循环冷却水旁滤和加药系统设计方案

1、第一部分设计前言1第二部分设计水质水量及设计原则22.1、 设计水质水量22.1.1、 原水水质水量22.1.2、 供水的水质水量22.1.3、 补水的水质（采用自来水，供参考）22.2、 标准与规范32.3、 设计原则32.4、 设计范围3第三部分工艺的确定及流程说明43.1、 工艺的确定43.2、 工艺流程及工艺说明43.2.1、 工艺流程方框图43.3、 循环冷却水水量计算平衡表53.4、 系统工艺流程说明5第四部分主要设备介绍64.1、 在线磷酸盐分析仪（阻垢剂）64.2、 次氯酸钠投加装置74.3、 硫酸投加装置74.4、 管道混合器74.5、 絮凝剂加药装置84.6、 重力式无阀过

2、滤器8第五部分电气系统控制简要说明9第六部分主要设备仪表参数10一、主要设备参数10二、电气系统及卞佥测仪表参数12（电配箱内配套电器）14第七部分设备材料清单15第八部分安装接口事项及文件交付168.1、 安装接口事项168.2、 文件交付168.3、 文件的单位及语言16第九部分质量保证和技术服务179.1、 质量保证179.2、 工程技术服务173000t/h循环冷却水旁滤系统设计方案第一部分设计前言随着工业的发展和生活的需要，水的用量急剧增加。因此，节约水资源如同节约能源，保护环境一样，成了当务之急。节约用水最大的潜力是节约工业冷却水，采用循环冷却水是节约水资源的一条重要途径，但循环冷

3、却水结垢、腐蚀比较严重，容易滋生菌藻，以致影响设备的传热效率，威胁设备的使用寿命，因此对循环冷却水进行水质稳定处理是必不可少的。本设计方案就是：通过一系列的过程控制，在达到要求的浓缩倍数（K=4.0）的情况下，满足循环冷却水系统的过程要求。其循环冷却水工程主要有以下过程控制：1、投加一定量的阻垢剂，减少循环冷却水对冷介质的热交换器的腐蚀，并控制其腐蚀速率达到国家标准；2、通过对系统自动补充洁净的水源以平衡由于：蒸发、风吹、排污等水量的损失，以维持循环冷却水的水量平衡，进而维持循环水的电导率等相对恒定；3、通过在线控制，自动投加一定量的杀菌剂，以防止微生物的滋生，减少生物污泥量和减少对系统管路、

4、换热器等的腐蚀；4、通过旁路净化系统，使循环冷水的悬浮物（S3浓度处于相对低值，以减少系统的结垢趋势；通过上述过程的控制，可实现以下目的：1、达到循环冷却水要求的浓缩倍数，从而节约大量的水源，并且可降低生产成本；2、循环冷却水对管路和换热器的腐蚀速度达到要求的相对低值；第二部分设计水质水量及设计原则2.1、 设计水质水量2.1.1、 原水水质水量由于用户无法提供原水水质数据，因此我们暂按以下水质进行设计，其水质如下：原水流量：3000m3/h挥发水量：34.2m3/h原水温度：50C运行时间：365dPH值：8.59回水电导率：1500以硬度：202mg/L钙硬度：264mg/L2.1.2、

5、供水的水质水量3供水流量：3000m/h供水温度：33C浓缩倍数：K=4.0PH值：79.2总磷：6-7mg/L（以PO43H）硬度：74.1mg/L钙硬度：98.1mg/L系统补水：34.2t/h浊度：010NTU钙硬度：<200mg/L2.1.3、 补水的水质（采用自来水，供参考）PH:电导率:总硬度:78.5280370100-130mg/L2.2、 标准与规范X(JB2932-86)水处理设备制造技术条件X(JB2880-89)钢制焊接常压容器技术条件X(ZBJ98003水处理设备油漆、包装技术条件X(GB50050-95工业循环冷却水处理设计规范实(GB50268-97给排水管

6、道工程施工及验收规范派(HG20524-92化工企业循环冷却水处理加药装置设计统一规定派(ISO9001-2000)质量保证体系X其它有关中国国家及行业标准。2.3、 设计原则1、严格执行国家环境保护有关法规，按规定的冷却水回用标准，使处理后的冷却水水质指标附合标准指标。2、采用先进、成熟、合理、可靠的处理工艺，并具有显著的环境效益、社会效益和经济效益。3、系统应采取措施尽可能提高浓缩倍数，以减少排污量，降低新鲜水的补充量;而且有利于环境保护，防止热污染，节能和设备的自身保护。4、本工程循环冷却水系统在界区内设置计量仪表和阀门，对流量进行控制管理,以达到节水的目的。5、工艺设计与设备选型能够在

7、生产运行过程中具有较大的灵活性和调节余地，能适应水质、水量的变化，确保出水水质稳定、达标。6、在运行过程中，便于操作管理、便于维修、节省动力消耗和运行费用。2.4、 设计范围1、本方案设计内容只包括旁滤系统及整个循环冷却水系统的加药设备，其它未列出的内容不在此设计范围内。2、旁滤系统和系统加药电气部分第三部分工艺的确定及流程说明3.1、 工艺的确定在循环水冷却水系统运行过程中，尤其是冷却水中会存在大量的悬浮物质。其中由于空气中灰尘杂物的进入，日常加药处理后会造成部分水垢、锈垢、微生物粘泥的脱落、分散，会造成水质的混浊。由于各种杂质在水中溶解度很小，很易用过滤的方式去除，因此在系统管路上安装旁滤

8、系统，以防止系统中末端管路污泥堵塞，并配合加药处理有效地去除系统内的杂质，可收到良好效果。本工程中的旁滤系统采用：混凝反应+重力式无阀过滤3.2、 工艺流程及工艺说明3.2.1、 工艺流程方框图混凝剂投加装置3.3、 循环冷却水水量计算平衡表旁滤系统_排污水量（B2）蒸发水量（E）风吹水量（D）循环系统的水量平衡原则JM=E+B1+B3+D+FaIIIL.BI.一E1ItJIIiII1_51IHJB.I依据广东珠三角地区气侯条件，冷却塔的降温5.腕方5.70C、浓缩倍数（K）=4.0等工程介质热交换器（R=3000m3/h）RR循环水泵因素，经过计算，系果敢?塔补充水量(M)1B=B1+B2=

9、(0.093)R21)%RivE二(0.330.74)跄Rk池D=(0.200.50)%可F=0（循环冷却汞嗦新片即渗漏）则：M=(0.721.55)%RMmax=1.55%R=46.5m3/hMmin=0.72%R=21.6m3/h平均值:M=1.14%R=34.2m3/h旁滤系统处理能力应为：5.0%R=150m3/h,本工程的旁滤系统依据甲方要求处理能力为120t/h。3.4、 系统工艺流程说明在系统运行期间，汇集在冷水池的冷却水首先经由循环水泵输送到各个介质热交换器。在热交换器中，冷却水在通过设备水冷器与工艺介质交换，热的工艺介质在热交换中温度降低，而冷却水被加热、温度升高；另外，由于

10、水体在系统中不断循环使用，水温升高、水的蒸发，各种离子和有机物质的浓缩，冷却塔和冷水池在室外受阳光照射、风吹雨淋、灰尘杂物的飘落，以及设备和材料等多种因素的综合作用，会在冷却水系统中产生严重的水垢附着、设备腐蚀和菌藻微生物的大量滋生，以及由此而形成的粘泥污垢堵塞管道的危害和换热器腐蚀。为了减轻上述的危害，直至使其不发生，本工艺的设计将采用在冷却塔出口管道（回水管路）上设置：1、阻垢剂投药装置进行自动定量投加，阻垢剂投药量由磷酸盐在线分析仪进行控制和自动投加阻垢剂的量；2、杀菌剂投药量由余氯在线检测仪控制和自动投加；并维持循环水中的余氯浓度为0.501.00mg/L;3、采用酸自动投药装置用以调

11、整回水中的PH值；4、通过在线电导率仪的自动控制系统的排污水量和补水量，以实现循环冷却水的浓缩倍数为不低于4.0倍；5、设计旁路净化系统，以维持循环冷却水的SS不高于20.0mg/L通过过程的有效控制，让回水中的离子浓度、菌藻等指标在进入冷水池之前得到初步的控制。同时，通过投加硫酸来进行控制回水中的PH值，即可以保证各种药品能得到更好的处理效果，又能减轻了回水在回流到冷水池这一过程中使管道受到腐蚀。在通过投加化学药品后，浊度还不能达到换热设备系统运行要求，温度可以通过冷却塔的处理得以降低，浊度可以通过旁滤系统进行有效去除，设置旁滤系统主要的目的是为了稳定循环冷却水水质。旁滤系统是由混凝剂投加装

12、置、管道混合器、无阀过滤器组成。由于水体在系统中不断循环、蒸发、浓缩，水中的杂质、悬浮物等浓度也随着循环的次数变化而升高，在无阀过滤器过滤前通过投加混凝剂，主要是提高过滤效果。重力式无过滤过滤器是采用水力全自动控制运行，能自动运行运行及自动反洗，无需设置反洗泵，具有出水水质稳定、控制简单、无需专人管理等优点。重力式无阀过滤器内部填装精细石英砂滤料，水体由中部中心管进入，经过填料滤层后流入集水区，过滤后的出水在重力的作用下经由内部连通管流入上部集水区，由上部集水区出口自流到冷水池与冷却塔出水混合，通过旁滤处理和冷却塔处理，出水即可达到介质热交换器的进水要求。为了保证长期系统各参数的准确性，系统设

13、置一套旁路挂片，通过旁路挂片的结垢程度来对系统各功能参数进行相应的调整。第四部分主要设备介绍4.1、 在线磷酸盐分析仪（阻垢剂）水中的盐分（如碳酸钙等）在达到其饱和溶解度后，会由水中结晶析出，从而在管路上表面形成一层垢，导至水体输送能力严重时还会堵塞管路。在回水中投加阻垢分散剂，提高水中盐类的溶度积，降低结垢倾向，通过加入阻垢缓蚀剂，避免金属生锈，并防止钙镁离子结晶沉淀。选用聚磷酸盐系列的阻垢剂，通过控制阻垢剂的投加量与旁路挂片的腐蚀速度对比、并经一段时间的调试，以求得最佳的阻垢剂的投加量范围，从而实现在经自动控制与投加。MACPhosphate是一种微电脑控制的全自动在线磷酸盐分析仪，可适用

14、于多种水质如河水、地表水和工业废水。测量原理和流程图（右图）若有必要，过滤后，把样品泵入LFA反应器里。在LFA反应器里，分析仪测量并存储样品空白值。微处理器开始按顺序添加药品，先添加铝酸盐以形成磷铝杂多酸。在适当的时间内混合好药品后，分析仪添加还原剂抗坏血酸进行比色反应。进行充分的药品混合和反应后，分析仪停止反应并在660nm或880nm处测量光学流通池药品吸收率，依据存储在分析仪里的校正因数计算出样品的浓度。随机附件：计量泵、药液桶、搅拌器、磷酸盐分析仪组成。4.2、 次氯酸钠投加装置为防止冷却水中的细菌污染造成堵塞管路、影响系统运行效率，在冷却水投加适量的次氯酸钠，杀灭水中的微生物，减少

15、系统内的微生物量，同时也可氧化水中的二价铁，使其在无阀过滤器中更易于去除，降低水中铁含量。随机附件：加药装置由计量泵、药液桶、搅拌器、余氯检测仪组成。4.3、 硫酸投加装置用以调整冷却水中的PK,通过加入硫酸，降低水的碳酸盐硬度，使碳酸盐硬度转化为溶解度较大的非碳酸盐硬度，并使循环水的碳酸盐硬度低于极限碳酸盐硬度，达到防止结垢的目的。随机附件：加药装置由计量泵、药液桶、搅拌器、PH空制仪组成。4.4、 管道混合器管道混合器采用螺旋叶片式，通过叶片的剧烈扰流作用，使投加到水中的药物能与水迅速充分地混合，用于旁滤系统絮凝剂的混合。4.5、 絮凝剂加药装置加药装置的作用是为系统投加适量的絮凝剂，其主

16、要作用是将存在在冷却水中的悬浮物、有机物、胶体等絮凝成大颗粒的矶花，以便在无阀过滤器中有效去除大部分有机悬浮物及泥渣。一般水中的杂质往往带有一定量的同性电荷，它们相互排斥，难以自动聚集成为大颗粒，高分子絮凝剂溶液于水后，会产生水解和缩聚反应而形成高聚合物。这种高聚合物的结构是线型结构，线的一端拉着一个胶体颗粒，另一端拉着另一个胶体颗粒，在相距较远的两个微粒之间起着粘结架桥作用，使得微粒渐渐变大，变成大的絮凝体（俗称研花）。本系统投加絮凝剂为PAC（聚合氯化铝），其是长链的高分子聚合物，在水中可形成带电荷的Alx（OH）y3x-y长链多功能基团，它具有压缩胶体双电层的作用，同时对异性电荷也可以起

17、到中和作用，而且每个基团都可以吸附水中分散的悬浮物、有机物、胶体等小颗粒杂质，从而使絮凝体快速成为大颗粒帆花。为了使基团表面吸附效果更好应适当地进行搅动混合，因此PAC投加点在进水母管上并加装管道混合器。随机附件：加药装置由计量泵、药液桶、搅拌器组成。4.6、 重力式无阀过滤器本装置设计为水力自动反冲，其工作运行原理如下：过滤时的流程是：待处理的冷却水在加入混凝剂后，经配水槽、U型管进入虹吸上升管，再由顶盖内的布水档板均匀地布水于滤料层中，水自上而下通过滤料层过滤，过滤水从小阻力配水系统进入上、下集水区，即出水箱储存，当水位上升至出水管时，过滤水就流入冷水池。滤池刚投入运行时，滤料层较清洁，但

18、当运行到一定的时间之后由于滤料层中固体颗粒杂质的逐渐增多，因此水头损失也随之增加，水位就沿着虹吸上升管慢慢升高，当水头损失增大到一定程度之后，使虹吸上开管中的水位升高到虹吸辅助管口时，水便从辅助助管口急速流下，依靠水流的挟气和引射作用及抽气管不断带走虹吸管中的空气，使虹吸管形成真空，虹吸上升管中的水便大量地越过管顶，沿虹吸下降管落下，这时，就开始了反冲洗过程。冲洗水箱的水经过连桶管、集水区和配水系统从下而上冲洗滤料层，冲洗的废水通过虹吸管流入排水井排出。在冲洗过程中，水箱的水位逐渐下降，约冲洗5min左右，水箱水位下降到虹吸破坏器时，虹吸即被破坏，冲洗过程就此结束，过滤又重新开始。设置本装置，

19、可省去了传统的机械反冲水泵，同时不需要抽取清水池的清水作反冲用水，使整个系统因减少了反冲洗泵及相关的管道、阀门、管件而变得更为简单，大大地减轻操作管理强度及设备投资。由于反冲是视滤层的堵塞程度而自动进行，减少了人为操作的失误，整套装置甚至可以在无人操作的状态下运行。第五部分电气系统控制简要说明1 .在线总磷检测仪：采用先进的模糊控制方式实时调整缓蚀、阻垢剂投加量，确保循环水中总磷含量始终维持在规定范围内。2 .电导率监控：在介质热交换设备出水管上设置电导率分析仪，用以在线监测冷却水电导率和控制排污，稳定冷却水中的浓缩倍数。3 .余氯在线监控：系统设置一套余氯在线检测仪，实时对冷却水中的氯含量进

20、行监控，当水中余氯发生变化时，系统自动调整加氯设备的加药量，保证水中氯含量在0.51mg/L。4 .水质PK控：介质热交换设备出口处设有PH空制器，监测工艺系统出水的PHS变化，以确定是否加酸或加碱进行中和，当PK生变化时，系统自动调整计量泵的加药量；5 .混凝剂系统监控：旁滤系统中混凝剂加药系统的控制，由于旁滤进水水量变化不大，因此，投药量采用用手动定量控制，计量泵与旁滤系统联动。6 .其它水质项目的监测采用定期化验室测定。第六部分主要设备仪表参数一、主要设备参数1、管道混合器1台制造商：本公司规格尺寸：DN150X1300流速：1.97L/S材质：A3钢防腐2、混凝剂加药装置1套（絮凝剂投

21、药量按型号：15mg/L,浓度按810%计）JY-120附属设备：3.1计量泵型号：ACS903SW：28L/hr压力：3bar材质：组合功率：40W制造商：SEKO数量：1台3.2搅拌槽型号：RS-800容积：600L材质：不锈钢数量：1个3.4储药箱容积：900L材质：PVC数量：1个3.5搅拌电机型号：WDE1010-100材质：不锈钢（搅拌桨及转动轴）转速：750RPM功率：0.75KW数量：1台3、重力式无阀过滤器1套处理水量：120m3/hr安装尺寸：6500X3530X6250mmH外形尺寸：小3000X4300mmH结构：钢防腐单套运行重量：92吨反洗历时：46分钟数量：1套4

22、、硫酸投加装置1套4.1tfWf规格：4760X1250mmH容积：500L材质：PE4.2酸计量泵制造商：SEKO型号：DPR904SW：45L/h压力：1bar功率：40w数量：1台5、次氯酸钠加药装置1套设计按最大投药量：4g/m3计算:5.1tWI规格：（|）760X1250mmH容积：500L投加方式：计量泵材质：PE数量：1个5.2计量泵型号：ACS901SW：12L/hr压力：6bar材质：组合功率：40W制造商：SEKO数量：1台二、电气系统及检测仪表参数1.电导仪1台制造商：SINGNET变送器：3-2850-1传感器：3-2841测量范围：10-10000us/cm精度：&

23、#177;2%心：4-20mA/2线制电源：12-24VDC±5%环境温度：1-70C环境湿度：0-95%防护等级：IP652.PH仪1台制造冏：变送器：传感器：测量范围：精度：信号：电源：环境温度：环境湿度：防护等级：3、余氯检测仪1台SINGNET3-2750-13-27560-14PH±1%4-20mA/2线制12-24VDC±5%1-50C0-95%IP65制造冏:型号:电源:测量范围:精确度:输出信号:控制:温度:警报接点:上海谷雨CL-40220V50Hz/60Hz0.002.00ppm0.1%420mAON/OFF继电器输出1.1、 60摄氏度上下限

24、任意两值设定4、MICROMACCH3Po4在线控制仪1台制造商：意大禾ISYSTEA测量原理：比色法：铝酸盐抗坏血酸法比色计：660nm或880nm测量类型：循环测量测量间隔：可编程测量时间：5分钟测量范围：0-200mg/L检测限：满量程的3%（执行美国环保署计算方法）重现性：优于3%相号输出：标准420mA模拟输出，取大负数05V,其它RS485或RS232可选相号输入：1路分析，1路校正报警：1路高限报警，1路校正药剂更换：34周，根据运行温度环境温度：1030C防护等级：IP55电源：供电电源：220VAC分析仪：12VDC重量：33kg（不包括药剂）尺寸：800450300mm(hwd)认证：国际：CEISO9001;中国CP/证无压；样品温度：10-30C400欧姆或样品和废液的传递:7、电控箱1套（电配箱内配套电器）数量：1批生产厂家：施耐德第七部分设备材料清单（略）说明：本设计方案除了上述设备及上述设备相关安装材料外，不含循环冷却水的供水、回水管网、循环水泵等设备及材料。第八部分安装接口事项及文件交付1.2、 安装接口事项1、所有设备的管路接口:厂方将所需管路接