3.1 后者是利用光学原理测定 根据国内钢铁厂设备用水要求和实际运行经验 被换热介质性质并结合水处理药剂配方等因素综合确定 可见这一指标还是可以做到的 3 这方面一般在设备设计中已有考虑 浓度控制在500mg／L～1000mg／L 因此将1.0m／s作为规定流速的下限 工艺流程 而发生不锈钢设备损坏的事例 生物黏泥量不宜大于3mL／m 2 从统计学的观点来看 2 SO 在浓缩倍数1.5～10.0的条件下 指标对节约我国宝贵的水资源有着重要意义 1m CFU／mL 以防止氧化皮吸潮变成电解质溶液进而产生腐蚀破坏 浓度为1200mg／L 3.1.9 循环冷却水壳程流速应大于0.3m／s 应根据加酸 工况条件 -4 循环冷却水管程流速应大于1.0m／s 浓度存在阈值现象 因此 污垢热阻值一般均可小于0.86×10 由于炼油企业的特殊性 ·K／W 对于循环冷却水水质中COD≤150mg／L 黏附速率等做出规定 水质分析误差宜满足本规范附录B的规定 闭式系统设备传热面水侧污垢热阻值应小于0.86×10 循环冷却水用水量是由生产性质 它取代了Ca ④钢铁厂闭式系统的补充水宜为软化水 壳程不锈钢设备未出现腐蚀 3.1.5 随着药剂处理配方的不断改进 随着Cl 循环冷却水处理 1 我国大部分地区的循环冷却水的浊度可以控制在10NTU以下 藻微生物而制定的 质疑Cl 螺旋板式和翅片管式换热设备 与Ca 因此本次修订将钢铁厂闭式系统总硬度指标提高至不宜大于20mg／L 总Fe浓度过高 以保证处理效果 b 表2 所以将悬浮物质指标改为浊度更为确切 清洗预膜处理方案及控制条件 冶金 循环冷却水量应根据生产工艺的最大小时用水量确定 因此控制微生物的危害是首要的 对于闭式系统 5 浓缩倍数可按下式计算 - 4 第一座循环水场是2000年8月实现工业化运行 一般规定 2+ - 根据某高等院校研究资料表明 在补充水中铁浓度很低的情况下 -4 水的流速 浓度为250mg／L～500mg／L 并宜符合表3.1.7的规定 据资料介绍 只是在一定条件下起催化作用 表3.1.9 Cu 补充水为地表水 对于电厂凝汽器 根据试验室所取得的数据 腐蚀速率应符合本规范第3.1.5条第6款的规定 循环水场运行效果与使用新水作为补充水的系统相当 另外 (3)钙硬度＋全碱度的指标 ②双水内冷机组内冷却水含铜量不应大干40.0μg／L 对于按最大小时用水量的规定 4 - 由补充水水质 磷酸盐 (1)浊度 旁流水软化(除盐) 这里未作规定 江阴兴澄特钢等大中型钢企的实地调研 m 电力行业在水平衡方案设计时往往为了满足串级用水(冲灰等)的需要 设计中应根据补充水水质指标结合上述条件加以确定 腐蚀的诸多因素中 3.1.2 和碱度的分列指标 3 腐蚀速率 存在明显的“毛刺”现象(即有亚稳态点蚀发生) ×SiO (2)pH值 具有较高的风险 注 关于换热设备的规定是根据目前国内能够广泛采用的药剂种类性能(包括聚磷酸盐 循环冷却水处理 浓度 4 3 除此之外 并造成了严重经济损失 结合本次修订时对南京钢铁集团 这两项指标实际上是对循环冷却水处理提出的要求 不同强度热轧板与氯离子浓度水平层流液所对应的安全贮存时间(月) 浓度的问题较多 304不锈钢发生局部腐蚀的临界Cl 达到1000mg／L时 循环冷却水水质指标与换热设备的结构形式 316不锈钢在添加缓蚀阻垢剂后 为了使工程技术人员能选取恰当的水的污垢热阻值 水的污垢热阻值取值较大 按现行国家标准《岩土工程勘察规范》GB 不宜少于一年的逐季水质全分析资料 本条指标是根据国内外运行经验确定的 因为胶体物质对循环冷却水产生污垢 循环冷却水中Cl 异养菌总数不宜大于1×10 浓度环境(Cl 材质 表3.1.8 2+ 2+ 6 截至2015年 对传热效率要求比较严格 主要目的是控制水垢的形成 这是一个很可观的数量 循环冷却水中Cl - 一般规定 加热介质温度超过205℃ 对其指标略微放宽一些 微生物控制方案 时 当水中SO 3 因此不推荐304和316不锈钢在超高Cl 此次修订将单位改为CFU／mL - 加酸调节PH值低限不宜低于6.8 对壳程不锈钢换热设备 当水质超过上述任何一个指标时 常以异养菌的数量代表水中全部细菌总数 (9)Mg Q 添加缓蚀阻垢剂后 补充水水质设计依据应采用水质分析数据平均值 ——风吹损失水量(m m 系统排水处理方案 指标 3.1.2 3.1.6 工况条件 3 (11)NH 水的流速≤1.0m／s和流速＞1.0m／s相比 指标的限制 加碱等方法调节pH值 污垢热阻值 m 碳钢设备传热面水侧腐蚀速率应小于0.075mm／a 不宜少于一年的逐月水质全分析资料 需要控制腐蚀贡献的总Fe浓度在合理的范围 循环冷却水的电导率指标将有所上升 污垢热阻值 5 由于几何形状的限制 堆垛时热轧板间应隔出较大缝隙以避免较严重点蚀的发生 通常采用这个指标来限制SO 在超高Cl 缓蚀阻垢剂虽然能够使304和316不锈钢的维钝电流密度小幅度降低 但不是唯一因素 在这种情况下 微生物在循环冷却水系统中大量繁殖 因其传热管内循环冷却水的流速一般均大于1.5m／s 总Fe1.0mg／L能合理地反映系统腐蚀控制在合理范围 而浊度所表示的颗粒粒径为1nm～1μm 工况条件及药剂处理配方等因素综合确定 其他一般不应大于20NTU - 补充水浊度可控制在5NTU以内 - 钙硬度＋甲基橙碱度和稳定指数两个指标结合使用 - 也是在设计阶段作为确定阻垢缓蚀剂配方的依据 并以最不利水质校核设备能力 补充水来源 Q 另一个是循环冷却水处理最终达到的特性指标 3.1.6 流速不应低于0.3m／s 设计浓缩倍数 2 导致分散剂不足并诱导其他悬浮固体出现沉淀 3.1.8 气温40℃·K值选用0.0016／℃ - 直冷系统循环冷却水水质指标应根据工艺要求并结合补充水水质 一个是循环冷却水处理所要求具备的条件 据资料介绍 2 引起碳钢的缝隙腐蚀和点蚀 (×10 - Cl 3.1 并结合全厂水处理工艺综合技术经济比较确定 发生局部腐蚀的临界Cl 指标时应结合温度因素确定 整理 所以测定时 由于工况条件较为苛刻(如温度较高) 使用温度 表中数据也将随着改变 当被换热介质温度高于115℃时 补充水软化(除盐)等处理进行综合比较确定处理方案 可供工程技术人员根据工程的具体情况选用 通过对循环冷却水量为10000m 制约了黄河流域 水质发黑变臭 氨的危害在国内氨厂不乏先例 且局部腐蚀加剧 - 因此表3.1.7规定板式 不锈钢设备在循环冷却水中的腐蚀与设备的结构形式 设备传热面冷却水侧壁温不宜高于70℃ 在壳程换热器的结构上 即对换热设备内的水流速 并宜符合表3.1.9的规定 ／h) 特别是Cl 但是两者所表示的悬浮颗粒直径却不相同 当换热器水侧流速低于0.3m／s时 补充水为再生水 作为腐蚀速率的重要指标 3.1.5 同时还可能导致坚硬的磷酸铁垢 更能准确地控制碳酸钙沉淀 3.1.1 加大循环冷却水系统的排污水量 对于其余各行业闭式系统 不加酸运行的自然PH值上限一般不高于9.5 - 材料极易诱发点蚀 影响再生水的使用 对不锈钢的腐蚀有影响 指标应不大于40μg／L 保证循环冷却水处理设备有足够的设计能力 并且应将这一指标尽量控制在更低的水平 建议降低轧制过程中层流冷却水中的离子浓度 以降低氧化皮中残留的离子浓度进而减弱其均匀腐蚀和点蚀 浓度水平在20mg／L～300mg／L范围变化时 表中数值应作相应修改 另外凝汽器均设有胶球清洗设施 —N 设计方案应包括下列内容 循环冷却水中Cl 数据年代越长则代表性越强 (7)SO 循环冷却水水质COD控制指标≤150mg／L 指标值均根据国外资料和国内运行经验确定 (5)Cu ·月) 设计时应该从设备设计方面的合理性 而且还将导致垢下腐蚀 钙硬度小于200mg／L的规定主要是针对冶金行业高炉和炼钢直冷循环冷却水系统 的指标为2500mg／L 的浓度 石油类杂质易形成油污黏附于设备传热面上 式中 2 系统中铁主要通过分散来控制其沉积 在投加药剂的前提下 同等条件下温度高者腐蚀加剧 3.1.12 水的污垢热阻值 闭式系统中被冷却的工艺介质或设备 3.1.4 浓度50000mg／L)中使用时 而再生水作为循环冷却水的补水使用时 按表4的计算结果 Q 浓度增加 投加缓蚀剂后 本条规定所给出的循环冷却水水质指标均是在本规范所给定的有关条件下 指标值是结合国内运行情况确定的 指标值是根据国内药剂配方不加酸运行数据确定的 - 指标175mg／L是根据硅酸盐的饱和溶解度确定的 当采用除盐水为补充水时 影响传热效率和产生垢下腐蚀 往往总Fe浓度较高 ——补充水量(m 间冷开式系统循环冷却水水质指标应根据补充水水质及换热设备的结构形式 铁离子还会干扰聚磷酸盐在缓蚀方面的作用 结果如下 水侧壁温上限为70℃是根据国内大型厂换热设备的调查结果而制定的 因此用水量应按照生产工艺的要求确定 3.1.3 过高的总Fe浓度表明系统腐蚀速率偏高 同时对壁温和水温也加以限制 本条对不同水源的补充水资料的收集 水中有2.0mg／L的Fe 设备传热面水侧污垢热阻值不应大于3.44×10 污垢热阻值的法定计量单位为m 根据国内钢铁厂最新运行数据 校核作出相应规定 长期以来 曾有过循环冷却水中每升只有几十毫克Cl 我国是水资源严重匮乏的国家 ·K／W 3.1.11 是根据国内多数工厂采用的控制项目而确定的 - 折流板的死角区流速远低于此值 到目前已正常应用了16年 聚马来酸等)及其复合配方 3.1.10 前者是过滤法测定 5 w 同时也消耗大量的液氯 2 3 (8)硅酸 铁离子浓度高会给铁细菌的繁殖创造有利条件 过高的总Fe浓度会消耗大量的分散剂 应不引起细菌和生物的繁殖 - 3.1.1 3.1.10 摘自现行国家标准《热交换器》GB／T 1 表3 炼油系统36座 间冷开式系统的微生物控制指标宜符合下列规定 导致系统pH值降低 关键的是温度 2 两者并没有换算关系 因此在采用表3.1.9时 且再生水经深度处理后水质中COD约为60mg／L时 循环冷却水中 - 炼油行业不应大于20mg／(cm 污垢热阻和腐蚀率均在本规范的限值之内 -4 颗粒较细的硅酸镁黏泥 应为再生水及药剂所带来的COD - Cl 国内各行各业为求节水也都纷纷研制新的药剂处理配方 对国内一些工厂的壳程换热器调查表明 不锈钢设备的腐蚀损坏首先是由于设备本身存在一些缺陷 自上一版规范增编直冷循环冷却水水质指标后 浓度水平和其贮存方式有关 水质应根据冷却对象的要求确定 (6)Cl 腐蚀加剧 不同浓缩倍数系统的补充水量与排污水量 流速低于0.3m／s的换热器普遍存在污垢和垢下腐蚀问题 能够满足生产装置长周期运行要求 从而产生黏泥沉积 不同强度热轧板点蚀深度和安全贮存时间与层流冷却水中Cl 严重时使其失去杀菌作用 ＋Cl 补充水为地下水 沉淀 而且两者的测试方法也不同 换热器仍过早地损坏 电化腐蚀来说更为严重 腐蚀贡献的总Fe浓度≤1.0mg／L 实验数据见表3 3.1.3 建议热轧板尽量贮存在干燥环境中 3.1.8 浓缩倍数以及药剂配方等因素确定 的乘积超过其溶度积时 不宜少于一年的逐月水质全分析资料 ／h) ——排污水量(m 因本规范上一版实施以来 以异养菌的生长繁殖最快 所以要求越低越好 指标不宜大于700mg／L 药剂处理难以发挥其应有的效果 之多 2 3.1.4 - 同时还对金属设备造成严重的垢下腐蚀 浓缩倍数从3倍提高到5倍 关于腐蚀速率 沉积 - N——浓缩倍数 根据国外公司的药剂处理配方在国内的使用经验 ·h·℃／kcal＝0.86m 建议热轧板贮存时单独贮存最优 由于该地区新鲜水硬度较低 发生恶臭 如果循环冷却水中Fe 2 4 设备传热面水侧黏附速率不应大于15mg／(cm 闭式系统循环冷却水水质指标应根据系统特性和用水设备的要求确定 因此在选用Cl 降低了冷却塔的冷却效果和设备的传热效率 ·K／W) - 但其维钝电流不稳定 阻垢缓蚀 流速越低问题就越突出 其余两系统宜为除盐水 间冷开式系统与直冷系统的钙硬度与全碱度之和大于1100mg／L(以CaCO 间冷开式系统循环冷却水水质指标 循环冷却水的浊度对换热设备的污垢热阻和腐蚀速率影响很大 聚丙烯酸盐 根据掌握的资料 151水的污垢热阻值见表2 3.1.12 甚至还限制使用新水 且冷介质会结垢时 在这种不利的工况下 ·月) 导致设备的损坏 50021的规定执行 - 包括再生水水源组成及其处理工艺等资料 ③仅对pH＜8.0时进行控制 当再生水量占总补充水量60％以上的时候 ／h) ＋Cl 不锈钢设备修订为应小于0.005mm／a 4 本次修订将钢铁厂高炉煤气清洗水pH指标调整为6.5～8.5 2+ 管程不锈钢换热设备流速条件较好 ·K／W 因此应尽量收集长时间的数据 旁流水处理方案 4 循环冷却水中石油类杂质的浓度达到10mg／L时 Cl 有机物含量增多将导致细菌大量繁殖 浓度环境中长期服役 本次将指标值0.2mg／L～1.0mg／L修订为0.1mg／L～1.0mg／L 而不是工艺出现泄漏后循环冷却水可控制的指标 适宜的运行周期 循环水系统没有出现结垢倾向 应加硫酸或进行软化处理 另外 ·K／W Cl 要做到各个部位具有均一的流速是不可能的 为节约水资源 菌藻滋生起着至关重要的作用 减少排放 -4 计)或稳定指数RSI小于3.3时 甚至有少数企业已达到浓缩倍数10以上 (10)游离氯 水质及其处理方案 且不应小于3.0 再生水应经深度处理后回用 产量 为防止Cu 铜合金 随着近些年分散剂合成制备技术的发展 主要是针对氨厂和再生水回用循环冷却水系统制定的 工厂运行的实践证明循环冷却水系统设有旁滤池时 水质分析项目宜符合本规范附录A的要求 3 不锈钢腐蚀与介质中的Cl 对混凝土材质的腐蚀影响 实际运行的COD在120mg／L～160mg／L范围内波动 药剂对Fe的分散能力得以提升 间冷开式系统循环冷却水换热设备的控制条件和指标应符合下列规定 国家提倡水的循环使用 壁温大于70℃ 注 浓度为1000mg／L 此外 由于直冷循环冷却水系统工艺设备对水质的要求差别较大(如引进不同国家设备制造商的工艺设备要求不同) 3 盐平衡方案 根据国内最新运行数据 有机物是微生物的营养源 1 本条主要对循环冷却水处理方案设计的基本内容做出相应的规定 主要是防止形成黏性较大 数量也最多 循环冷却水的PH值 随着技术的发展 总Fe的浓度及趋势是监测系统腐蚀情况的重要指标 1 如果系统中有铝材设备 2 结合当前药剂配方的性能做出的规定 尤其在折流板的负压区容易产生污垢 也有循环冷却水中的Cl 材质 因而降低了浓缩倍数 壁温等做出规定 化工系统5座循环水场的循环冷却水水质按照COD≤180mg／L控制 更能科学地反映两者之间的关系 本次修订将总Fe指标由1.0mg／L提高至2.0mg／L 4 氨的存在促使硝化菌群的大量繁殖 - 流速上限的要求则需结合不同材质考虑防止冲刷侵蚀 冷却水中的Cl 系统仍旧运行良好 所产生的黏液对循环冷却水系统危害很大 钢铁行业采用软水或除盐水 1 COD及浊度增加 即使设计计算的平均流速(认为是均一的)为0.3m／s 其保护作用也变差 水中COD大部分应为难生物降解物质 1.0mg／L的阈值限制了系统浓缩倍数 (4)总Fe 闭式系统循环冷却水水质指标 国内有关循环冷却水处理试验和工厂调查表明 节水效果能提高0.4％ 系统中的不锈钢换热器 腐蚀速率 铜合金和不锈钢设备传热面水侧腐蚀速率应小于0.005mm／a 可见用水形势的紧张程度 会使循环冷却水颜色变黑 直冷开式系统的设计浓缩倍数不应小于3.0 3.1.9 并宜符合表3.1.8的规定 表3.1.8中各行业闭式系统水质指标是综合有关标准和实际运行数据确定的 所以本次修订组委托北京科技大学腐蚀与防护中心开展了《循环冷却水中氯离子对不锈钢换热器腐蚀实验研究》 这一点已为很多工厂的生产实践所证实 冶金行业生产企业出现了由于层流直接冷却循环水中氯离子浓度升高带来的热轧板材在超长贮存期内严重点蚀的案例 - 达到浓缩倍数5的企业比比皆是 3 本条规定包括两个内容 水质处理的合理性 结果如下 折旧年限等多方面因素进行综合权衡确定 尤其是靠近管板 间冷开式系统的设计浓缩倍数不宜小于5.0 如电磁装置的闭路冷却系统一般要求电导率小于100μS／cm) 参照国外经验 宜采取热量回收措施后再使用循环冷却水冷却 闭式系统总硬度指标控制在10mg／L～20mg／L时 工况条件等决定的 确定SO 补充水水质资料收集宜符合下列规定 3.1.11 即对污垢热阻 表3.1.7 本规范附录B中的水质分析误差校核是保证水质分析的准确性 微生物对循环冷却水系统的危害较之水垢 管式交换器制造商协会(TEMA)标准和现行国家标准《热交换器》GB／T 此外 现在很多新工程项目不仅要求高浓缩倍数 2+ 对于循环冷却水水质中COD≤150mg／L 即使投加像铬酸盐这种效果很好的强缓蚀剂 水量 冷却水系统中的总Fe主要来自于系统腐蚀和补充水 2+ 浓度不宜大于1000mg／L 为了再生水尽可能地回用至循环冷却水系统 表3.1.7中指标是循环冷却水处理技术的阶段成果 工厂运行数据表明这一规定完全满足本规范的污垢热阻值指标 2 国内很多企业都能达到这一标准 电力系统目前一般采用除盐水 2+ m 2+ 同时对指导意义不大的电导率和硫酸盐两项指标从表格中删除 即通常所说的胶体物质 浓缩倍数可不受此限制 经过多年生产实践 对于管程换热器 4 并通过离子交换 尤其是与循环冷却水药剂处理配方的性能密切相关 我国20世纪70年代引进的大化肥循环冷却水系统 并结合国内一些工厂在生产运行中易于出现故障的换热器的工况条件而提出的 降低了传热效果 这是表示水中有机物多少的一个指标 一般宜小于2500μS／cm 当采用聚磷酸盐作为缓蚀剂时 腐蚀速率 m 未出现腐蚀穿孔情况 因此一般均采用除盐水或者软化水 2+ ①火力发电厂双水内冷机组共用循环系统和转子独立冷却水系统的电导率不应大于5.0μS／cm(25℃) 3 在缺陷部位富集 会使碳钢换热器年腐蚀速率增加6倍～7倍 对系统中沉积物的控制也带来了很大挑战 2 2 直冷系统循环冷却水水质指标 国外报道的经验也表明 则会产生CaSO 循环冷却水中生物黏泥量的多少直接反映出系统中微生物的危害程度 换算为全国节水量可达176亿m 这类细菌属于黏液型细菌 - 2 即在总Fe浓度2.0mg／L范围内 151规范中水的污垢热阻值与水的流速有关 3 韶关钢铁集团 表4 对污垢热阻值有较高的要求 我国某些大型化工厂采用磷系复合配方 另一方面 由于循环冷却水中Cl ·K／W 对设备无负面影响(当工艺有特殊要求时除外 计算条件 很多案例已经证明在2.0mg／L指标下 是出于保证生产能力的考虑 pH值是水质稳定性的重要数据之一 悬浮物所表示的颗粒粒径为1μm以上 浊度不宜大于10NTU 主要是防止循环冷却水中形成硅酸盐垢 实际上个别部位 3 或者说是对阻垢缓蚀效果的检验标准 后果是相当严重的 循环冷却水处理方案应根据全厂水平衡方案 此次修订组委托北京科技大学腐蚀与防护中心开展了《模拟层流冷却水残留液环境下典型热轧板的腐蚀行为规律》相关实验工作 2+ (13)COD 根据目前药剂处理的效能与壳程换热器设计流速选用的常规范围 4 应力情况 (12)石油类 因而使系统中各类细菌数量和黏泥量猛增 304和316不锈钢在不添加缓蚀阻垢剂情况下发生局部腐蚀的临界Cl - 3.1.7 Cl 发现在江浙及两广地区存在着大量的高炉闭式系统以及连铸闭式系统的补充水直接采用新鲜水的案例 应与工艺专业协商确定 并形成大量黏泥沉积于冷却塔和换热设备内 因此电厂凝汽器内循环冷却水的浊度指标可适当放宽 碳钢设备应小于0.075mm／a 3 它基本上代表了水中全部细菌的数量 为控制循环冷却水中菌 我国是一个水资源极为匮乏的国家 3.1.7 存在时 其安全贮存时间逐渐变短 本条规定主要是在补充水水质变化时 2 隔绝了药剂对金属的保护作用 垢下腐蚀等一系列恶果 不断升高 - 因此生物黏泥量的控制是非常重要的 污垢沉积等有密切关系 与其他国家标准一致 ／h的计算得出表4 2+ 则表明设备被腐蚀 2+ 通常采用除盐水或软化水作为补充水 - 因此发生的问题就更为严重 2+ 但是只要能综合减少新鲜水用量 悬浮物和浊度虽然两者都是表示水中悬浮固体含量 长江入海口附近工厂的循环冷却水浓缩倍数的提高