450循环水装置问题汇总.docx
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450循环水装置问题汇总
循环水系统问题汇总
1.循环水系统由哪些部分组成?
答:
给回水系统(吸水池,循环泵,水环真空泵,给回水管线),冷却系统(冷却塔,循环风机,风筒,填料,布水器,集水池),旁滤系统(石英砂过滤器,控制柜,仪表阀门),加药系统(二氧化氯发生器,缓蚀阻垢剂加药设备,98%硫酸设备,次氯酸钠设备,监测换热器)等
2.简述循环水系统运行过程?
答:
通过启动循环水泵向各装置输送循环水,利用换热器对物料进行换热。
换热后具有一定压力的水又回到冷却塔。
----------热水从冷却塔上部向下喷淋,空气则从下部,四周逆向或平行流动,在汽水接触过程中进行热交换,从而使温度降低。
--------------回水在不断地蒸发,风吹损失及与空气接触的过程中会使水中的灰尘,泥沙,藻类细菌,水垢不断地增多,造成了金属的换热系数降低,腐蚀加剧,----------------所以在运行过程中要通过部分回水进旁滤系统来去除水中的悬浮物以此降低水中的浊度,通过投加缓释阻垢剂来减少污垢的析出量,最大限度的降低对金属的腐蚀速度,通过加杀菌剂来减缓细菌的滋生,通过投加98%的硫酸来降低水中的PH值。
3.循环水在运行中要监控哪些指标及参数?
答:
PH值(6.5--9)现实中PH控制在偏碱性8.0--8.5,电导率(<3000),钙硬度(<600),总硬度(800),总碱度(80)(纳克的要求),余氯(0.3--0..5),浊度(<10NTU),锌(<2),铁(0.5--1),氯离子(<250),腐蚀速率(碳钢<0.075mm/a,不锈钢<0.0025mm/a),浓缩倍数(3--10)运行中控制在3--6之间。
未标识单位同一为mg/L.
4.循环水系统中部分控制指标的概念
答:
1)钙镁硬度:
即循环水中所含钙镁离子的含量。
2)总硬度:
一般也指钙镁离子的总量,其实还含有铁,铝,钾,钠等阳离子只是在地下水中含量不高,并且它们的溶解度又比钙镁高,一般不会在水中形成沉淀,所以大多忽略不计。
3)碱度:
是指水中能够接受[H+]离子与强酸进行中和反应的物质含量。
主要包括水中CO32-、HCO3-、OH-
4)硬度又分暂时硬度和永久硬度。
暂时硬度指碳酸氢钙和碳酸氢镁盐类,当碳酸氢盐受热容易分解成碳酸盐,所以称为暂时硬度;当钙镁以硫酸盐(CaSO4,MgSO4),硝酸盐,氯化物的形式存在,因为它们不会因为煮沸或加热而而析出所以称为永久硬度;负硬度是碳酸氢根在与钙镁离子反应后仍有剩余时会形成碳酸氢钠,碳酸氢钾等盐类。
永久硬度和负硬度不会同时存在。
5)余氯:
指氯投入水中后,除了杀灭水中细菌、氧化部分还原性物质等消耗一部分氯量外,还剩下了一部分氯量叫做余氯。
余氯分为游离性余氯和化合性余氯,游离性余氯是指氯的单质或经过加热或简单方法可以分离的如CL,CLO,HCLOCLO2;化合性余氯是在水中氯与氨的化合物如NH2CLNHCL2.
6)腐蚀速率:
表示的是单位时间的腐蚀程度平均值简单点说就是腐蚀的速度。
单位mm/年
7)TDS溶解性总固体包括溶解于水中的各种离子、分子、化合物的总量,
5:
循环水系统中监控的三大问题
答:
1)沉积物的析出和附着,包括碳酸钙,碳酸镁水垢,灰尘泥沙,腐蚀性产物。
2)设备的腐蚀,水中溶解氧引起的电化腐蚀;有害离子加速腐蚀,微生物引起的腐蚀等。
3)微生物的滋生和黏泥,过多微生物加剧了腐蚀的程度,大量细菌分泌出黏液粘合灰尘泥沙等形成生物黏泥会不但引起垢下腐蚀还会影响传热,阻塞管道。
6:
按金属腐蚀过程的机理分几种?
按腐蚀的形态(存在形式)分为哪几类?
答:
金属腐蚀:
指金属与周围介质(气体,液体)接触发生化学反应使其腐蚀损耗的过程(现象)。
(1)按金属腐蚀过程主要分为化学腐蚀和电化学腐蚀两种。
化学腐蚀:
金属直接与物质(02,cl2)接触发生反应使金属受到损耗的过程。
电化学腐蚀:
不纯金属或合金在电解质溶液里发生原电池反应而产生的腐蚀,
比较活泼的金属失去电子被氧化的过程。
(2)按腐蚀的形态分:
全面腐蚀和局部腐蚀,全面腐蚀分为均匀腐蚀与不均匀腐蚀;局部腐蚀包括缝隙腐蚀,应力腐蚀,晶间腐蚀,点蚀,磨蚀等
7:
简述循环水中电化腐蚀机理?
答:
由于多种原因,碳钢金属的表面是不均匀的。
(因碳钢还含有碳,硅,磷,硫等)当它与冷却水接触时,在金属表面会形成许许多多的微腐蚀电池。
其中活泼的部位为阳极区,而不活泼部位为阴极区。
在阳极区的铁发生氧化反应生成亚铁离子,有两个电子流行阴极区,水中的溶解氧在阴极区接受从阳极区流过来的两个电子被还原为OH离子。
其电极反应式如下:
(1)析氢腐蚀(水中的酸性较强时PH<4.3)
负极(Fe):
Fe-2eˉ=Fe2+
Fe2++2H2O=Fe(OH)2+2H+
正极(杂质):
2H++2eˉ=H2
电池反应:
Fe+2H2O=Fe(OH)2+H2↑
由于有氢气放出,所以称之为析氢腐蚀。
(2)吸氧腐蚀(水显中性或弱酸性)
负极(Fe):
Fe-2eˉ=Fe2+
正极:
O2+2H2O+4eˉ=4OHˉ
总反应:
2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2
由于吸收氧气,所以也叫吸氧腐蚀。
8:
循环水中金属腐蚀的影响因素有哪些?
答:
1)水中PH值偏低,当pH值低到5.5以下时,碳钢表面形成的钝化膜会很快遭到破坏,析氢反应开始,铁迅速溶解;PH偏高是因水中碱度偏高CO3-,容易增加结垢的倾向。
2)硬度,钙镁离子浓度过高会与水中碳酸根形成水垢,引起垢下腐蚀;如果硬度太低、缓蚀剂与金属作用在金属表面形成的保护膜难以形成,对缓蚀效果有影响。
(缓蚀剂采取有磷方案时钙离子的浓度不低于30mg/l)
3)盐类浓度(电导率)水中溶解盐类增高会促使水的导电性增加,易发生电化学作用,增加腐蚀电流,促进了腐蚀的速度。
4)溶解性气体,水中的溶解氧,是引起金属电化学腐蚀的一个主要因素。
在一般情况下,水中氧含量越多,金属的腐蚀越严重,二氧化碳,二氧化硫,硫化氢等气体都会加剧金属的腐蚀。
5)有害离子,氯离子,硫酸根离子浓度的增加会加速碳钢的腐蚀,特别是氯离子半径小,穿透力强不但会破坏钝化膜,还能穿透钝化膜取代钝化膜离子与金属形成氯化物。
6)温度及热负荷,在正常的温度控制范围内腐蚀随着温度的增加而增加,热负荷对金属的腐蚀速率起到促进作用。
热负荷大会产生热应力,保护膜易被破坏,同时热负荷高也会使金属表面生成蒸汽泡,对保护膜有机械损伤作用,使腐蚀加速。
7)悬浮固体,水中悬浮泥沙,灰尘,腐蚀产物,水垢,等的增加会加大腐蚀速度,悬浮物的沉积会阻碍缓蚀剂到达金属表面而影响缓蚀剂的缓蚀效果。
8)微生物,微生物排除的黏液与一些无机垢等沉积在金属表面,促使金属产生腐蚀,一些厌氧菌产生硫化氢,铁细菌等加速了碳钢的腐蚀速度。
流速,一般水流速度在0.6-1m/s时,腐蚀速度最小。
流速过低会使传热效率低和出现沉积;流速过快,使溶解氧更易向金属表面扩散,导致腐蚀加速。
9:
简述控制循环水结垢,沉积的办法?
答:
(1)加强对旁滤的监控,设定合理的反洗周期,反洗时间。
2)通过排污量来控制水中钙镁硬度及其他污垢的含量。
3)控制循环水的流速在0.5--1.0m/s范围
4)加分散阻垢剂使水垢无法正常析出,增加水垢的溶解性。
5)投加杀菌剂减少细菌的滋生以此降低水中黏泥的含量。
10:
阻垢剂的运行机理及种类。
答:
1)阻垢剂阻垢剂是具有能分散水中的难溶性无机盐、阻止或干扰难溶性无机盐在金属表面的沉淀、结垢功能的药剂。
它的作用机理大多认为三种:
晶格畸变,络合增溶,静电排斥
晶格畸变作用:
有机磷酸会吸附在碳酸钙晶体上与钙离子螯合并且围绕在晶体周围抑制其正常生长,使晶格发生畸形;络合增溶,共聚物或有机酸能在水中水解成为本身带负电荷的离子,这些负离子与钙镁离子形成稳定的络合物,从而增加了水垢的饱和度;静电排斥作用,聚羧酸在水中电离成阴离子吸附了水中的泥沙,灰尘,无机颗粒等悬浮物,使其本身也带上了相同的负电荷,因而使粒子间互相排斥,抑制了晶粒的形成析出。
2)阻垢剂的种类有聚磷酸盐(三聚磷酸盐和六偏磷酸盐),有机磷酸盐(TAMP,EDAMP,HEDP),磷羧酸,有机磷酸酯,聚羧酸(聚丙烯酸,丙烯酸和丙烯酸酯共聚物,马来酸酐和丙烯酸共聚物)等。
11:
缓蚀剂的运行机理及种类划分
答:
1)缓蚀剂是一种在低浓度下能阻止或减缓金属在介质中腐蚀的物质。
缓蚀剂的运行机理包括两种即电化学机理和物理化学机理。
a)电化学机理是以金属表面发生的电化学过程为基础,通过抑制阴阳极反应中的一个或两个极使腐蚀电池的反应减缓从而减缓介质对金属的腐蚀;
b)物理化学机理(成膜理论和吸附理论):
成膜理论是缓蚀剂与金属或通过氧反应生成氧化膜或与阴极区反应生成沉淀膜;吸附理论是通过缓蚀剂的吸附作用在金属表面产生一层吸附膜从而使使金属与腐蚀介质隔离。
2)A按缓蚀剂的作用分为阳极型缓蚀剂,阴极型缓蚀剂,混合型缓蚀剂。
(a)阳极型缓蚀剂是通过抑制阳极过程而阻滞金属发生腐蚀的物质。
缓蚀剂中的阴离子向阳极区移动,氧化金属成为钝化膜阻滞了阳极与氧接触而抑制了腐蚀的发生;
(b)阴极型缓蚀剂是通过抑制阳极过程而阻滞金属发生腐蚀的物质。
缓蚀剂中的阳离子向阴极区迁移,阳离子被还原或者与阴离子形成沉淀膜附在阴极上,阻止了腐蚀的进行。
(c)混合型缓蚀剂同时抑制了阳极和阴极发生电子得失的过程。
B,从化学成分有机缓蚀剂和无机缓蚀剂,聚合物缓蚀剂
a)有机缓蚀剂主要包括有机膦酸(盐)、膦羧酸、琉基苯并噻唑、苯并三唑、磺化木质素等一些含氮氧化合物的杂环化合物。
b)无机缓蚀剂主要包括铬酸盐、亚硝酸盐、硅酸盐、钼酸盐、钨酸盐、聚磷酸盐、锌盐等
C)聚合物缓蚀剂.包括聚乙烯类,POCA,聚天冬氨酸等一些低聚物的高分子化学物。
12:
循环水运行中一般投加缓蚀阻垢剂的配方及浓度?
答:
配方
(一)有磷方案:
六偏磷酸钠6~10(ppm)
聚马来酸(马来酸酐的聚合物3ppm
羟基乙叉二膦酸(HEDP)4ppm硫酸锌2ppm
配方
(二)无磷(低磷)方案:
聚环氧琥铂酸
聚马来酸酐
氯化锌
磺酸共聚物
磷酸三羧酸各药剂的质量比为1:
1:
1:
1.5:
0.05,总浓度为10
13:
循环水中杀灭藻类等微生物所使用的药剂种类及优缺点
答:
循环水中的杀菌药剂分为氧化型和非氧化型杀菌剂两种。
1)氧化型杀菌剂具有较强的氧化性,它利用所产生的次氯酸、原子态氧等,使微生物体内一些与代谢有密切关系的酶发生氧化作用而杀灭微生物。
如氯、次氯酸盐、二氧化氯、臭氧等.
次氯酸钠的水解式:
NaClO+H2O=====NaOH+HClO
2)非氧化性杀菌灭藻剂是以致毒作用于微生物的特殊部位,它不受水中还原物质影响,受水中PH值影响较小,它的杀生作用有一定的持久性,对沉积物或黏泥有渗透、剥离作用;但处理费用相对氧化性杀菌灭藻剂较高,容易引起环境污染,水中的微生物易产生抗药剂型。
非氧化性杀菌灭藻剂通常是氯酚类、季铵盐类的非氧化性化合物。
。
14:
我们公司循环水装置预膜时采用的是有磷方案(有磷的缓蚀阻垢剂)而运行时采用无磷方案(无磷或低磷的缓蚀阻垢剂),投加的依据是什么?
答:
采用有磷方案预膜的效果好,成本低比如聚磷酸盐+氯化锌(78:
22)容易形成氧化膜。
无磷方案中所采用的药剂无论从成膜的速度还是氧化膜的致密性,厚度都不如有磷药剂。
但是聚磷酸盐容易水解产生正磷酸盐,在水中形成磷酸钙垢,并且排放的污水中磷的含量不符合环保要求。
所以从使用效果,成本,环保的三个方面综合分析最终使用了先有磷后无磷的方案。
15:
旁滤系统的手动反洗操作步骤及原理?
答:
1)旁滤系统主要由十组装有石英砂的滤罐,PLC控制柜,浊度仪,流量计,阀门等设备构成,它主要靠石砂子过滤水中的微生物黏泥,灰尘,水锈垢等悬浮物质以此降低循环水中的浊度。
旁滤流量设计按总循环量的5%~10%设计,
2)旁滤自动切手动运行的步骤:
a按下面板右上角的自动/手动切换按钮,
b)由1号滤罐开始反洗,打开1号滤罐反洗阀,其他滤罐的进水阀全部打开。
可以根据滤料污染的程度决定反洗的时间,直至1号罐底部出水清澈后,打开进水阀,然后关闭反洗阀;2号罐打开反洗阀,关闭进水阀按此顺序依次类推。
c)当旁滤在自动运行状态时可以在控制面板上根据循环水浊度的高低设置反洗周期的时间和每个罐的反洗时间。
16:
循环水的给水温度偏高该如何处理?
答:
1)根据需要开启循环水低速或高速风机来带走回水的热量,这是最主要的降温方式。
2)通过大量的排补水,置换循环回水。
3)增加循环水的流量,加速换热效果(流速不宜大于1mm/s)
4)监测水质硬度,细菌指标等是否超标,防止换热器产生黏泥水垢沉积管
壁
5)检查冷却塔布水器,填料是否堵塞影响水流分散,水流是否均匀。
17:
循环水给水压力下降明显的原因?
答:
1)循环水泵突然跳停是最常见也是最危险的一种情况。
2)循环水泵叶轮长时间磨蚀造成作工效率下降,泵出口流量降低致使压力
降低。
3)给水管线爆裂。
4)装置用水量增大。
5)压力表显示错误
6)泵进出口阀异常关小或关死。
7)泵进水口发生堵塞现象
18:
如果监测大工业水水质有问题,循环水装置该采取什么措施应对?
答:
1)将旁滤系统切为手动运行停止反洗。
2)关闭排污阀。
3)适当增加缓蚀阻垢剂和杀菌剂的药剂浓度,
4)利用附近的消防栓进行紧急补水,同时通过新增生活水管线对消防罐进行补水。
5)如果停水时间长可以适当停止部分风机减少蒸发量(事先和装置沟通降
低负荷)。
19:
循环水泵启停步骤及如何正确切换循环泵?
答:
启泵:
1)检查设备.管线.阀门.仪表.电气线路是否正常。
2)电机是否送电
3)保证进口阀门全开,出口微开(正常离心泵开启前出口阀关闭,大的设
备或出口压力很高的泵防止憋压,出口阀微开)
4)拆除轴防护罩进行盘车。
5)循环泵顶部进行排气(如果池液位低于泵腔的高度要启动真空泵排气)
6)微开泵前后轴承的冷却水阀。
7)查看电机前后轴承箱的油位是否在1/2以上2/3以下,油质是否正常。
8)联系中控,启动循环水泵电机
9)泵启动稳定后缓缓开启泵出口阀,根据泵的出口压力,电流,流量
直到达到工艺要求
10)设备运行稳定后,查看温度,电流,振动是否在正常范围之内,
11)检查现场有无跑冒滴漏的现象,如果一切正常清理现场可以离开。
停泵:
1)联系中控将待泵的出口阀缓缓关闭至10--15%,关注循环水管网压力
2)按停止电机按钮。
(根据要求是否办理停电票)
3)停止冷却水并清理现场
循环泵正常的切换:
1)将备用泵按照正常程序启动,观察设备运行时状况。
2)把准备要切泵的出口阀缓缓关闭,在关闭的过程中要关注循环水管
网的压力是否在正常运行时的范围之内,当出口阀关闭至10--15%时停止循环电机。
20:
监测换热器的结构原理,监测哪些指标,如何控制?
答:
1)工作原理:
监测换热器是一种模拟用的小型换热器,它与装置内换热器实际运行条件相似(进出水温度,流速),能够监测传热面上腐蚀、结垢和沉积的情况。
2)监测指标:
PH值,电导率,浓缩倍数,腐蚀速率,污垢热阻,温度,流量。
3)运行中注意哪些方面:
a、控制换热器加热蒸汽的压力,温度,加热水箱液位;b、循环水流量,出口温度,保证一定的温差;c、会投用换热器,并且了解利用挂片监测,操作并计算腐蚀速率。
4)换热器基本流程
、
其实我们循环水装置的监测换热器和图样略有不同:
换热器是直接通过物料和循环水换热,而我们采用蒸汽先给工业水加热,利用工业水被加热后产生的蒸汽来给循环给水加热,这样保证了循环回水温度的稳定性更高,更好的保证了循环水稳定的温差。
(温差大,循环水汽化大,易结垢;温差小,动力消耗大,能耗上升;)
21:
循环水清洗预膜的过程
答:
预膜的目的:
在金属表面经过化学清洗之后,通过添加缓蚀阻垢剂在其金属表面生成一种钝化膜使介质与金属隔绝以此来防止和减缓介质对金属的腐蚀速度。
预膜的步骤:
1、系统水冲洗
1)向水池中注入新水至水泵能安全启动液位即可。
2)启动水泵冲洗管道,如果循环水特别脏可以完全排净、清理池底部,然后再采取置换直到浊度达到要求。
3)系统冲洗前切除装置换热器,循环回水不上塔直接回集水池,旁滤不投用。
水冲洗结束后的水质检验指标和控制范围:
浊度:
<20NTU,总铁:
<1ppm
2、全系统化学清洗的目的是将系统中所有换热器,管道中的油污、腐蚀产污污垢等清洗干净,并使其表面得到活化,为预膜打好基础
1)检查所有设备均参与清洗,尤其是高位换热器。
2)在系统中加水量能够保证循环泵正常运行即可,按设计的速率开始循环(水流速>1.5m/s)。
3)一次性投加化学清洗用全部化学药剂,连续循环至24~36小时。
4)当系统中的电导率和/或铁的含量接近稳定时,表示系统清洗结束。
5)化学清洗后尽快将水排净。
预膜水质情况需满足以下条件:
浊度:
<10NTU
总铁:
<1ppm
使用10%的盐酸+苯胺甲醛反应物(沉-1D),进行酸洗或碱洗的区别是酸洗主要是去除水垢,腐蚀产物而碱洗则为清除油污,黏泥,浮锈等。
31)化学清洗结束后在吸水池加入预膜药剂。
2)调整PH值在6.5--7.5之间,待药剂混合均匀后,挂入监测碳钢挂片;按照控制指标对冷却水系统进行监测。
3)在预膜过程中监测PH,浊度,正磷,锌,铁的含量,监测系统中浊度,铁离子的变化趋势。
4)钝化预膜持续3—4天,根据挂片的情况和现场分析的结果,可以判定预膜的终点已经到达,在预膜结束后,每天要补充新鲜的分散剂或阻垢剂,切入到冷态运行方案,
预膜效果评价:
预膜后的碳钢挂片,有明显的光泽。
用5%的硫酸铜溶液做滴液试验,变色时间应大于10秒。
22:
水环真空泵的结构及工作原理
答:
水环泵结构组成由叶轮、泵体、吸排气盘、吸气口、排气口、辅助排气阀等组成的。
工作原理:
当叶片轮旋转时,水受离心力的作用而在泵体壁上形成-旋转水环水环上部内表面与轮毂相切,沿箭头方向旋转,在前半转的过程中.水环内表面逐渐与轮毂脱离,因此在叶轮叶片间形成空间逐渐扩大,这样就在吸气口吸入空气;在后半转的过程中,水环的内表面渐渐与轮毂靠近,叶片间的空间容积随着缩小,叶片间的空气因此被压缩而排出。
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