循环冷却水系统及水质控制指标介绍课件

1、目 录一、装置概况及工艺流程介绍二、循环水的监测和控制三、制度及规范中对循环水水质监测的有关要求一、装置概况及工艺流程介绍用水来冷却工艺介质的系统的系统称作冷却水系统。其由换热器.冷却塔.水泵.管道等构成。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冷却水系统又分为封闭式冷却水系统和敞开式冷却水系统循环冷两种循环冷却水系统特点循环水系统冷却方式水的损失应用封闭式循环水的冷却依赖于散热装置系统由于冷却水不暴露于空气中，所以水量损失少，水中各矿物质和离子含量一般不发生变化。运行费用高，仅适用于具有特殊要求的工业生产系统开放式水的再冷却是通过冷却塔进行 冷却水暴露于空气当中，存在4种不同形式

2、的损耗和补水过程，产生浓缩应用广泛 水水池 填料 布水管换热设备 水池布水管支架风筒减速器风叶塔体上塔阀门水泵进口阀门风机电机水池 热交换散热进水管敞开式循环冷却水工艺流程图敞开式循环冷却水的热交换单元和冷却单元由于敞开式循环冷却水系统水的再冷却是通过冷却塔来进行的，因此冷却水在循环过程中要与空气接触，部分水在通过冷却塔时还会不断被蒸发损失掉，因而水中各种矿物质和离子含量也不断被浓缩增加。为了维持各种矿物质在和离子含量稳定在某一个定值上，必须对系统补充一定量的冷却水(补充水）。并排出一定量的冷却水（排污量）。循环冷却水水质变化特点1.溶解固体浓缩在开始运行时，循环水质和补充水相同。在运行过程中

3、，因纯水不断蒸发，水中的溶解固体和悬浮物逐渐积累。循环冷却水水质变化特点总的水量损失（P）为：P=P1+P2+P3+P4循环冷却水在蒸发时，水分损失了，但盐分却留在了水中。风吹、渗漏和排污所带走的盐量为： S（P2+P3+P4）补充水带进系统的盐量为： SBP=SB(P1+P2+P3+P4) 式中S循环水含盐量；SB补充水含盐量。循环冷却水的蒸发浓缩，导致循环水中含盐量的增加，这一方面增加了水的导电性，使循环冷却水系统腐蚀过程加快：另一方面，某些盐类由于超过饱和浓度而沉积，使循环冷却水系统产生结垢。2.二氧化碳散失冷却水在冷却塔中与空气充分接触时，水中的CO2被空气吹脱而送入空气中。水滴在空气

4、中降落1.5-2s后，水中CO2几乎全部散失，水中钙镁的重碳酸盐全部转化为碳酸盐使循环水比补充水更易结垢。3.溶解氧量升高循环水与空气充分接触，水中溶解氧接近平衡浓度。冷却水的相对腐蚀率随溶解氧含量和温度升高而增大，至70后，因含氧量已相当低，才逐渐减小。循环冷却水水质变化特点4.杂质增多 循环水在冷却塔中吸收和洗涤了空气中的污染物以及空气携带的灰尘、植物的绒毛等，结果使水中杂质增多。5.微生物滋生循环水中含有的盐类和其他杂质较高，溶解氧充足，温度适宜（一般25-45），许多微生物（包括细菌、真菌和藻类）能够在此条件下生长繁殖。循环冷却水水质变化特点循环冷却水水质变化的结果1.腐蚀故障 不仅缩

5、短设备寿命，而且引起工艺过程效率的降低、产品泄露等问题，在高温高压过程的冷却水系统，还可能发生安全事故。2.结垢故障不仅使传热效率降低，影响冷却效果，严重时使设备堵塞而停工检修。还降低输水能力，增加泵的动力消耗，并促使微生物滋生，间接引起腐蚀。循环冷却水处理的基本任务： 防止或缓减系统的腐蚀和结垢及微生物的危害，确保冷却水系统高效安全运行。工业循环水水质分析的目的是了解和掌握水质的真实状况,掌握循环水在运行过程中,随着环境(包括气侯、工艺)条件的变化而引起的水质的变化。以便采取相应的措施,对症下药,保证循环水运行正常。从而确保大生产的工艺条件的稳定。工业循环水水质分析的必要性水中的主要物质阴离

6、子：SO4 2- ,Cl-,HCO3-,SiO32- ,CO32-阳离子：Ca2+,Mg2+,Na+,K+ ，Cu2+,Fe2+溶解气体：O2,CO2有机物：微生物，油脂等悬浮颗粒：泥沙胶体等水中阴离子的总当量数和阳离子的总当量数相等水质分析项目及含义pH值总硬度总碱（M碱度）总固体浊度电导率含盐量铝硬度铜离子总铁氯离子游离性余氯细菌总数硫酸根硅酸油氨氮磷酸根浓缩倍数COD二、监测与控制通过长期的生产实践经验可知，循环冷却水系统中的腐蚀、结垢和微生物生长与冷却水的水质水的化学组成和物理化学性质有着密切的关系。例如，大多数的循环冷却水系统正常运行时的PH在79.2之间。如果加酸过多，循环水的PH

7、值降低到4.5时，则冷却水系统将发生严重的腐蚀。循环冷却水系统在正常运行时使用的水处理剂是否能发挥其最佳的作用，也与冷却水的水质有着十分密切的关系。许多循环水系统的补充水是地面水，他们的组成往往随季节而变化。夏季时由于雨量充沛，故水的含盐量低；冬季时则由于地面降雨稀少，故水的含盐量增加，有些地方甚至可以增加23倍。如果用相同的工艺条件和水处理方案，在夏天时可能效果很好，但冬天时可能会结垢。因此，在日常运行中需要对冷却水系统的补充水和循环水的化学组成和物理化学性质进行监测和控制。1.pH值PH 值为循环水系统重要监控指标，循环水处理通过管控 PH 值在某一区间以达到均衡防腐、阻垢及抑制菌藻目的。

8、循环冷却水开式系统： GB50050-2007 指标 6.89.5运行的PH值通常被控制在7 9.2这一范围内。在25时，PH=7的水为中性，故PH=7 9.2的水大体上属于中性或微碱性的范围。一般地讲，在上述的PH范围内，冷却水的腐蚀性随PH值的上升而下降。影响 PH值的主要因素在加杀菌剂的时候，杀菌剂是强酸性 ，会使pH值下降；管线或设备泄漏；补充新鲜水变化；操作失误或其它。pH值控制过程当pH值10 时几乎停止腐蚀，即所谓进入铁材质的钝化区。所以在小型工业锅炉及热水锅炉系统 GB 规定的 PH 值为1012，因为这些系统都是全铁系统，高 PH 值起到良好防止金属铁材质腐蚀作用。反之水的

9、PH 值越低对金属铁材质腐蚀性越强。水对金属铜（包括各类铜合金）的腐蚀机理为 PH 值在 8.5 9.0 为钝化区，腐蚀速率最慢，当 PH9.0 及8.5时随酸碱性越大，腐蚀性越强。结垢问题：水对系统热交换面的结垢态势分析为 PH 值越高结垢趋势越严重，反之即越弱，当 PH9.0 及 6.0 时随酸碱性越大，细菌藻类的活跃性越差。工业循环水系统控制菌藻的主要目的是避免因细菌藻类快速繁殖产生大量生物黏泥（热阻）影响设备热交换，并非为环卫角度。综上分析：采用 6.8 7.5 的酸性水处理管理模式（加酸处理）客观上对防垢有利，对防腐及抑制菌藻不利；采用 7.5 8.5 的中性水处理管理模式客观上均衡

10、于防垢及防腐，不利于抑制菌藻；采用 8.5 9.5 的碱性水处理管理模式客观对防腐及抑制菌藻有利，不利于防垢。在开式系统 GB 提供的是一个大范围指标区间，因在全国范围内给水源水质、各类设备系统状况及各水处理公司技术存在较大差异，采用任一（酸中碱）模式客观上各有利弊。 我们归纳选定 PH 值管控区间一般需参考以下因素：给水源水质因素：结垢倾向水质可选用中性模式（特定的严重结垢倾向水质，在无软化预处理工艺时，可采用酸性模式）；腐蚀倾向水质可选用碱性模式；含较多细菌藻类有机物水质（如再生水、地表水）亦适宜选用碱性模式。系统工况因素：已存在较为严重腐蚀的系统，为加强抑制腐蚀趋势恶化可选用碱性模式；设

11、备换热处温度较高的，为延缓结垢趋势可选用中性模式（当前新技术存在高温下使用特定碱性模式取得良好效果情况）。药剂机理因素：公司药剂自身阻垢技术能力强的一般选择碱性管理模式，防腐技术能力强的一般选择中性管理模式。总硬度间接表示水中高价金属离子含量。其中天然水中的高价金属离子主要是 Ca2+（钙离子）、Mg2+（镁离子），所以通常天然水的总硬度即指 Ca2+、Mg2+含量之和。硬度分类： 总硬度 = 钙硬度 + 镁硬度 = 碳酸盐硬度（亦称暂时硬度）+ 非碳酸盐硬度（亦称永久硬度）2 总硬度：a）暂时硬度 水中对应于碳酸氢根离子和碳酸根离子的硬度称为暂时硬度。这种水溶液煮沸后很容易生成碳酸盐沉淀析出

12、水垢，所以称这种硬度为暂硬。俗话所说的硬水、软水就是指这种水中暂硬的多少。用化学方法将水中钙、镁暂硬除去的水叫软化水。其化学反应式如下： 加热Ca（HCO3）2CaCO3+ CO2+H2O 加热 Mg(HCO3)2Mg（OH）2+2CO2b）永久性硬度 加热煮沸天然水后，还残留于水中的钙离子与镁离子量称为永久硬度。因为这部分钙、镁离子不能用加热煮沸的方法将其沉淀出来，所以称为永久性硬度，也叫非碳酸盐硬度。这些物质是钙、镁的氯化物（CaCL2、MgCL2）、硫酸盐（CaSO4、MgSO4）、硝酸盐Ca(NO3)2、Mg(NO3)2等盐类。c）负硬度 由于天然水的pH值一般都在8.3以下，因此水中

13、CO32- 的量很少，可以这样认为，天然水中碳酸盐硬度的阴离子就是HCO3-。但是，水的总硬度与碱度存在如下关系： 当水的总硬度大于总碱度时，其碳酸盐硬度便等于总碱度。而总硬度和总碱度的差值就是非碳酸盐硬度。 当水的总硬度小于总碱度时，则水中硬度全部是碳酸盐硬度，非碳酸盐硬度等于零，水中其余的碳酸盐即为钠盐和钾盐，这种水由于总硬度小于总碱度故被称为负硬水，总硬度与总碱度的差值称为负硬度，简称负硬。钙离子浓度从腐蚀的角度来看，软水虽不易结垢，但其腐蚀性较强。因此，循环水中钙离子浓度的低限不宜小于30mg/L。从结垢的角度来看，钙离子是循环水中最主要的成垢阳离子。因此，循环水中钙离子浓度也不宜过高

14、。在投加阻垢分散剂的情况下，钙离子浓度的高限不宜大于200mg/L。镁离子也是冷却水一种主要的成垢阳离子。一般情况下，循环水中镁离子浓度不宜大于60mg/L或2.5mmol/L。由于镁离子易与循环水中的硅酸根生成类似于蛇纹石组成的不易用酸除去的硅酸镁垢，故要求循环水中镁离子浓度遵从以下关系式Mg2+*sio215000 钙离子与镁离子都以CaCO3计，钙离子与镁离子之和为总硬度。镁离子浓度钙镁在天然水中的水解过程是可逆反应，反应式为Ca（HCO3）2CaCO3+ CO2+H2O若水溶液中CO2减少，反应向右进行，CaCO3结晶；增加CO2，反应向左进行，抑制 Ca（HCO3）2分解，所以水溶液

15、中Ca（HCO3）2的变化随pH值得变化而改变存在形态，即 pH8.4时，水中Ca2+、Mg2+全部以Ca（HCO3）2 的形式存在稳定。 pH=8.410时，Ca（HCO3）2 转化为CaCO3的形式加强，并结晶。 pH10时，水中Ca（HCO3）2 将全部转为CaCO3，析出沉淀。 为此在水处理工艺中，应严格控制进水的pH值，根据制水设备对水质的要求，进行pH值的调整，注意pH值不要大于8.5。水的硬度是指溶解在水中的盐类物质的含量，即钙盐与镁盐含量的多少。钙镁离子的总合相当于10毫克氯化钙称之为1“度”。通常根据硬度的大小，把水分成硬水与软水：8度以下为软水，8-16度为中水，16度以上

16、为硬水，30度以上为极硬水。表4 水质分类与特性水质类型硬度+碱度/mg/L水质特性处理方法大致分布超低硬度碱度 30强腐蚀，不结垢自然pH运行南方沿海地区 低硬度碱度3080强腐蚀，弱结垢自然pH运行南方沿海地区 中硬度碱度80180弱腐蚀，弱结垢自然pH运行长江流域 高硬度碱度180250弱腐蚀，强结垢加酸运行西北地区超高硬度碱度250弱腐蚀，极强结垢预处理运行黄河流域与东北 硬水在工业上会带来一些危害， 形成的水垢会造成热水系统、供水管道、太阳能热力系统中的许多问题：积垢造成传热不良，降低锅炉的热导率，增加能耗，浪费能源；被水垢堵塞的水管会导致用水器具的效率下降，甚至造成故障；用水器具的

17、运行费用（如能源费用）增加；堵塞管道，缩短锅炉的使用寿命，严重的还会导致更换水管，或因传热不匀造成锅炉的爆炸等等。因此，在工业上锅炉水必须经过软化处理。除水中硬度的处理方法去除水中硬度可以通过煮沸法、化学法、离子交换法、膜法等方法。其中，煮沸法，仅用于去除水的暂时硬度。若水的硬度是永久硬度，往往使用其他的几种处理方法。煮沸法经过煮沸以后， 水里所含的碳酸氢钙或碳酸氢镁就会分解成不溶于水的碳酸钙和难溶于水的氢氧化镁沉淀。这些沉淀物析出，水的硬度就可以降低， 从而使硬度较高的水得到软化。具体的反应如下：Ca （HCO3）2 = CaCO3+ H2O + CO2Mg （HCO3）2 = MgCO3+

18、 H2O + CO2由于 CaCO3 不溶， MgCO3 微溶， 所以碳酸镁在进一步加热的条件下还可以与水反应生成更难溶的氢氧化镁： MgCO3 + H2O = Mg （OH）2+ CO2煮沸法， 虽然方便操作， 通过煮沸就可以将暂时硬水变为软水， 但是其能耗高， 尤其是在工业上若采用此法来处理大量用水， 则是极不经济的。 化学法 化学法， 因其投加化学药剂对水中硬度的作用不同大致可分为两种。 一种是阻垢剂， 通过投加专用阻垢剂， 可以改变钙镁离子与碳酸根离子结合的特性， 从而使水垢不能析出、 沉积。 目前工业上可以使用的阻垢剂很多。 如加入亚 磷酸钠 （NaPO3)，它与钙、 镁离子形成络合

19、物， 在水煮沸时钙、 镁不会以沉淀形式析出， 从而不会形成水垢。 这种方法的特点是： 一次性投入较少， 适应性广；但水量大时运行成本偏高， 由于加入了化学物质， 所以水的应用受到很大限制， 一般情况下不能应用于饮用、食品加工、 工业生产等方面。 在民用领域中也很少应用。 另一种是经典的药剂软化法， 即根据化学沉淀和溶度积原理， 按需要向水中投加适当药剂， 使之与钙、镁离子反应生成不溶性沉淀物CaCO3、Mg（OH）2。 通常用的药剂有石灰、 纯碱、 苛性钠、 磷酸三钠等， 其中石灰是一种廉价易得的碱剂， 而被常用于软化中。单一的石灰法可全部去除水中的CO2 并能降低水中的含盐量， 但此法只能去

20、除水中的暂时硬度和碱度。 为了达到降低水中永久硬度，获得更好的处理效果， 针对不同的水质， 可能投加的药剂不一定仅仅是石灰， 而是相结合的方法， 常见的有石灰软化法、 石灰-纯碱软化法、 石灰-石膏处理法等。 离子交换法 利用离子交换剂， 把水中的离子与离子交换剂中可扩散的离子进行交换作用， 使水得到软化的方法。 即采用特定的阳离子交换树脂，以钠离子将水中的钙镁离子置换出来， 由于钠盐的溶解度很高， 所以就避免了随温度的升高而造成水垢生成的情况。 而且长期使用后失效的树脂还可以通过再生而重复使用， 故此这种方法是目前最常用的较经济的方法。 主要优点是： 效果稳定准确， 工艺成熟。 可以将硬度降

21、至 0。 采用这种方式的软化水设备一般也叫做 “离子交换器” (由于采用的多为钠离子交换树脂，所以也多称为“钠离子交换器”， 其流程示意图详见图 1)。 此方法多用于食品行业制饮料用水。在处理水时， 先让水从阳柱自上而下通过， 使水中的金属离子被阳离子交换树脂吸附， 阳离子交换树脂中的氢离子 （H+） 被交换到水中去； 然后再通过阴柱， 使水中的阴离子被阴离子树脂吸附， 阴离子树脂将氢氧根离子 （OH-） 交换到水中， 和氢离子 （H+） 化合成水， 使水得到净化。 膜分离法 随着膜分离技术的提高，膜软化工艺日益受到重视。 常见的膜又可分为纳滤膜 (NF) 和反渗透膜(RO)， 它们均可以拦截

22、水中的钙、 镁离子， 从而从根本上降低水的硬度。 纳滤膜是一种新型分离膜，介于反渗透膜和超滤 (UF) 膜之间的压力驱动膜。 NF 膜的孔径在纳米级，一般为1.03.0nm，在这一孔径范围内，水溶液中大部分的单价离子可以透过 NF 膜， 但二价离子和高价离子如 Ca2+、 Mg2+、 SO42-、 Fe3+等基本上不透过， 且大多数纳滤膜本身带有电荷， 从而可实现水的软化。 NF 膜用于水的软化具有操作压力低、无污染、无化学再生、操作简便、产水水质高、 自动化程度高、 占地面积省等优点， 缺点是设备投资和能耗较高， 水利用率相对偏低， 一定程度上限制了 NF 膜的推广应用。 反渗透法 （超滤技

23、术） 是以压力为驱动力，提高水的压力来克服渗透压，使水穿过功能性的半透膜而除盐净化。反渗透法也能除去胶体物质，对水的利用率可达 75以上；反渗透法产水能力大， 操作简便，能有效使水净化到符合国家标准。这两种方法的特点是，效果明显而稳定，处理后的水适用范围广；但是对进水压力有较高要求，设备投资、运行成本都较高。一般较少用于专门的软化处理。电渗析法与电去离法 电渗析法是在外加直流电场的作用下，利用阴、 阳离子交换膜对水中离子的选择透过性， 使水中阴、 阳离子分别通过阴、 阳离子交换膜向阳极和阴极移动， 从而达到净化作用。 这项技术常用于将自来水制备初级纯水。电去离法 (简称 EDI)， 即填充床电

24、渗析，是结合离子交换树脂和离子交换膜， 在直流电场的作用下实现深度除盐以及树脂的连续再生过程一种新分离技术。 其工作原理图详见图 2。 其主要特点是通过在传统电渗析器的淡水室中填充混床离子交换树脂，从而将电渗析与离子交换相结合，所用的树脂无需化学酸碱再生，不排放污染性废水，过程相当于连续获得再生的混床离子交换。控制硬度的意义：循环水系统结垢主要受两个因素影响：传热面水侧壁温、饱和结垢物质浓度；传热面水侧壁温越高，结垢趋势越快，因此蒸汽锅炉水系统都需要采用软化水给水。饱和结垢物质浓度越大（即硬度数值越大），碳酸盐及非盐酸盐析出在换热面结垢趋势越快。因此需要控制设定硬度在一定数值范围内，而该指标也

25、是化学水处理药剂正常可起到良好阻垢效果的界限。以上所有表述均针对的是开式系统，而闭式系统原则上不用监测硬度指标（GB无规定），这是因为闭式系统循环水无浓缩问题，而硬度数值的上下主要与浓缩成正比关系。3 碱度碱度是指水中能与强酸发生中和作用的碱性物质的含量。天然水中的碱性物质主要是HCO3-，而循环冷却水中的碱性物质则主要是HCO3-和CO32-。碱度的单位可以用mmol/L（以H+计）或mg/L（以CaCO3计）。测定碱度时，根据所使用的指示剂的不同，可将碱度分为酚酞碱度和甲基橙碱度，后者又称为总碱度。甲基橙碱度是表征循环水中产水碳酸盐垢的成垢阴离子数量和结垢倾向的一个重要参数。因此，在一般情

26、况下，冷却水中若不投加阻垢分散剂，则碱度不宜大于3mmol/L，若投加阻垢分散剂，则应根据所投加药品的品种、配方及工况条件确定，一般不宜超过10mmol/L （以H+计）或500mg/L （以CaCO3计） 。按碳酸各级平衡反应式：除一些含有特殊碱类的工业废水之外，大多数天然水、处理后的清水、生活用水和工业废水的碱度是由氢氧化物、碳酸盐和碳酸氢盐组成的，即总碱度M包括氢氧化物碱度、碳酸盐碱度及碳酸氢盐碱度。 总碱度 M = 2 CO32- + HCO3- + OH- - H+ , 碱度的单位为: H+ / mol/ L 一般来讲，当pH值7.0时，H+极少，在循环冷却水的pH值范围内， OH-

27、 - H+可忽略不计，则可认为： M= 2 CO32- + HCO3- , H+ /mol/ L控制硬度的意义：循环冷却水处理就是添加化学药剂、改变运行条件、改变设备材料性能等水质处理的办法来解决这些问题。其中水的碱度是衡量循环冷却水的质量指标之一，直接关系到整个循环冷却水系统的正常运行。如碱度会影响循环冷却水水质，造成冷却换热设备的腐蚀、结垢加剧，以及水中微生物过渡繁殖等危害，而温度、离子强度、浓缩倍数和大气中CO2的分压等是影响循环冷却水系统总碱度的重要因素。控制标准： GB50050-2007：钙硬度+全碱度（以 CaCO3 计）1,100 mg/L；因为硬度与碱度是相互作用的，所以 G

28、B 没有设定单独的硬度控制指标，为监控方便起见，目前我们通常将其拆分成 钙硬度500 mg/L（或总硬度800 mg/L）、全碱度600mg/L 为单独控制指标。同时 GB 中对当传热面水侧壁温大于 70条件下，要求钙硬度200 mg/L，这是起一定建议指导作用，即换热温度较高的工况系统，可能单纯的化学水处理药剂难以取得良好的阻垢效果，可考虑对给水或循环水进行系统外软化处理，使水质的硬度减低以缓解结垢趋势。又称蒸发总残留物，是在规定条件下，水样蒸发烘干至恒重时残留的物质。折算为每升水含残留物的毫克数计量。总固体包括溶解性固体（DS）和悬浮性固体。 水样经过滤后，滤液蒸干所得的固体即为溶解性固体

29、（DS），滤渣脱水烘干后即是悬浮固体（SS）。4 总固体（TS）悬浮物（SS）浓度悬浮物是颗粒较大而悬浮在水中的一类杂质的总称。由于这类杂质没有统一的物理和化学性质，所以很难确切地表示出它们的含量。一般采用通过孔径为0.45m的滤膜，截留在滤膜上并于103105烘干至恒重的物质。循环冷却水中的悬浮物通常由砂子、尘埃、淤泥、黏土、腐蚀产物和微生物等组成。它们往往是由补充水带入的，但也可以由空气或风沙带入，而有些则是在循环水系统运行过程中生成的。它们往往沉积在循环水流速较慢或流速突然降低的部位，例如冷却塔集水池的底部、换热器的水室和壳程一侧的折流板的下部，形成淤泥，从而影响换热器的冷却效果和造成垢

30、下腐蚀。悬浮物还会吸附水中的锌离子，降低锌离子在水中的浓度。因此，对补充水和循环水的浊度应该加以监测和控制。在一般情况下，循环冷却水的悬浮物浓度或浊度不应大于20mg/L，当使用板式、翅片管式或螺旋管式换热器时，悬浮物浓度或浊度不宜大于10mg/L。总溶解固体定义：将过滤后的水样在一定温度下蒸干，并在105-110度下干燥至恒重时所得的残渣含量。它包括水中除溶解气体之外的各种溶解物质的总量。 再生水直接作为间冷开式系统补充水时，总溶解固体指标：1000mg/L总溶解固体（SS）总溶解固体与电导率关系：以温度 25时为准，电导率与总溶解固体大致成正比关系，约1s/cm = 0.550.6 mg/

31、L，温度每变化 1，大约变化 2%，温度高于 25取负值，反之取正值。溶解固形物是国家水质标准中监测炉水的一项重要指标之一,它直接影响到锅炉的结垢、腐蚀和蒸汽品质,是确定锅炉排污量的重要依据。了解锅水中溶解固形物的含量，可及时指导锅炉排污，把锅水浓度限制在一定范围内，从而获得良好的蒸汽品质和保证锅炉安全经济运行。所以如何既准确又简便地测定溶解固形物,必须引起蒸汽锅炉房水质化验人员的重视。浊度是表示水中的悬浮物及胶体对光透过时所发生的阻碍程度。根据测量方法的不同分为三种：直射光测定：单位为ppm折射光测定：单位为 FTU散射光测定：单位为 NTU浊度的各单位间无法进行换算5 浊度水质分析中规定：

32、 1L水中含有1mgSiO2所构成的浊度为一个标准浊度单位，简称1度。通常浊度越高，溶液越浑浊。 在工业水处理中，主要是采用混凝、澄清和过滤的方法来降低水的浑浊度。控制标准：开式系统：GB50050-2007 指标为20NTU，在板式、螺旋式换热系统要求10NTU。闭式系统：GB50050-2007 无控制指标。控制浊度的意义： 水中各类悬浮物颗粒、有机物胶体及生物黏泥等较为容易在系统水缓处（尤其设备换热面）形成沉淀，造成对设备的结垢及腐蚀加剧，因此需要适当控制循环水的浊度。控制浊度的方式主要是排换水或过滤，如指标设定过低，即需要大量排水（浪费水资源，在密闭系统运行中更无法实施，所以需要在停机

33、时进行管网整体水冲洗），增加过滤设备则加大水阻导致能耗上升。因此行业标准权衡利弊给予适当的浊度指标。电导率定义：最简便及间接的水中含盐量表示方法。 因为水中溶解的大部分盐类都是强电解质，它们在水中全部电离成离子，所以可以利用离子的导电能力来判断水中含盐量的高低。单位是s/cm26 电导率控制标准：开式系统 GB50050-2007 无控制指标。为分析循环水中的含盐量及循环水的浓缩，可根据给水源的电导率数值，自行设定一个开式系统的循环水电导率指标，一般可取给水源数值的510 倍。闭式系统因为没有浓缩， GB50050-2007 无控制指标。控制电导率的意义：循环水中不同离子对设备水系统造成不同的

34、程度腐蚀及结垢危害，这些离子浓度越高（即含盐量过高）将同时对设备系统的腐蚀及结垢危害越大，因此需要加以适当控制。控制的方式主要通过管网排换水来调控。调控方式：可采用人工排换水，也可采用设备在线电导检测联动电磁阀设定区间自动控制。7 含盐量水的含盐量是表示水中所含盐类的数量.由于水中各种盐类一般均以离子的形式存在,所以含盐量也可以表示为水中各种阳离子的量和阴离子的量的和。含盐量是衡量水质好坏的一项重要指标，其单位常用mg/L表示。天然水中一般含有可溶性物质和悬浮物质（包括悬浮物、颗粒物、水生生物等）.可溶性物质中的主要离子：钾离子（K+）、钠离子（Na+）、钙离子（Ca 2+）、镁离子（Mg 2

35、+）、碳酸氢根离子（HCO3 -）、硝酸根离子（NO3 -）、氯离子（Cl-）和硫酸根离子（SO4 2-）为天然水中常见的八大离子,占天然水中离子总量的95%99%.天然水中的这些主要离子的分类,常用来作为表征水体主要化学特征性指标.天然水中常见主要离子总量可以粗略地作为水中的总含盐量.天然水中离子总量称为总含盐量=Ca2+ + Mg2+ + Na+ + K+ + HCO3- + SO4 2- + Cl-。含盐量也可通过电导率来间接表示。水中溶解的绝大部分盐类都是强电解质，根据强电解质理论，在低浓度时，它们在淡水中会全部电离成离子，所以可以利用离子的导电能力（电导率）的大小来了解水中含盐量的多

36、少。天然淡水的电导率通常在50500us/cm。对于同一类天然淡水，以25时为标准，电导率与含盐量大致成正比关系。其比值为1us/cm的电导率相当于0.550.9mg/L的含盐量。投加缓蚀剂、阻垢剂时，循环冷却水的含盐量一般不宜大于2500mg/L。含盐量高的水中，氯离子和硫酸根离子的含量往往较高，因而水的腐蚀性较强。含盐量高的水中，如果钙离子、镁离子和碳酸氢根的含量较高，则水的结垢倾向较大。因此，循环冷却水中含盐量高时，水的腐蚀倾向或结垢倾向将增大。 8铝离子天然水中的铝离子含量较低，循环水中的铝离子往往是由于补充水在澄清池过程中添加铝盐作混凝剂而带入的。铝离子进入循环水中后将起粘结的作用，

37、促进污泥沉积。循环水中铝离子浓度不宜大于0.5mg/L。9铜离子循环水中铜离子的含量一方面由补充水带入（较为微量），一方面由系统腐蚀产生。因此监测循环中铜离子含量也可间接反映系统内的铜腐蚀状况。控制标准：开式系统：GB50050-2007 指标为0.1mg/L。闭式系统：GB50050-2007 无控制指标。目前 GB 规定循环水对铜合金的腐蚀速率为0.005mm/a。此外水中铜离子含量过高会导致镀铜危害，因为局部电位差加剧造成基体铁材质腐蚀加剧。例如一些铜材质换热器外部的铁材质端盖存在严重腐蚀就是这个原因。10总铁（Fe2+、Fe3+）循环水中的铁离子既可以是由补充水带入的，也可以是由循环水

38、系统中钢设备腐蚀所产生的。它是循环水中的一种污垢生成物质。根据经验，可把循环水中的总铁浓度作为估计钢铁设备腐蚀情况的依据。循环水中的总铁浓度为0.10.2mg/L时为正常；总铁浓度为0.51mg/L时为过高；而总铁浓度1mg/L时则为腐蚀的信号。设计规范中要求，循环水中总铁含量一般宜小于等于1.0mg/L。控制总铁的意义： 因为循环中总铁含量可间接反映系统内的铁腐蚀状况，一旦较高，就需要提示水处理工作加强防腐管控，避免腐蚀问题持续恶化造成设备损坏管道穿孔等严重问题。除此之外通过适当的排换水稀释（或保持较低浓缩）也可降低循环水中总铁的含量，但这是表象工作甚至有时会误导对系统金属腐蚀状况的判断。金

39、属腐蚀具有不可逆性，化学水处理防腐功能为最大限度延缓水对金属腐蚀，即不能改善原先已经腐蚀的状况也不能终止今后的继续腐蚀。一旦系统管网已经存在严重腐蚀，总铁指标原则上是难以恢复的，尤其在运行中的密闭系统因为无法排换水更无法解决。因此对已经存在严重腐蚀的系统（总铁较高的），悬挂腐蚀挂片监测循环水对金属的腐蚀速率比要求总铁指标有意义的多。 目前 GB 规定循环水对碳钢、不锈刚的腐蚀速率为0.075mm/a、 0.005mm/a。11 氯离子氯离子是一种强腐蚀性离子，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，是引起点蚀的主要原因。此外它还能破坏不锈钢和氯等

40、金属或合金表面的钝化膜，引起金属的缝隙腐蚀和应力腐蚀破坏。 研究的结果表面，在充分充气和未添加缓蚀剂的淡水中，当氯离子浓度从0增加到200mg/L时，碳钢单位面积上的蚀孔数随氯离子浓度的增加而增加；当氯离子浓度增加到500mg/L时，碳钢表面上除了孔蚀外，将还有溃疡状腐蚀。循环水中氯离子浓度的控制指标为700mg/L。当投加缓蚀剂进行冷却水处理时，对于含不锈钢换热设备的循环冷却水系统，氯离子浓度不宜大于300mg/L；对于含碳钢换热设备的循环冷却水系统，氯离子浓度则不宜大于1000mg/L。加氯或加次氯酸钠去控制微生物生长的同时，会使循环冷却水中的氯离子浓度升高。12 游离余氯浓度在工业循环冷

41、却水处理中，氯是最常用的杀生剂，氯加入水中可以消耗藻类或黏泥产生的有机物质，还会被水中的有机氮或无机氮消耗形成氯胺。为保证杀生效果，在冷却水中要保持一定量的多余氯（消耗后剩余的氯），即游离氯，该游离氯通常被称为余氯。能有效控制循环水中微生物生长的余氯浓度随循环冷却水运行时的PH值而异。有人认为，当运行时的PH值为68时，循环冷却水中余氯的浓度为0.2mg/L就够了；当运行时的PH值为89时，余氯应提高到0.4mgL；当运行的PH值为910时，则需要进一步提高到0.8mg/L。设计规范中则要求：在回水总管处，游离余氯浓度宜控制在0.21.0mg/L。氯离子代表水中氯化物多少，一般用于检测浓缩倍率

42、；余氯主要反映水中氧化性杀菌剂（氯系）发挥作用后的余量，间接反映菌类及其它微生物在水中的含量，可以间接判断杀菌效果情况。最终它会转化为氯离子。细菌总数又称异养菌总数，是指经过培养在营养琼脂培养基上产生肉眼可见菌落的那些细菌总量，它是反应细菌滋生程度的指标。控制标准：开式系统：GB50050-2007 指标为1*105 个/mL；闭式系统：GB50050-2007 无指标13 细菌总数控制细菌总数的目的和方式 除一些公共设施（如宾馆、商场）外，循环水系统控制细菌总数意义不在于环卫角度，而是主要避免因细菌藻类快速繁殖产生大量生物黏泥（热阻）影响设备热交换，因此在开式系统设定的指标较为宽松。因为目前

43、控制细菌总数的方式主要是投加杀菌剂，如果设定指标较小则需要大量投加杀菌剂，杀菌剂本身会对自然水体环境造成污染（具体一定毒性，破坏水体生态），此外上面已经表述大多杀菌剂（尤其强氧化性的）均为含氯化合物，大量投加则会加剧对系统金属腐蚀。 因此凡事都有利弊应取得权衡，并非细菌总数越小越好，而是看其副作用的危害程度。 细菌总数的增长取决于细菌繁殖速度与细菌总数的基数。最佳的方式应把日常采用碱性水处理模式抑制细菌繁殖速度为主要手段，再辅助定期集中冲击式投加杀菌剂来降低细菌总数的基数。这样即可保障细菌总数在控制指标内又最大限度的减少杀菌剂的投加。细菌及藻类的滋生主要取决于环境温度、大气接触及阳光照射的因素

44、。其中密闭系统因为没有阳光，所以没有藻类（藻类属于水生植物，需要光合作用才会大量滋生），同时也因为与大气环境接触较少及温度不适宜细菌快速繁殖，所以一般密闭循环水的细菌总数较小，同时控制指标也要求较小。14 硫酸根浓度硫酸根也是一种腐蚀性离子。硫酸根还是腐蚀性细菌硫酸盐还原菌生命活动中不可缺少的物质。硫酸根还可能与循环水中的钙离子生产硫酸钙垢，因此需要对它进行监测。循环冷却水中的硫酸根离子既可能是由补充水带入的，也可能是人们在控制循环冷却水PH值时通过加浓硫酸而带入的。循环冷却水中投加阻垢剂时，对于碳钢换热设备，水中硫酸根和氯离子的浓度之和不宜大于1500mg/L。15 硅酸化学式为H2SiO3

45、。是一种弱酸，它的盐在水溶液中有水解作用。游离态的硅酸，包括原硅酸（H4SiO4）、偏硅酸(H2SiO3)、二硅酸 (H2Si2O5)，酸性很弱。循环冷却水中的硅酸盐有一定的缓蚀作用，但硅酸盐浓度高时会生成硅酸镁垢。循环冷却水质硅酸盐的浓度不宜大于175mg/L。为了防止生成硅酸镁垢，循环水中的硅酸根应控制在 Mg2+(mg/L)*SiO2(mg/L)15000 式中的Mg2+以CaCO3计，SiO2以SiO2计二氧化硅的去除工业用水中的硅化合物会对生产过程产生不同程度的危害。工业锅炉补给水、地热水和冷却水的硅化合物易于形成硅垢，且形成的硅垢致密坚硬，难于用普通的方法清洗，严重影响设备的传热效

46、率以及安全运行1混凝脱硅混凝脱硅是利用某些金属的氧化物或氢氧化物对硅的吸附或凝聚来达到脱硅目的的一种物理化学方法。这是一种非深度脱硅方法，一般的混凝过滤可去除60%的胶体硅，混凝澄清过滤可去除90%的胶体硅。2反渗透脱硅反渗透是自然现象渗透的逆过程。Buecker认为反渗透可以脱除胶体硅和溶解硅，适于净化锅炉补给水，回收部分冷却塔排污水，以及制取超纯水。另据资料，反渗透法的总除盐效率可达93，SiO2可脱除80。日本专利报道，对硅含量为520mg/L的混合水，以渗透膜处理后，其出水硅含量可降至1mg/L以下。80年代以来，反渗透已成为锅炉补给水的一种重要处理方法，常用于离子交换系统之前对给水进

47、行预脱盐，以减轻离子交换系统的负担。3超滤脱除胶体硅超滤与反渗透法一样是以压力差为推动力，将欲处理水在一定压力作用下经过一个可让水和低分子量溶质透过而高分子物质、胶体物质不能透过的高分子膜，从而达到分离的目的。超滤处理所用的膜材料及装置与反渗透法相似，其分离机理主要是筛分效应。Kun和Kunin认为，在采用超滤脱除胶体硅时，膜孔径不宜超过100nm，否则不能截留所有的胶体硅。有关试验表明其工作压力不宜超过71047105Pa。超滤法没有脱盐能力，对溶解硅几乎无脱除效果。4气浮脱除胶体硅5电凝聚脱硅6离子交换脱硅7阻垢剂抑制硅垢的形成16 油循环冷却水中的油类，往往是由于换热器管子泄漏或破坏以及

48、垫圈出了问题而进入水中的。油类会附着于换热器的管壁上，影响换热器的传热和冷却，阻止缓蚀剂与金属表面相接触，使金属不能与缓蚀剂作用而生成保护膜。油类还是微生物的营养源，是水中污垢生成物的黏结剂。循环冷却水中的油含量不应大于5mg/L，炼油企业循环冷却水中油含量则不应大于10mg/L。氨氮是指水中以游离氨（NH3）和铵离子（NH4+）形式存在的氮间冷开式系统循环冷却水水质指标GB：NH3-N10mg/L，再生水直接作为间冷开式系统补充水是水质指标NH3-N5mg/L再生水回用后氨氮产生的问题: 对系统管材及凝汽器铜管的腐蚀； 对氧化性杀菌剂的分解消耗作用； 促进微生物繁殖； 降低循环冷却水系统的。

49、这些问题使系统中各类细菌数量和黏泥量猛增，CODcr及浊度增加，水质发黑变臭。这些危害势必对机组的运行造成潜在的威胁，所以我们必须根据实际情况和应控制的氨氮指标来确定合适的措施和对策，以保证机组的安全运行。17 NH3-N减少水中氨氮危害的措施和对策：对循环冷却水补充水进行氨氮去除； 常用的氨氮去除方法有几种：物理吹脱法、生物反应法、臭氧与活性炭联合处理法、离子交换法及折点加氯法等。选用合适的凝汽器管材；为避免氨氮对系统造成的腐蚀，应选用耐腐蚀的管材。可优先选用钛管，从实际应用情况来看，也可选用 以上牌号的不锈钢管。 对循环冷却水补充水进行杀菌处理。 采用非氧化性杀菌剂控制微生物繁殖；投加氧化

50、性杀菌剂进行预氧化和杀菌；对系统进行多重杀菌处理18 磷酸盐浓度天然水中磷酸盐的浓度是很低的。循环冷却水中的磷酸盐通常是作为水处理剂而被加入水中的。循环冷却水中的磷酸盐通常有正磷酸盐、聚磷酸盐和有机磷酸盐三类。在测定循环冷却水中上述三类磷酸盐浓度时，一般是通过分别测定正磷酸盐浓度、总无机磷酸浓度和总磷酸盐浓度后分别算出的。循环冷却水中的正磷酸盐通常是由聚磷酸盐水解或磷酸盐降解后产生的，也可能是正磷酸盐作为缓蚀剂而被直接加入水中的。正磷酸盐有一定的缓蚀作用，但它易于与水中的钙离子生成磷酸钙垢，故需对其在水中的浓度进行监测与控制。聚磷酸盐是一类广泛使用且较为有效的缓蚀剂和阻垢剂。聚磷酸盐易于水解为正磷酸盐，从而使其缓蚀能力降低，阻垢作用消失，且易于水中钙离子生成磷酸钙垢。因此，需要对其在循环冷却水中的浓度进行监测和控制。膦酸盐是一类广泛使用的阻垢缓蚀剂。它既有阻垢作用、又有缓蚀作用。膦酸盐虽不易水解，但会被活性氯降解为正磷酸盐。为了了解循环冷却水中结垢控制的情况，需要对膦酸盐在水中的浓度进行监测和控制。上述三类磷酸盐浓度的控制范围随各水处理方案的具体要求而定。19 浓缩倍数 在敞开式循环冷却水系统中，由于蒸发，系统中的水会愈来愈少，而水中各种矿物质和离子含量就会愈来愈浓。通常