冷却系统化学清洗预膜及水处理

冷却水法学清洗预膜及水处理因为专心所以专业PAGEPAGE20联系人：徐正伟手机平区政府冷却系统化学清洗预膜及水处理技术方案2011年6月目录第一部分冷却水系统化学清洗预膜方案 4一、系统参数 4二、清洗必要性 4三、污垢的危害 4四、解决的方式 4五、化学清洗施工前的准备工作 5六、清洗工作步骤 5七、清洗范围、质量标准及检测方法 61、清洗范围： 62、质量标准：清洗符合或高于HG/2387-2007《工业设备清洗质量标准》 6八、质量验收 6九、组织机构和安全措施 61、组织机构 62、安全措施 6第二部分空调冷却循环水系统水处理方案 8一、循环冷却水系统中存在的问题和解决的方法 81、系统运行防止结垢的方法 82、设备和管路的腐蚀及防腐蚀的方法 93、微生物的危害及其控制 122、循环水系统的工况条件及水质条件 13第三部分循环冷却水处理运行方案 15一、方案实施的目标 15二、方案中涉及的化学品 15三、运行方案 161、日常监控 162、记录和报告 18第四部分技术服务 20第五部分空调冷却系统清洗预膜及水处理工程概算 21一、循环冷却水系统清洗预膜费用 211、系统化学清洗预膜药剂费用 21二、循环冷却水系统水处理费用 221、冷却系统水处理药剂费用 222、费用总合计：37050元（叁万柒仟零伍拾元整） 22第一部分冷却水系统化学清洗预膜方案一、系统参数冷却系统保有水量为50吨二、清洗必要性循环水系统及管路的清洗，是保持系统设备受热面内表面清洁，防止受热面因结垢、腐蚀引起事故，以提高热交换效率和延长设备使用寿命，从而有效地实现节能降耗，安全文明生产的目的。三、污垢的危害水是一个很好的溶剂，除了容有不同程度的矿物质外。还容有氧气和人为的各种污染物，如氧离子，碳酸根，硅酸根及胶类物质，这些物质在设备内，在一定条件下，会形成各种不同形式的水垢和腐蚀产物。设备经过长期使用，水中的硬度不断的增加，设备就会不断的结生水垢，附于设备的表面，导致设备运行不正常，最严重的是设备金属的腐蚀损伤（水中的溶解氧不断的氧化金属，造成大量的氧化铁皮），缩短设备的使用寿命，水垢的形成会直接造成燃料的极大浪费，加大生产运行成本和维修费用，（设备结生水垢，耗电大幅度增加，比洁净时大30%左右）。更严重的是产生垢下腐蚀，最终导致系统泄露事故的发生。四、解决的方式按照国家工业设备清洗的相关规定，设备在安装使用之前，就必须进行清洗工作，将系统内由于安装过程中造成的氧化物，焊渣和存放过程中的防护油，泥沙，灰尘及沉积物，彻底清洗出来。对于已经结生污垢的系统，首先进行清洗工作，将设备和管道内的水垢彻底清洗出来，然后进行水处理工作才能保证生产设备的安全运行，减少腐蚀泄漏的发生，延长设备的使用寿命。五、化学清洗施工前的准备工作1、公用工程条件：水：水源，电：380V、220V2、对系统设备内外部进行详细检查，并注意设备有无损坏、变形、泄漏、堵塞等异常情况，若有，及时处理。3、检查设备各部位的锈蚀、污垢情况，以此确定最终清洗工艺条件和配方。4、将不参与清洗的部位、仪表、设备等拆除或有效隔离。5、将清洗原料、分析仪器、劳保用品等由乙方准时运抵施工现场。6、清洗泵接好水、电、排污管线。7、将化学清洗系统中的阀门挂牌编号，便于巡回检查。六、清洗工作步骤1、双方查看系统设备污垢情况，并拍照存档；2、测算系统实际容水量，根据水量计算加药量。3、首先向系统内投加清洗剂，加入量按水质分析结果确定。4、开启循环泵，进行循环清洗，并随时检测药液浓度并补加清洗剂。5、待连续无变化时停止清洗，排出清洗液。6、水置换冲洗至PH值达到正常值。7、用高压水冲洗冷却塔，将塔盘内未清洗掉的污垢、粘泥等冲洗干净。8、清洗完毕，向系统内投加预膜剂，进行预膜处理9、清洗预膜完毕，开启系统运行，双方验收。10、验收合格，清理施工现场。七、清洗范围、质量标准及检测方法1、清洗范围：冷却系统：冷凝器、冷却塔、主管道、支管道。2、质量标准：清洗符合或高于HG/2387-2007《工业设备清洗质量标准》（1）除垢率：氧化铁锈≥96%；焊渣≥96%；防锈油≥97%；红丹底漆≥86%；泥沙、灰尘及矿物质污垢≥96%。（2）腐蚀率：远远低于国家标准，约为4g/m2•h。（3）缓蚀率：大于95%。（4）膜厚：2-3微米，颜色为彩色。采用挂试片的方式检验预膜效果。（5）被清洗的属表面应清洁，基本上无残留氧化物和焊渣，不出现二次浮锈，无点蚀，无明显金属粗晶析出的过洗现象并形成完整的钝化保护膜。（6）固定设备上的阀门不应受到损伤。八、质量验收1、清洗预膜完毕，甲乙双方共同查看进行验收。2、清洗结束，出具清洗预膜验收报告，双方签字验收。九、组织机构和安全措施1、组织机构1.1甲、乙双方共同组成“清洗工程指挥部”。1.2清洗现场应有甲方协调人员、乙方技术人员以及检修人员坚守岗位。2、安全措施2.1全体清洗工作人员必须认真学习、严格遵守甲方和我公司的各项安全规定。2.2施工前，由安全、技术人员为施工人员进行培训或交底，使他们掌握清洗的安全操作规程，熟悉各种设备的性能。2.3施工现场悬挂安全警示牌，严禁明火,备有消防设备，闲杂人员不许近前。2.4施工现场应该整洁平坦，照明充足并有救急和冲洗水源、急救药品。第二部分空调冷却循环水系统水处理方案循环冷却水化学处理技术是通过采用低剂量投加水质稳定剂的方法，使金属表面形成一层致密的保护膜，同时改变结垢性粒子之间或金属间的作用力，从而达到防腐、防垢、保护设备安全运行的目的。除此之外，还需投加杀菌灭藻剂，抑制和杀灭水中的细菌、藻类及各种微生物，以防止生物粘泥和垢类物质的产生，从而可以提高传热效率，节约能源，减少设备维修，延长使用周期。本方案是根据贵方给定的工况条件，结合以往循环水处理的经验，在进行大量充分实验的基础上提出的，最终选定了适合贵方实际使用的性能优越、稳定性好的水处理药剂配方。水处理配方和技术有很强的针对性，尚需根据现场实际运行的复杂变化的条件进行合理的调整。一、循环冷却水系统中存在的问题和解决的方法在敞开式循环冷却水系统中，冷却水在冷却塔中与空气交换热量后，水量不断蒸发、水中盐类被浓缩、水中溶解氧增加，同时由于循环水中含有一定数量的细菌和供细菌生长繁殖的营养物质，因此导致循环冷却水出现结垢、腐蚀和细菌滋生的三大问题，其最终的危害是使换热器的换热性能下降和产生腐蚀，影响生产的正常运行。为此必须在循环冷却水中加入缓蚀阻垢剂、粘泥剥离剂、杀菌灭藻剂等水处理药剂。这种以化学处理为主的防止循环水结垢、腐蚀、菌藻滋生的一整套技术叫做化学水处理技术。1、系统运行防止结垢的方法1.1改善补充水水质对补充水进行必要的预处理、脱盐处理和加酸软化碱度处理是提高浓缩倍数的有效的途径。1.2旁路处理从循环水系统中引出一部分循环水进行过滤、弱酸树脂处理、软化处理，再返回循环水使用，可以适当地降低循环水中的浊度或硬度。1.3配套的自动监控技术在高效水处理药剂的基础上，配套自动加药、水质监控、旁路监测和微生物监测技术，是实现高浓缩倍数运行的重要条件。2、设备和管路的腐蚀及防腐蚀的方法就防止设备和管路的腐蚀而言，最根本的方法是在设计阶段选用更耐蚀的材料。对于已确定的设备来说，在运行中应该采取恰当的防护措施。日常运行中应该选择好缓蚀剂和杀菌灭藻剂以减轻不锈钢和碳钢的腐蚀，同时应做好设备和管路的清洗工作，保证管内表面清洁。2.1水系统碳钢腐蚀对不锈钢的危害一般情况下，在循环水系统中，碳钢设备有压力进水管线和一条压力回水管线、管板等。引起碳钢设备腐蚀的因素有多种，水中溶解氧引起的电化学腐蚀是最常见的腐蚀。同时水中有害离子也会引起碳钢的腐蚀，水中存在着盐类如氯化物、硫酸盐等，Cl-和SO42-会使碳钢上保护膜的保护性能降低，尤其是Cl-的离子半径小，穿透性强，能置换氧原子形成氯化物，加速阳极过程的进行，使腐蚀加速。碳钢腐蚀对不锈钢产生的直接危害是：胶体Fe(OH)3容易吸附沉积在凝汽器管表面，造成垢下腐蚀，同时水和铁离子在不锈钢表面上易产生电偶腐蚀。2.2碳钢不锈钢腐蚀的类型及防护措施不锈钢腐蚀的主要形态有点蚀、逢隙腐蚀、应力腐蚀破裂等。①点蚀在不锈钢表面的局部地区，出现向深处发展的腐蚀小孔，其余地区不腐蚀或腐蚀很轻微，这种腐蚀形态称为小孔腐蚀，简称点蚀。其原因是氯离子能优先地有选择地吸附在钝化膜上，把氧原子排挤掉，然后和钝化膜中的阳离子结合成可溶性氯化物，结果在新露出的基底金属的特定点上生成小蚀坑（孔径多数在20～30微米），这些小蚀坑便称为孔蚀核，亦可理解为蚀孔生成的活性中心。蚀孔内的金属表面处于活态，电位较负；蚀孔外的金属表面处于钝态，电位较正，于是孔内和孔外构成一个活态一钝态微电偶腐蚀电池，电池具有大阴极一小阳极的面积比结构，阳极电流密度很大，蚀孔加深很快。孔外金属表面同时将受到阴极保护，可继续维持钝态。孔内主要发生阳极溶解：Fe→Fe2++2eCr→Cr3++3eNi→Ni2++2e孔外的主要反应为：1/2O2+H2O+2e→2OH-孔内介质相对于孔外介质呈滞流状态，溶解的金属阳离子不易往外扩散，溶解氧亦不易扩散进来。由于孔内金属阳离子浓度的增加，氯离子迁入以维持电中性,这样就使孔内形成金属氯化物（如FeCl2等）的浓溶液,这种浓溶液可使孔内金属表面继续维持活态。又由于氯化物水解的结果，孔内介质酸度增加,酸度的增加使阳极溶解速度加快，加上受介质重力的影响，蚀孔便进一步向深处发展。防止碳钢不锈钢点蚀的措施有：尽量降低循环水中卤素离子的含量（如氯离子和溴离子的浓度，其余离子的浓度则关系不大）。对循环水体系，要加入缓蚀剂，对缓蚀剂的要求是，增加钝化膜的稳定性或有利于受损的钝化膜得以再钝化。采用外加阴极电流保护可以抑制孔蚀。不锈钢材质在清洁的环境中是耐腐蚀的，但如果其表面上附着生物粘泥和垢类物质，容易产生局部腐蚀，做好冷却水的防垢、防微生物处理，防止垢和粘泥在管壁上附着。管中水流速不应低于1.0m/s。②缝隙腐蚀不锈钢对缝隙腐蚀的敏感性比碳钢要高，腐蚀机理与碳钢大同小异。缝隙腐蚀的总反应包括金属M氧化生成金属离子M2+的阳极过程和水中的溶解氧还原为氢氧根离子的阴极过程阳极过程M→M2++2e阴极过程1/2O2+H2O+2e→2OH-在缝隙中，金属生成金属离子M2+，而氧则由于缝隙中溶液对流不畅而贫化，故氧的还原反应主要是在缝隙之外氧容易到达的阴极区进行。这样，在缝隙溶液中就有了过剩的正电荷，这些过剩的正电荷需要带负电的氯离子迁移到缝隙中去，以保持电中性，结果缝隙内金属氯化物的浓度增加。之后，金属氯化物MCl2水解，生成不溶性的金属氢氧化物沉淀和可溶性的盐酸：MCl2+2H2O→M(OH)2↓+2H++2Cl-盐酸是强电解质，它在水中会全部电离为H+和Cl-，这些H+和Cl-会加速多数金属和合金的溶解（腐蚀）。缝隙腐蚀的控制措施：尽量避免形成缝隙和形成积液的死角区。投加阻垢剂，控制沉积物。投加杀生剂，控制生物粘泥。防止悬浮物和生物粘泥沉积于管壁。亦可采用电化学保护方法，如采用阳极保护法，将保护电位控制在低于b和高于p电位区间内较合适。③应力腐蚀破裂应力腐蚀破裂的重要变量是介质的温度和溶液成分、金属或合金的成分和组织结构。应力腐蚀破裂的裂纹外貌是脆性机械断裂。应力腐蚀破裂有晶间破裂和穿晶破裂两种。金属表面的缺陷部位或薄弱点由于电位比其他部位低，是个活性点，为应力腐蚀提供了裂纹源。材料表面的裂纹源，在特定介质（含活性阴离子，尤其是氯离子）和拉应力的联合作用下，有可能产生塑性变形而出现滑移阶梯，若滑移阶梯足够大便把表面膜拉破，新露的基底金属表面相对于钝化表面的电位变负，形成了一个面积特小的阳极，以较大的腐蚀电流密度迅速溶解成为蚀坑。腐蚀电子流流向蚀坑外，即流向阴极，在阴极上发生2H2++2e→H2或O2+4H++4e→2H2O的反应。蚀坑沿着滑移线与拉应力成垂直的方向发展为微观裂纹。应力腐蚀的控制措施：在机组装配过程中，尽量使结构具有最小的应力集中系数，并使与水体接触的部分具有最小的残余应力。减弱介质的浸蚀性。采用外加电流的阴极保护法，可以防止SCC，而且，在裂纹形成后还可使其停止扩展。3、微生物的危害及其控制3.1微生物对不锈钢的危害冷却水系统中金属微生物腐蚀的形态可以是严重的均匀腐蚀，也可以是缝隙腐蚀和应力腐蚀破裂，但主要是点蚀。冷却水系统中直接引起金属腐蚀的细菌，按其作用来分有铁细菌、产硫化物细菌和产酸细菌。细菌腐蚀并非它本身对金属的侵蚀作用，而是细菌生命活动的结果间接地对金属腐蚀的电化学过程产生影响。主要以下述四种方式影响腐蚀过程：①新陈代谢产物的腐蚀作用细菌能产生某些具有腐蚀性的代谢产物，如硫酸、有机酸和硫化物等，恶化金属腐蚀的环境。②生命活动影响电极反应的动力学过程如硫酸盐还原菌的存在，其活动过程对腐蚀的阴极去极化过程起促进作用。③改变金属所处环境的状况如氧浓度、盐浓度、PH值等，使金属表面形成局部腐蚀电池。④破坏金属表面有保护性的非金属覆盖层或缓蚀剂的稳定性细菌腐蚀的一个显著特征，就是在金属表面伴随有粘泥的沉积。细菌腐蚀的另一个特点是，腐蚀部位总带有孔蚀的迹象。这是因为在粘泥覆盖下，局部金属表面成为贫氧区引起氧浓度差电池而造成的。不锈钢微生物腐蚀的特征是点蚀，最常遇到的则是在不锈钢的焊件上,有时微生物可使不锈钢先以晶间腐蚀开始，最终成为氯化物的应力腐蚀破裂。蚀孔和裂纹主要发生在焊缝的热影响区和应力区。对不锈钢产生腐蚀的细菌有：嘉氏铁杆菌、气杆菌(Aerobacter)、梭菌(Closridium)、黄杆菌(Flavobacterium)、芽孢杆菌（Bacillus）、脱硫弧菌(Desulfovibrio)和腊肠形脱硫弧菌(Desulfotomacuium)、硫酸盐还原菌。在有硫酸盐还原菌活动的厌氧介质中，不锈钢的微生物腐蚀形态主要是点蚀和晶间腐蚀。3.2微生物对水处理药剂造成的危害循环系统中菌藻大量繁殖，产生大量的生物粘泥，进而产生污垢和造成金属的腐蚀。消耗水处理药剂，降低药剂的性能。3.3微生物的控制方法及存在的问题①投加杀菌灭藻剂控制生物粘泥控制冷却水中微生物生长最有效和最常用的方法是添加杀菌灭藻剂，其作用是定期杀灭水系统中大部分的微生物，控制水中微生物的进一步繁殖。最有效的菌藻控制技术是氧化性杀生剂和非氧化性杀生剂交替使用或同时大剂量使用。②投加阻垢剂控制沉积物，防治产生硫酸盐还原菌。③采用定期清洗，防止悬浮物和生物粘泥沉积于管壁2、循环水系统的工况条件及水质条件2.1循环水系统工况条件冷却保有水量为50吨；全天24小时运行，处理时间为5个月2.2循环水处理技术思路敞开式循环冷却水系统，随着循环冷却水在冷却塔中的蒸发浓缩，水系统中的重碳酸盐、Cl－、SO42－、Ca2+、Mg2+浓度均相应增加，假如不采取投加水处理药剂保护的措施，一方面成垢离子(Ca2+、Mg2+、HCO3-等离子)会在换热器的传热表面形成硬垢，影响换热效率，甚至堵塞管道，严重时导致停车事故的发生；另一方面水中的腐蚀性离子(Cl－、SO42－等)以及溶解氧的存在会造成管道、换热设备的腐蚀穿孔，影响设备的正常运行，直接缩短设备的使用寿命；另外，由于循环冷却水系统的运行条件特别适宜于菌藻粘泥的生长，会对设备及管线产生微生物腐蚀和软垢，同样威胁循环冷却水系统的安全运行。分敞开式循环水系统运行条件特别适合于菌藻粘泥的生长，这些微生物的大量滋生，将给系统带来严重危害，一方面这些物质沉积在系统换热设备及管道的表面，影响换热效率；另一方面也容易发生微生物腐蚀，被覆盖的金属表面为贫氧的阳极区，周围金属表面成为富氧的阴极区，这种局部氧浓差作用使覆盖物下形成孔蚀或坑蚀；另外，菌藻粘泥附着于设备表面后影响了缓蚀阻垢剂顺利到达设备表面形成保护膜。所以需要为循环水系统筛选合适的杀菌灭藻剂及粘泥剥离剂以控制系统内的菌藻粘泥，同时对形成的粘泥附着物定期剥离，清洁设备表面。考虑到细菌藻类的抗药性、粘泥剥离的需要以及特殊处理，本方案建议采用氧化性与非氧化性杀菌灭藻剂配合使用的处理方法，同时根据系统情况决定是否使用粘泥剥离剂。第三部分循环冷却水处理运行方案一、方案实施的目标该方案实施的目标是最大限度为该循环水系统提供保护，包括缓蚀、阻垢和降低水中微生物活性，保证控制指标满足国家标准，并且符合以下标准：A、浓缩倍数5.0B、PH值＜9C、总磷2-3ppmD、浊度＜20ppmE、碳钢腐蚀率＜0.125mm/Y铜腐蚀率＜0.005mm/YF、污垢热阻值＜5×10-4m2·hr·℃/KcalG、异养菌总数＜1×105个/mlh、循环水中Cu2+＜0.05mg/l总铁＜0.06mg/li、电导率＜2200us/cmj、钙硬度＜450mg/l（以碳酸钙计）k、总碱度500—600mg/l（以碳酸钙计）二、方案中涉及的化学品缓蚀阻垢剂氧化型杀菌灭藻剂非氧化型杀菌灭藻剂三、运行方案1、日常监控1.1药剂的控制方法及指标①多功能阻垢缓蚀剂药剂投加量：原则上按补充水量计，控制补充水中药剂质量浓度约10-20mg/l。浓缩倍数5倍时，保持循环水中有机磷（以PO43-计）含量为2～3mg/l。药剂投加方法：计量泵连续加入。加药点：系统原设计加药点，推荐加入循环水泵入口处或系统的湍流区。②杀菌灭藻剂药剂加入量：控制循环水中质量浓度为500-1000PPM。药剂投加方法：计量泵连续加入。加药点：系统原设计加药点，推荐加入循环水泵入口处或系统的湍流区。③生物粘泥抑制剂药剂加入量：控制循环水中质量浓度为500-1000PPM。药剂投加方法：冲击加入。加药点：系统中湍流区。1.2水质的监控方法及指标水质的监控采用自动和人工分析相结合的方式，达到高效、经济、稳定的运行控制。①化学监控参数及指标1）浓缩倍数控制循环水浓缩倍数在5倍。以Cl-浓度作为浓缩倍数的计算依据。随时检查系统浓缩倍数，当浓缩倍数高于高限时，应加大排污量，使浓缩倍数降至控制范围内。如果当意外情况发生，或者浓缩倍数很高，在短时间内难以通过排污和补水降低浓缩倍数时，应在采取措施的同时加大的加入量。当浓缩倍数低于低限时，可减少排污，使浓缩倍数得到提升。2）循环水中有机磷浓缩倍数5倍时，控制循环水中有机磷（以PO43-计）含量为2～3mg/l。定期检查加药系统，确保无故障运行。自动加药按补充水量设定连续加药量，控制补充水中为20mg/l,并以分析循环水中有机磷含量校正加药量。为保证循环水处理效果，尽量避免低于低限后才采取措施，而是在接近低限时即采取措施。3）微生物控制通过监测循环水中的异氧菌和生物粘泥，确定具体投加杀菌剂的量和投加频率。4）控制指标由于循环水系统补充水水质随季节的变化而变化，为保证水处理方案的效果，必须将参数控制在以下的范围内。国家标准水质参数控制指标PH7.5～9.5电导率s/cm<2300钙硬度ppmasCaCO3400-600总碱度ppmasCaCO3200-300浊度NTU<20氯离子ppmasCl<600总铁ppm<3.0碳钢腐蚀率mpy<3铜腐蚀率mpy<0.21.3日常化学监测考核项目及频率序号分析项目补充水冷却水1pH1次/月1次/2周2电导率1次/月1次/2周3Ca2+1次/月1次/2周4Mg2+1次/月1次/2周5Cl-1次/月1次/2周6总碱度1次/月1次/2周7总铁1次/月1次/2周1）考核指标污垢热阻值：<3×10-4m2异养菌总数:<1×105个/ml腐蚀率:碳钢<0.125mm/a2）日常检查除了日常分析监测外，还需要进行以下的日常直观检查：观察冷却塔池及塔壁藻类的繁殖情况；池中水体清洁状况；水处理药剂加入装置正常运行状况；旁路腐蚀监测装置中挂片的腐蚀及粘泥的状况。2、记录和报告2.1每日记录报告每班操作人员应该把数据记录在报告表格中或者输入计算机中。内容应包括：日常化学监测项目、日常运行考核项目、药剂消耗量、检查结果及采取的措施。2.2异常情况的处理方法循环水系统中经常会发生故障，这些问题必须及时解决，否则可能会造成恶性事故，甚至停产。如果加药量不足或者控制条件发生变化后不及时采取措施，就会造成设备严重腐蚀和结垢。因此事先制定异常情况处理的应急方案是非常必要的。（1）异常情况加量不足①检查分析仪器；②检查是否大量排水或大量补水；③分析有机磷，当有机磷含量低于2mg/l时，加大补充水中药剂