系式。
設循環冷卻水系統中，除了有補充水加入和排污、蒸發、風吹、滲漏等損失外，再沒有其他的水流或溶質加入或排出系統，那麼整個系統在循環濃縮過程中，就可以對循環水中某些不受加熱、沉澱等干擾的溶質（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 — 補充水中某種溶質的濃度；
CE — 水蒸氣中某種溶質的濃度；
CR — 循環冷卻水中某種溶質的濃度；
當系統中管道聯接緊密，不發生滲漏時，則F=0；當冷卻塔收水器效果較好時，風吹損失D很小，如略去不計，則上式可簡化為
E
B=
K－1
因此循環冷卻水系統運行時，只要知道了系統中循環水量R和濃縮倍數K，就可以估算出蒸發量E，排污水量B以及補充水量M等操作參數。控制好這些參數，循環冷卻水系統的運行也就能正常進行。

第二節 敞開式循環冷卻水處理的重要性
1、敞開式循環冷卻水系統產生的弊端及問題
冷卻水在循環系統中不斷循環使用，由於水的溫度升高，水流速度的變化，水的蒸發，各種無機離子和有機物質的濃縮，冷卻塔和冷卻水池在室外受到陽光照射、風吹雨淋、灰塵雜物的進入，以及設備結構和材料等多種因素的綜合作用，會產生比直流系統更為嚴重的沉積物的附著、設備腐蝕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問題。
1.1循環冷卻水使用後的弊主要表現在以下五個方面：
①對於涼水塔周邊污染物的吸收及累積；
②細菌及生物粘泥大量產生；
③金屬腐蝕性急劇上升；
④泄露介質污染水系統進而造成全部冷卻器管網的結垢或腐蝕；
⑤污染物不易消減。
1.2敞開式循環冷卻水系統產生的問題
1.2.1沉積物的析出和附著
一般天然水中都溶解有重碳酸鹽，這種鹽是冷卻水發生水垢附著的主要成分。
在循環冷卻水系統中，重碳酸鹽的濃度隨著蒸發濃縮而增加，當其濃度達到過飽和狀態時，或者在經過換熱器傳熱表面使水溫升高時，會發生下列反應：
Ca(HCO3)2 CaCO3 + CO2 +H2O
CaCO3沉積在換熱器傳熱表面，形成緻密的碳酸鈣水垢，它的導熱性能很差。不同的水垢其導熱系數不同，但一般不超過1.16W/（m•K），而鋼材的導熱系數為45 W/（m•K）。
1.2.2設備腐蝕
循環冷卻水系統中，大量的設備是金屬製造的換熱器。對於碳鋼製成的換熱器，長期使
用循環冷卻水，會發生腐蝕穿孔，其腐蝕的原因是多種因素造成的。
1.2.3冷卻水中溶解氧引起的電化學腐蝕
敞開式循環冷卻水系統中，水與空氣能充分地接觸，因此水中溶解的O2可達飽和狀態。當碳鋼與溶有O2的冷卻水接觸時，由於金屬表面的不均一性和冷卻水的導電性，在碳鋼表面會形成許多腐蝕微電池，微電池的陽極區和陰極區分別發生下列的氧化反應和還原反應：
在陽極區 Fe=Fe2+ +2e
在陰極區 1/2 O2+ H2O +2e =2OH-
在水中 Fe2+ + 2OH- = Fe（OH）2
Fe（OH）2 Fe（OH）3
這些反應，促使微電池中的陽極區的金屬不斷溶解而被腐蝕。
1.2.4有害離子引起的腐蝕
循環冷卻水在濃縮過程中，除重碳酸鹽濃度隨濃縮倍數增長而增加外，其他的鹽類如氯化物、硫酸鹽等的濃度也會增加。當Cl-和SO2-4離子濃度增高時，會加速碳鋼的腐蝕。Cl-和SO2-4會使金屬上保護膜的保護性膜的保護能降低，尤其是Cl-的離子半徑小，穿透性強，容易穿過膜層，置換氧原子形成氯化物，加速陽極過程的進行，使腐蝕加速，所以氯離子是引起點蝕的原因之一。
對於不銹鋼製造的換熱器，Cl-是引起應力腐蝕的主要原因，因此冷卻水中Cl-離子的含量過高，常使設備上應力集中的部分，如換熱器花板上脹管的邊緣迅速受到腐蝕破壞。循環冷卻水系統中如有不銹鋼制的換熱器時，一般要求Cl-的含量不超過300mg/L。
對於碳鋼而言，S2-、油污、酸、鹼的腐蝕是劇烈的，尤其是S2-引發的一系列生化腐蝕極易造成管道的大面點蝕穿孔，其對金屬的腐蝕能力遠大於Cl-、SO2-4等離子。
1.2.5微生物引起的腐蝕
微生物的滋生也會使金屬發生腐蝕。這是由於微生物排出的粘液與無機垢和泥砂雜物等形成的沉積物附著在金屬表面，形成氧的濃差電池，促使金屬腐蝕。此外，在金屬表面和沉積物之間缺乏氧，因此一些厭氧菌（主要是硫酸鹽還原菌）得以繁殖，當溫度為25～30℃時，繁殖更快。它分解水中的硫酸鹽，產生H2S，引起碳鋼腐蝕，其反應如下：
SO2-4 +8H++8e=S2-+4 H2O +能量（細菌生存所需）
Fe2+ + S2 -=FeS
鐵細菌是鋼鐵銹瘤產生的主要原因，它能使Fe2+氧化為Fe3+，釋放的能量供細菌生存需要。
細菌
Fe2+ Fe3+ +能量（細菌生存所需）
1.2.6微生物的滋生和粘泥
冷卻水中的微生物一般是指細菌和藻類。在新鮮水中，一般來說細菌和藻類都較少。但
在循環水中，由於養分的濃縮，水溫的升高和日光照射，給細菌和藻類創造了迅速繁殖的條件。大量細菌分泌出的粘液像粘合劑一樣，能使水中飄浮的灰塵雜質和化學沉澱等粘泥附在一起，形成粘糊糊的沉積物粘附在換熱器的發熱表面上，有人稱之為生物粘呢，也有人把它叫做軟垢。
粘泥積附在換熱器管壁上，除了會引起腐蝕外，還會使冷卻水的流量減少，從而降低換熱器的冷卻效率；嚴重時，這些生物粘泥會將管子堵死，迫使停產清洗。
2、敞開式循環冷卻水處理的重要性及優點
如前所述，冷卻水長期循環使用後，必然會帶來沉積物附著、金屬腐蝕和微生物滋生這三個問題，而循環冷卻水處理就是通過水質處理的辦法解決這些問題。這樣做法的好處如下：
①穩定生產 沒有沉積物附著、腐蝕穿孔和粘泥堵塞等危害，冷卻水系統中的換熱器就可以始終在良好的環境中工作。循環冷卻系統由於能夠有效地控制污垢的沉積和生長，保證了傳熱效率，污垢熱阻值一般定為萬分之三以下。良好的傳熱效率為延長生產周期創造了條件。國內外有很多管理水平較高的工廠可連續生產400天左右。
②節葯水資源 一般合理利用的循環水可節葯96%以上的用水量，循環水裝置的投資6～12個月就可以得到回收。例如在日產千噸合成氨的工廠中，每小時直流冷卻水的用量是22000米3。如果用循環冷卻水，其補充水量一般只需550~880米3/時。因此，循環冷卻系統節約了96~97.5%的用水量。
③減少環境污染 直流冷卻水系統直接從水源抽取冷水用於冷卻，然後又將溫度升高了的熱水再排放到水源中去。將廢熱帶到水源中形成熱污染，用循環水可減95%以上的熱污染。
④節約鋼材 提高經濟效益；處理效果良好的化工企業冷卻器一般使用壽命可達4～6年，遠高於2～3年的一次水冷卻器使用期限。
⑤減少設備的體積：熱交換器的污垢熱阻值若按千分之三設計時，其傳熱面積將比污垢熱阻值，按萬分之三設計時大數倍。因此採用循環冷卻水系統可使熱交換器體積縮小。這也就是為什麼日產千噸的新氨廠比日產三百三十噸的老氨廠產量提高了三倍，而佔地面積卻減少了十倍的原因之一。熱交換器體積減小還節約大量的鋼材。
⑥循環冷卻系統中投加緩蝕劑可以有效地控制腐蝕，降低了對熱交換器的材質要求。

第二章 循環冷卻水系統中的沉積物控制
第一節 循環冷卻水系統中的沉積物
1、沉積物的分類
循環冷卻水系統在運行的過程中，會有各種物質沉積在換熱器的傳熱管表面。這些物質統稱為沉積物。它們主要是由水垢（scale）、淤泥（sludge）、腐蝕產物（corrosion procts）和生物沉積物（biological deposits）構成。通常，人們把淤泥、腐蝕產物和生物沉積物三者統稱為污垢（fouling）。
2、水垢析出的判斷
在實驗室及生產現場我們常用LangLier指數判斷水垢的形成趨勢並相對應的作配方研究。
前面曾經提到，最容易沉積在換熱器傳熱表面的水垢主要是碳酸鈣垢。當條件適宜時也會出現磷酸鈣垢及硅酸鹽垢。下面就這些水垢析出的判斷作些介紹。
2.1 碳酸鈣析出的判斷
2.1.1 飽和指數（L.S.I.）
碳酸鹽溶解在水中達到飽和狀態時，存在著下列動平衡關系：
Ca（HCO3）2 Ca2+ + 2HCO-3 式1

HCO-3 H+ + CO32- 式2

CaCO3 Ca2+ + CO32- 式3

1936年朗格利爾（Langelier）根據上述平衡關系，提出了飽和PH和飽和指數的概念，以判斷碳酸鈣在水中是否會出析出水垢，並據此提出用加酸或加鹼預處理的辦法來控制水垢的析出。
早期水處理工作者曾有意讓冷卻水在換熱器傳熱表面上結一層薄薄的緻密的碳酸鈣水垢，這樣既不影響傳熱效率，又可防止水對碳鋼的腐蝕。因此，朗格利爾提出：L.S.I.＞0時，碳酸鈣垢會析出，這種水屬結垢型水；當L.S.I.＜0時，則原來附在傳熱表面上的碳酸鈣垢層會被溶解掉，使碳鋼表面裸露在水中而受到腐蝕，這種水稱作腐蝕型水；當L.S.I.=0時，碳酸鈣既不析出，原有碳酸鈣垢層也不會被溶解掉，這種水屬於穩定型水。如以式表之，則可寫成：

L.S.I.=PH-PHs＞0 結垢
L.S.I.=PH-PHs =0 不腐蝕不結垢
L.S.I.=PH-PHs＜0 腐蝕
①計算飽和PH（PHs）的公式 根據電中性原則和質量作用定律，中性碳酸鹽水溶液中，存在著下列關系：
PHs=（9.70+A+B）－（C＋D）
式中 A 總溶解固體系數；
B 溫度系數；
C 鈣硬度系數；
D M-鹼度系數；
② 飽和指數的應用 通常設計部門對水質處理進行設計和確定葯劑配方時，往往根據水質資料首先計算一下飽和指數，以判斷水質是屬於什麼類型的，然後再考慮處理方案。
除了朗格利爾（Langelier）指數外，1946年雷茲納（Ryznar），發明了穩定指數（R.S.I）；1979年帕科拉茲（Puckorius）發明結垢指數；
上述四種指數均是針對碳鋼材質，預測水中溶解的碳酸鈣是否會析出，或者碳酸鈣在水中是否會溶解而言，因此判斷式中所謂腐蝕的實際含意並不是直接預測水的腐蝕性，而是指作保護層用的碳酸鈣溶解後，碳鋼直接裸露在水中，由電化學作用等原因引起腐蝕。如果材質是鋁、不銹鋼等合金則腐蝕問題就不會像碳鋼那樣突出。
2.2 磷酸鈣析出的判斷
在許多水質處理方案中，常在循環冷卻水中投加聚磷酸鹽作為緩蝕劑或阻垢劑，而聚磷酸鹽在水中會水解成為正磷酸鹽，使水中有磷酸根離子存在。磷酸根與鈣離子結合會生成溶解度很小的磷酸鈣沉澱，如附著在傳熱表面上，就形成磷酸鈣水垢。因此，在投加有聚磷酸鹽葯劑的循環冷卻水系統中，必須要注意磷酸鈣水垢生成的可能性。

B. 噸產量循環水補水量、噸補水葯劑成本和噸產量循環水電耗有誰知道國內標准啊，謝謝！

這個是沒有國家標準的，由於不同地區水質含有的鈣鎂離子不同，所以對於葯劑使用的種類和投加量都有區別。
一般葯劑固體含量30%的話，系統補充一噸水投加量為20-30克葯劑。
循環水補水量與循環量和系統溫差有關。
循環水電耗和循環泵的功率是一致的。

C. 循環水處理的循環水處理

循環水運行過程中主要產生的問題：
（1）水垢：由於循環水在冷卻過程中不斷版地權蒸發，使水中含鹽濃度不斷增高，超過某些鹽類的溶解度而沉澱。常見的有碳酸鈣、磷酸鈣、硅酸鎂等垢。水垢的質地比較緻密，大大的降低了傳熱效率，0.6毫米的垢厚就使傳熱系數降低了20%。
（2）污垢：污垢主要由水中的有機物、微生物菌落和分泌物、泥沙、粉塵等構成，垢的質地松軟，不僅降低傳熱效率而且還引起垢下腐蝕，縮短設備使用壽命。
（3）腐蝕：循環水對換熱設備的腐蝕，主要是電化腐蝕，產生的原因有設備製造缺陷、水中充足的氧氣、水中腐蝕性離子（Cl-、Fe2+、Cu2+）以及微生物分泌的黏液所生成的污垢等因素，腐蝕的後果十分嚴重，不加控制極短的時間即使換熱器、輸水管路設備報廢。
（4）微生物粘泥：因為循環水中溶有充足的氧氣、合適的溫度及富養條件，很適合微生物的生長繁殖，如不及時控制將迅速導致水質惡化、發臭、變黑，冷卻塔大量黏垢沉積甚至堵塞，冷卻散熱效果大幅下降，設備腐蝕加劇。因此循環水處理必須控制微生物的繁殖。

D. 工業循環冷卻水水處理

工業循環冷卻水處理GB-95設計規范－－總則

１總則目錄

1.01為了控制工業循環冷卻水系統內由水質引起的結垢、污垢和腐蝕，保證設備的換熱效率和使用年限，並使工業循環冷卻水處理設計達到技術先進、經濟合理，制定本規范。
1.02本規范適用於新建、擴建、改建工程中間接換熱的工業循環冷卻水處理設計。
1.03工業循環冷卻水處理設計應符合安全生產、保護環境、節約能源和節約用水的要求，並便於施工、維修和操作管理。

1 總則全文

1.0.1本條闡明了編制本規范的目的以及為了達到這一目的而執行的技術經濟原則。

在工業生產中,影響水冷設備的換熱器效率和使用壽命的因素來自兩個方面,一是工藝物料引起的沉積和腐蝕;二是循環冷卻水引起的沉積和腐蝕。後者是本規范所要解決的問題。

因循環冷卻水未加處理而造成的危害是很嚴重的，例如，某化工廠，原來循環水的補充水是未經過處理的深井水，每小時的循環量9560t。由於井水硬度大、鹼度高，每運行50h後，有50%的碳酸鹽在設備、管道內沉積下來，嚴重影響換熱器效率。據統計，空分透平壓縮機冷卻器，在運轉3個月後，結垢厚度達20 ㎜。打氣減少20%。該廠不少設備、在運轉3個月後，必須停車酸洗一次，不但影響生產，而且浪費人力、物力。為了防止設備管道內產生結垢，該廠在循環水中直接加入六偏磷酸鈉、EDTMP和T—801水質穩定劑之後，機器連續3年運行正常。雖然每年需要增加葯劑費用2萬元，但綜合評價經濟效益還是合算的。又如某石油化工廠，常減壓車間設備腐蝕與結垢現象十分嚴重，Φ57×3.5面碳鋼排管平均使16-20個月後，垢厚達15-40㎜。後經投加聚磷酸鹽+膦酸鹽+聚合物的復合葯劑進行處理，對腐蝕、結垢和菌藻的控製取得了良好的效果。每年可節約停車檢修費用約60萬元，延長生產周期增產的利潤約70萬元。減少設備更新費用約4.7萬元。現將該廠水質處理前後的冷卻設備更新情況列表如下：

某廠冷卻設備更新情況統計（單位：台）表1

水質情況 水質未加處理 水質經過處理
年份 1971 1972 1973 1974 1975 1976
更換台數裝置

一套常減壓 4 5 — — — —

二套常減壓 12 10 7 — 7 3

熱裂化 2 8 1 2 3 1

從上述情況可以看出，循環冷卻水採取適當的處理方法，能夠控制由水質引起的沉和腐蝕，保證換熱設備的換熱效率和使用壽命，保證生產的正生產的正常運行。

本規范是根據國內工業循環冷卻水處理設計和生產實踐經驗而編制的。規范中的條文規定都是以成熟經驗為基礎並體現了國家的技術政策。規范中一些要求嚴格條文，均可通過設計、施工和管理達到。對於一些特殊情況，規范中也給予適當的靈活性，按照本規范執行可以取得滿意的技術、經濟效果。

1.0.2本條規定了規范的適用范圍，包括敞開式和密閉式兩類循環冷卻水系統。考慮到直接換熱的循環冷卻水處理的特殊性，目前尚不能統一作出具體的規定，故暫不包括在內，俟條件成熟後再總結歸納。

1.0.3本條提出循環冷卻水處理設計的原則和要求.

安全生產、保護環境、節約用水是在工業循環冷卻水處理設計中需要貫徹的國家技術方針政策的幾個重要方面。在符合安全生產要求方面：循環冷卻水處理來當，首先會使冷卻設備產生不同程度的結垢和腐蝕，導致能耗增加，嚴重時不僅會損壞設備，而且會引起工廠停車、停產、減產的生產事故，造成極大的經濟損失。因此，安全生產首先應保證循環冷卻水處理設施連續、穩定地運行並能達到預期的處理要求。其次，在循環冷卻水處理的各個環節如循環水處理、旁流水處理、補充水處理、排水處理及其輔助生產設施如倉庫、加葯間、設計中都應該考慮生產上安全操作的要求。特別是使用的各種葯劑如酸、鹼、阻垢劑、緩蝕劑、殺菌滅藻劑等，常常是有腐蝕性、有毒、對人體有害的。因此，對各種葯劑的貯存、運輸、配製和使用，設計上都必須考慮有保證工作人員衛生、安全的設施，並按使用葯劑的特性，具體考慮其防火、防腐、防毒、防塵等安全生產要求。

在保護環境方面：使用各種化學葯劑處理時，要注意避免和消除各種可能產生危害周圍環境的不利因素，對於循環冷卻水各種處理設施中的「三廢」排放處理，尤須符合環境保護要求，嚴加控制。

在節約能源方面：循環冷水系統中由水質形成冷卻設備的污垢是最常見的一種危害。垢層降低了設備的換熱效率，影響產品的產量和質量，而且造成能源的浪費。1 ㎜的垢厚大約相當於8%的能源損失，垢層越厚換熱效率越低，能源消耗越大，同時也使水系統管道的阻力增大，直接造成動力的浪費。在冷卻水、補充水和旁流水處理設計系統中，各種構築物或設備及其管線布置等，都要注意節約能源、動力，應該力求達到單位水處理成本最低、動力消耗最小的技術經濟指標。

在節約用水方面：工業冷卻水占工業用水的70%-80%。要節約用水，首先要做到工業冷卻水循環使用，以減少凈水消耗和廢水排放量。在循環冷卻水系統中，提高設計濃縮倍數，對於充分利用水資源、節約用水、節約葯劑、降低處理成本有很大的經濟效果。現代化的大型工業企業尤其如此。如某化肥廠循環冷卻水系統的濃縮倍數由3提高到5，即節約補充水量20%左右，減少排污水量50%以上，且每月可節約6萬元左右的經營管理費用。在循環冷卻水處理的各個工藝過程中，還有相當一部分的自用水量，同樣應該貫徹節約用水的原則，充分利用循環冷卻水系統的優越性，進一步發揮其節水潛力。

因此，本條規定御環冷卻水處理設計應符合安全生產、保護環境、節約用水的要求。

其次，工程設計是國家基本建設的重要環節，設計的好壞直接影響到今後的施工、運行和管理各方面的質量。在設計過程中，從一開始就應考慮便於施工、操作與維修，做到安全使用，確保質量。

1.0.4本條提出在設計上採用新技術（包括新工藝、新葯劑、新設備、新材料等方面）的原則要求。

我國循環冷卻處理技術的發展，由於歷史原因，大體上形成了兩個階級：從單純防止碳酸鈣結垢到控制污垢、腐蝕和菌藻的綜合處理。到目前為止，積累了比較成熟的使用經驗。但我國的循環冷卻水處理技術在各行業之間，以及在大、中、小容量不同的水系統的發展上是很不均衡的。目前綜合處理主要應用在現代的大型工程上，對中、小型工程正處於逐步研究推廣階級。在綜合處理方面，從70年代引進技術以來，已經取得了比較好的成績，有的已經達到國際先進水平，但某些方面也還存在差距。例如目前在循環冷卻水處理上使用的化學葯劑，主要還只限於磷系葯劑，旁流水處理技術還只是以旁流過濾為主等。因此，在循環冷卻水處理的各個環節上，都還面臨開發新技術、使用新的葯劑品種、採用新的工藝技術這樣一些重要課題，還需要不斷的吸收符合我國具體情況的國外先進經驗。在國內各行業之間，也要根據生產實際需要，不斷吸收本部門具體情況的國內其它行業的實際經驗。這些情況，都應該落實在總結生產實踐和科學試驗的基礎上。對待新技術的採用，採取既積極又慎重的態度，使我國這門工程技術得以穩步地向前發展

1.0.5本條規定了執行本規范與其它的國家標准、規范之間的關系問題。

本規范是從循環冷卻水處理的工藝范圍提出的,對於循環冷卻水處理旁流水處理、補充水處理、排水處理等到方案中的水處理單體構築物設施的設計，除因工藝處理過程的需要提出相應要求的條文以外，一般都不作規定，應按有關的國家標准、規范執行。

同時，在衛生、農業、漁業、環境保護等方面對工程設計的要求，同樣應按有關的標准、規范執行。