循环水模拟动态Word格式.docx
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2.15
126
6.3
109.07
59.8
2配方筛选实验
冷却水处理方案的确定思路:
系统补充水为中高碱度结垢型水质,且水中存在一定的腐蚀性离子,随着水温、pH值的上升以及浓缩倍数的提高,结垢趋势将更加严重,腐蚀在一定程度上将受到阻垢效果的影响,因此在确定水处理药剂及配套控制条件上一定要严格控制结垢,同时兼顾缓蚀,另外也要控制菌藻的滋生。
目前循环冷却水处理阻垢方法大概有加酸处理、炉烟处理、软化处理、阻垢剂处理、电磁防垢处理等。
结合处理效果、经济性、实用性以及适应系统高浓缩倍数运行特点,我们选择阻垢剂处理,通过试验筛选阻垢方法。
阻垢剂处理是通过加入循环冷却水中的阻垢剂对污垢的晶格歪曲畸变、分散和螯合等作用,阻止和减缓污垢的形成,阻垢剂间普遍存在着协同效应,一般是多种阻垢剂复配使用。
循环冷却水缓蚀方法大概有外加电流阴极保护,牺牲阳极阴极保护、涂刷防腐涂料、采用耐蚀材质和投加缓蚀剂等,以投加缓蚀剂应用最为广泛且效果好,尤其对一些水流程复杂或换热设备陈旧的系统,缓蚀剂可随着水的流动到达任何需要提供保护的地方;
另外投加缓蚀剂一般剂量不大,相对于其他方法而言,经济实用。
我们也采用投加缓蚀剂的处理方法,同时考虑缓蚀剂的协同效应。
至于杀菌灭藻方法目的是抑制循环水系统中的微生物繁殖以消除微生物污垢和微生物腐蚀,投加杀菌灭藻剂是控制循环冷却水系统微生物生长繁殖的最有效方法之一。
考虑到细菌藻类的抗药性、粘泥剥离的需要以及特殊处理,同时根据系统情况决定使用粘泥剥离剂和微生物分散剂。
筛选缓蚀阻垢剂配方产品原则:
第一、要保证产品具有优良的阻垢性能和缓蚀性能,选定的阻垢分散剂不仅对碳酸钙垢、磷酸钙垢、硫酸钙垢、硅垢具有优异的阻垢性能,而且对氧化铁、粘泥及水中浊度物质也有良好的分散作用;
选定的缓蚀阻垢剂容易在金属表面形成一层薄而致密的防腐膜。
第二、要保证产品在循环水中的稳定性,适应高浓缩倍数要求产品在水中停留时间长的特点。
第三,尽量选用低磷环保型产品,随着工业的发展环境问题日益引起人们的重视。
2.1缓蚀阻垢剂配方筛选实验
试验条件:
温度:
60±
1℃浓缩倍率K=3.5、4.0试验水:
电厂补充水
实验方法简述:
在实验水中加入缓蚀阻垢剂,置于60±
1℃的水浴锅内,恒液位恒温浓缩,在浓缩中补水保持水位,至所需浓缩倍率时冷却,测定其游离钙的含量算出阻垢率,按式(2-1)计算阻垢率。
(2-1)
式中,为阻垢率,%;
Ce为保温后有药剂水样滤液中的Ca2+浓度,;
C0为保温后空白水样滤液中的Ca2+浓度,;
Cb为保温前水样滤液中的Ca2+浓度乘浓缩倍数K,单位:
mg/L或mmol/L。
依据单体实验的结果,进行优化组合,复配成缓蚀阻垢剂,复配出A,B,C,D四种缓蚀阻垢剂,将A,B,C,D四种缓蚀阻垢剂进行快速筛选阻垢对比试验实验。
2.2.快速筛选试验结果
目前,普遍采用阻垢剂性能快速试验法对于阻垢剂进行初步筛选,以阻垢率作为评价的依据。
阻垢率的测定步骤大致如下:
取一定体积试验用水Ⅰ,投加阻垢剂,加热至一定温度60℃后保温一段时间。
过滤保温后的试验用水,测定滤液Ca2+浓度,按式(2-1)计算阻垢率。
2.2.1阻垢率
阻垢剂A、B、C、D等四种药剂的阻垢率见表2-1。
浓缩至3.5倍观察实验效果
表2-1阻垢剂A、B、C、D的阻垢能力对比
阻垢剂
阻垢率%
种类
剂量/mg·
L-1
mmol·
η
平均值
空白
8.17
阻垢剂A
5
10.17
89.89%
93.26
10
10.22
92.13%
15
10.29
95.28%
20
10.30
95.73%
阻垢剂B
9.83
74.61%
84.20
9.99
81.80%
10.16
89.44%
10.18
90.93%
阻垢剂C
9.79
72.81%
80.67
9.88
76.85%
10.03
83.59%
阻垢剂D
9.81
73.71%
84.16
10.01
82.70%
10.15
88.99%
10.20
91.24%
注:
(1)试验用水:
电厂补充水;
(2)试验温度:
60℃。
2.3阻垢的快速筛选结论
(1)阻垢率由大到小顺序(括号中数据为平均阻垢率):
阻垢剂A(93.26%)>阻垢剂B(84.67%)≈阻垢剂D(84.20%)>阻垢剂C(80.67%)
(2)在4种阻垢剂中,阻垢剂A的阻垢效果最佳,
(3)从阻垢剂用量(简称剂量)与阻垢率的关系看,当剂量达到15mg/L时,阻垢效果即已达到较好水平,再继续增加剂量,并不能明显增强防垢效果,还有可能造成阻垢效果下降,以及造成药剂的浪费。
(4)为了保证循环冷却水系统在浓缩倍数3.5条件下不结垢,若使用阻垢剂A,则剂量应控制在10mg/L左右。
2.4.A缓蚀阻垢剂对实验水的阻垢效果平行:
同2.1.1
1#空白2#10mg/LA缓蚀阻垢剂3#同2#4#同2#
名称
Ca2﹢(mmol/L)
阻垢率(%)
3.5
4.0
原水
2.97
1#
9.33
2#
11.62
89.80%
3#
10.33
11.66
97.08%
91.37%
4#
11.65
90.98%
经多次试验,试验结果表明:
加入A缓蚀阻垢剂复合药剂能够明显提高循环水的浓缩倍率,其阻垢和分散效果优良,生成的附着物可以随水流带走,不会沉积在加热管表面,根据试验现象和结果,可初步确定河南能信热电有限公司循环水使用A缓蚀阻垢剂复合药剂在使用剂量为10mg/L时,能很好的满足浓缩倍率3.5的要求,其现场指标控制可通过动态模拟试验进一步验证。
3.1试验方法
依据中华人民共和国化工行业标准HG/T2160-1991冷却水动态模拟试验方法。
ΔA的测定方法
动态模拟试验。
蒸发浓缩过程中,监测浓缩倍数的变化,取每4小时监测一组数据点,测定浓缩水的碱度,氯离子的量,Ca2+的量。
于浓缩倍数3.0~3.5的范围内,接近平衡时每2小时监测一组数据点。
平衡稳定后每8小时监测一组数据点。
△A值定义为冷却水的浓缩倍数K与碱度浓缩倍数的差值,即:
(3-1)
式中,K为循环冷却水浓缩倍数;
A循和A碱分别为浓缩水和补充水的碱度,mmol/L。
ΔA越大,表明循环冷却水系统中沉积碳酸盐垢的可能性越大。
K按公式(2-3)计算:
K=Cr/Cm(3-2)
式中,Cr循环水氯离子的量,Cm为补充水氯离子的量。
根据有关循环冷却水的运行控制经验,一般要求循环冷却水系统在ΔA小于0.2范围内运行。
这里,定义:
ΔA等于0.2所对应的浓缩倍数为极限浓缩倍数。
3.3.2试验方案
a.试验装置:
动态模拟试验仪
b.工艺条件
冷却水进口温度
32±
1℃
冷却水进出口温差
10±
系统贮水量
60L
循环水量
360L/h
试管内流速
2m/s
药剂名称
―――
试验管规格
Φ10mm×
1mm×
600mm,TP304无缝不锈钢管,外表镀铬
浓缩倍率控制在3.5,
10ppm的动态实验
时间(hr)
Cl-mg/L
Ca2+mmol/L
K
△A
备注
4
131.92
3.11
1.047
0.000
8
138.22
3.22
1.097
0.013
12
153.22
3.51
1.216
0.034
16
171.86
3.86
1.364
0.064
182.95
4.10
1.452
0.072
24
195.55
4.35
1.552
0.087
28
210.04
4.66
1.667
0.098
32
226.80
5.04
1.800
0.103
36
246.46
5.46
1.956
0.118
40
298.49
6.61
2.369
0.143
44
314.87
6.99
2.499
0.145
48
330.62
7.35
2.624
0.149
52
346.37
7.72
2.749
0.150
54
362.25
8.08
2.875
0.154
56
378.13
8.44
3.001
0.159
58
393.75
8.78
3.125
0.169
60
409.63
9.16
3.251
0.167
64
425.50
9.52
3.377
0.172
#68
439.11
9.82
3.485
0.179
注释1
72
426.13
9.59
3.382
74
429.28
9.62
3.407
0.168
76
447.55
10.02
3.552
0.178
80
439.24
3.486
0.176
84
467.71
10.50
3.712
0.177
88
437.09
9.78
3.469
92
440.37
9.87
3.495
96
444.65
9.96
3.529
0.175
100
451.58
10.12
3.584
104
443.14
9.91
3.517
0.180
108
429.92
3.412
0.173
112
439.49
9.84
3.488
116
460.40
10.32
3.654
120
456.50
10.24
3.623
128
134
442.26
9.89
3.510
142
440.24
9.86
3.494
0.174
148
455.62
10.21
3.616
156
459.14
10.31
3.644
164
172
450.58
10.10
3.576
180
9.97
188
440.75
3.498
196
10.23
204
212
220
228
236
244
252
260
268
276
284
292
300
308
316
324
332
340
348
356
364
372
380
388
396
404
412
420
428
436
444
452
460
468
476
484
492
450
588
注释2
注释1:
#68:
开始排污并补充补充水
注释2:
由于加入的阻垢剂的主要成分也是螯合剂,所以阻垢剂对络合滴定分析水中钙有干扰,而且浓缩倍数越高,干扰越大。
故本实验水中钙分析采用元素分析法。
从上表中可以看出,使用浓度10mg/L时的阻垢效果均较好,试验管的各项指标均达到中石化标准的“好”级,优于国家标准GB50050-1995规定,我公司确定现场使用浓度为15mg/L.
4.腐蚀试验
试验方法
依据中华人民共和国国家标准GB/T18175-2000水处理剂缓蚀性能的测定——旋转挂片法.
腐蚀试片均符合中华人民共和国化学工业部标准HG5-1526-1983冷却水化学处理标准腐蚀试片技术条件Ι型标准。
试验条件
试片材质:
A3、不锈钢304、
试片表面积:
28cm2
药剂投加浓度:
7mg/L,10mg/L,15mg/L
试验温度:
45±
试验日期:
72小时转速:
90r/min
试片线速度:
0.35m/s
浸泡液:
将试验用水装入烧杯中,加入阻垢剂,恒温(45±
1℃)蒸发至浓缩倍数等于3.5时停止蒸发,此蒸发残留水作为浸泡液
试验结果
材质
7ppm
10ppm
15ppm
A3
腐蚀率(mm/a)
0.1340
0.0936
0.0868
不锈钢304
0.0045
0.0035
0.0030
试验结果表明:
给定运行条件下药剂不同投加浓度时,得到以上结果。
从以上结果可以看出A3、不锈钢304、腐蚀率在15ppm、10ppm条件下都优于国家标准。
7ppm时,A3腐蚀率超标。
考虑到运行费用问题,应选水处理剂浓度10ppm。
试片表面没有发现点蚀现象。
5循环冷却水质监控技术
假设选择阻垢剂A作为贵电厂的循环冷却水用药剂,可参考以下建议,实施循环冷却水质的监控。
阻垢剂的验收
确认阻垢剂的名称、型号、生产厂家和保质期符合阻垢剂供货的技术协议要求。
本试验用阻垢剂A的若干技术指标见表4-1,。
表4-1阻垢剂A的检测结果
技术指标
检测结果
外观
淡棕色透明液体
密度(20℃)/g.mL-1
1.10
pH(1%水溶液)
膦酸盐(以PO4计)含量/%
3.0-3.5
6.日常化学处理方案
日常运行药剂:
⑴缓蚀阻垢剂:
ZD-36810mg/L﹙以补水计﹚
⑵杀菌灭藻剂:
ZD-403100mg/L(系统储水量)
ZD-404100mg/L(系统储水量)
循环水控制指标:
⑴PH:
自然pH
⑵浊度:
<
20mg/L
⑶总磷:
1.6-2.5g/L(为分析结果-补充水总磷×
浓缩倍数)
⑷浓缩倍数3.0-3.5
药剂配制及投加方法:
阻垢缓蚀剂ZD-388的配制及投加:
ZD-368必须连续加入循环水系统中,每天配药量按下式计算:
加药浓度×
补充水量﹙m3/h﹚×
24h
ZD-368=——————————————————=Kg/天
1000
配药方法:
在配药罐中,先加入2/3补充水,再加入ZD-368,搅匀,然后开启加药泵,使之一天内加完。
应通过分析监测,使每天配药量与配方量基本一致。
还应注意,若水中药量缺得太多时,应按系统贮水量一次性注水池中补入药剂,使之达到配方量,补药量按基础投加算。
1杀菌剂的投加:
杀菌剂采用冲击式投加方式,加药点为冷水池。
两种杀菌剂交替使用。
加药公式:
加药量(mg/L)×
保有水量(m3)/1000=kg/次
水处理日常监测:
⑴分析项目及频率:
序号
分析项目
分析频率
循环水控制指标
补充水
循环水
1
PH
一次/周
一次/天
自然PH和电导率
2
电导
3
一次/班
浊度
<20mg/L
6
总磷
1.6-2.5mg/L
7
总碱
总硬
9
腐蚀率
一次/月
<0.005mm/a
分析方法参考国家有关标准,循环水系统中任何一项离子(磷酸根除外)超标,就要进行排污,防止系统结垢与腐蚀。
其它日常监测:
除了日常分析监测外,还需进行以下的日常直观检查。
1需注意观察循环水的异味,浊度。
若浊度超标应及时对过滤装置进行反冲洗。
2加药装置是否正常
记录数据和日常报告:
记录数据:
现场水处理调节,主要依据记录的各种数据。
因此,保持原始记录数据的完整性和连续性是必不可少的。
日常报告:
每班人员应将数据及时记入日报表中。
该表内容包括:
分析结果,药耗情况,直观检查等。
考核标准
不锈钢316:
0.005mm/a
异养菌总数:
<
1×
105个/mL(冬季)
5×
105个/mL(夏季)
排
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