循环水指标名词解释(4)

2019-08-29 19:45

(1)在高浓缩倍数情况下,利用三种测定方法测得的结果的差值能较准确地判断循环水系统结垢和腐蚀倾向。通过比较,及时调整循环水系统运行指标和浓缩倍数,对稳定系统运行,保证现场水冷器安全、稳定运行有着积极意义。

(2)对于一个较稳定的循环水系统而言,用K+,Ca2+之间的差值来判断应更准确些,因为补充水的电导率是有波动的,同时循环水系统投加氧化性杀菌剂、系统物料泄漏等也会引起循环水电导率波动。

(3)三种测定方法之间的差值在一个什么范围内能判断系统结垢、腐蚀倾向,笔者认为对于不同的循环水系统可以通过平时的统计结果,找出三种测定方法对应的关系,以利于指导循环水的水质管理工作。循环水的浓缩倍数的测定方法还有Cl-,SiO2法。对于不同系统,应选取几个干扰不大的主要指标作为参考依据。

(4)循环水在高浓缩倍数的情况下运行,水中的结垢性和腐蚀性离子成倍地增加,并且药剂在系统中的停留时间延长。欲准确判断系统结垢和腐蚀情况,还可以结合现场监测换热器、挂片的结果,冷却塔填料、百叶窗上的附着物等情况来进行辅助判断。 环水浓缩倍数的检测方法及控制指标

循环水浓缩倍数是指循环冷却水系统在运行过程中,由于水分蒸发、风吹损失等情况使循环水不断浓缩的倍率(以补充水作基准进行比较),它是衡量水质控制好坏的一个重要综合指标。浓缩倍数低,耗水量、排污量均大且水处理药剂的效能得不到充分发挥;浓缩倍数高可以减少水量,节约水处理费用;可是浓缩倍数过高,水的结垢倾向会增大,结垢控制及腐蚀控制的难度会增加,水处理药剂会失效,不利于微生物的控制,故循环水的浓缩倍数要有一个合理的控制指标。

浓缩倍数的检测方法有很多,由于各厂补充水水质及循环水运行情况的差异,不同方法测出的结果都不同,所以对不同循环水浓缩倍数的检测方法进行比较是很有必要的。? 1 循环水浓缩倍数的检测方法

循环水系统日常运行时,浓缩倍数的检测一般是根据循环水中某一种组分的浓度或某一性质与补充水中某一组分的浓度或某一性质之比来计算的。即:? K=C循/C补(1)

式中 C循--循环水中某一组分的浓度? C补--补充水中某一组分的浓度

但对于用来检测浓缩倍数的某一组分,要求不受运行中其他条件如加热、投加水处理剂、沉积、结垢等情况的干扰。因此,一般选用的组分有Cl-、Ca2+、SiO2、K+和电导率等。 1.1 Cl-、Ca2+法

虽然Cl-的测定比较简单,在循环水运行过程中既不挥发也不沉淀,但我厂因常用Cl2或NaClO、洁尔灭等药剂来控制水中的微生物及粘泥,这样会引入额外的Cl-,用该法测得的浓缩倍数会偏高;

同时循环水系统在运行过程中或多或少地会结垢,尤其在高浓缩倍数时更为明显,故用Ca2+法测得的浓缩倍数会偏低。 1.2 电导率法

电导率的测定比较简单、快速、准确。从理论上来说,在循环水系统中常需要加入水处理剂和通入Cl2,这会使水的电导率增加,另外当系统设备有泄漏时也会使电导率明显增高,故用该法测出的电导率也会产生很大的误差。事实上,我厂于1996年3-7月用电导率法进行了测试,结果表明:用作基准的补充水--长江水的电导率是波动不稳的,其波动范围为154~291 μS/cm;循环水的电导率也是波动不稳的,一循、三循波动范围分别为330~613 μS/cm、308~618 μS/cm。因此,当循环水的电导率较高、补充水的电导率也较高时,得出的K值还是不高;当循环水电导率不高而补充水电导率较低时,K值也会高。 1.3 SiO2法

由于我厂循环水系统未投用硅酸盐系列水处理剂,因此原来一直沿用该法。用该法检测时,循环水浓缩倍数数据出现了异常波动且严重失真的现象:用以前沿用的室内新鲜水作基准进行比较时,浓缩倍数普遍偏高,一循曾高达8.5;后改用装置补充水作基准进行比较时,浓缩倍数又普遍偏低,有时甚至出现<1的情况。 1.4 K+法

从理论上来说,循环水系统中K+来源较少,一般在某个阶段内K+是相对稳定的,但在不同时期,也会受土壤、地面水等外界环境的影响而有一定的变化。K+的溶解度较大,在运行过程中也不会从水中析出,故用K+法检测循环水浓缩倍数K时,受到的干扰相对较少。 为此,进行了如下考察。 ① 现场检测结果的考察,见表1。

表1 1995年4——7月K+法规场数据

采样日期 4月1日 4月5日 4月10日 4月15日 4月20日 4月27日 5月15日 5月19日 5月23日 5月27日 5月31日 6月4日 6月12日 6月18日 7月3日 7月9日 7月15日 7月18日

补充水K+含量(mg/L) 一循K+含量(mg/L) 1.25 1.25 1.40 1.60 1.50 1.45 1.38 1.45 1.40 1.45 1.50 1.39 1.30 1.52 1.12 1.58 1.10 1.35

3.40 3.65 4.40 4.70 4.80 3.30 3.10 3.40 3.70 3.00 2.60 3.39 3.70 3.65 3.10 3.22 2.35 3.50

浓缩倍数 2.72 0.92 3.14 2.94 3.20 2.23 2.25 2.34 2.64 2.07 1.73 2.44 2.31 2.40 2.77 2.04 2.14 2.59

从表1可以看出,补充水K+的变化不大,其变化范围为1.10~1.60 mg/L;一循水K+的变化范围

为2.35~4.80 mg/L。

同样以一循为例,将一循数据分成两段(4—5月/6—7月)进行数理统计结果表明:两段检测结果之间不存在系统误差,因此用K+法测出的结果是可靠的。 ② 方法精密度的考察,其结果见表2。

表2 K+标液及样品的重复检测结果

变异

样品名称

八次重复检测结果K+(mg/L)

平均结果x(mg/L)

标准偏差s

系数s/x(%)

标液6mg/L 装置补充水* 一循水样 三循水样

5.88 5.94 5.82

6.12

5.94 5.88 1.92 1.98 3.66 3.72 5.58 5.40

5.82 6.12 1.92 1.92 3.90 3.60 5.34 5.70

5.94 0.12

2.02 2.30 2.96 2.52

1.98 1.92 1.98

2.04

1.96 0.045

3.66 3.72 3.60 5.70

3.84 5.46

5.64 5.58

3.71 5.55

0.11 0.14

注 *该装置补充水中K+浓度数据为1999年11月8日所测。

从表2可见:该方法精密度高,其变异系数<3%。 ③ 不同实验室间的结果对照见表3。

表3 1996年3-5 月浓缩倍数的对照分析结果(K+法)

采样日期

研究室测得K值 一循

三循 2.33 2.20 2.57 2.85 3.26 3.04 3.14 2.21 2.12 停工 停工

供水室测得K值 一循 2.21 2.16 1.92 1.85 2.19 1.93 2.06 2.75 2.40 2.19 2.36

三循 2.26 2.10 2.55 2.65 3.17 2.79 3.16 2.23 2.08 停工 停工

两室K值之差的绝对值 一循 0.04 0.0 0.05 0.0 0.07 0.19 0.02 0.13 0.02 0.12 0.12

三循 0.07 0.10 0.02 0.20 0.09 0.25 0.02 0.02 0.04 停工 停工

两室K值之差的绝对值/平均值×100% 一循 1.8 0.0 2.6 0.0 3.2 9.4 1.0 4.8 0.8 5.3 5.0

三循 3.0 4.5 0.8 7.3 2.8 8.6 0.6 0.9 1.9 停工 停工

3月18日 2.25 3月12日 2.16 3月25日 1.97 4月1日 4月8日

1.85 2.26

4月16日 2.12 4月22日 2.04 4月29日 2.62 5月6日

2.42

5月13日 2.31 5月27日 2.48 注

该对照结果为不同实验室的不同人员对同一天的不同样品用不同仪器进行分析的结果。

从表3可以看出,现场应用情况也较好,两室K值之差的绝对值与平均值之比值≤9.4%。 由此可见,用K+法测出的K值误差较小,可作为循环水系统的实际K值。 2 循环水浓缩倍数的控制指标

一般浓缩倍数低,耗水量就大,排污量也大;浓缩倍数高可以减少水量,节约水处理费用。但浓缩倍数过高会使循环冷却水中的硬度、碱度和浊度升得太高,水的结垢倾向增大很多,从而使结垢、腐蚀控制的难度变大,使水处理药剂(如聚磷酸盐)在冷却水系统内的停留时间增长而水解。因此,循环冷却水的K值并不是愈高愈好。

我厂现有四套循环水系统,其中一循最大,故以一循为例加以说明。一循系统容量为1.2×104m3/h,循环水量R为1.1×104m3/h,根据: M补水量=[K·α/(K-1+α)]×R D排水量=[α/(K-1+α)]×R α=△T/600

式中 ΔT--我厂循环水进出口水温之差(≈8 ℃) K--循环水系统的K α--蒸发因子

据此可计算出α=0.013和K=1~10时系统所需补水量M、排污量D、(M/R)%、(D/R)%及节水率(ΔM/R)/ΔK,计算结果见表4。

表4 一循在不同K下冷却水系统的参数计算值

浓缩倍数K

项目

345

1.0 2.0

...6.0 7.0 0 0 0 743

D(m3)

11000

141.2

17528....5 0 5 6 211

M(m3)

11000

187

282.3

398...1 8 2 000

D/R(%)

100 1.28

...0.26436 5 3 2 111

M/R(%)

100 2.57

...1.59766 4 3 2

0

(△M/R)/△K(%) 97.4

.63

0.21

0.11

0.06

0.04

0.03

0.02

0.02

89..00

10.0

211

23.8

075...489111

171.2

665

166.5

308 ...167000

0.22

...111964111

1.51

...444864

从表4可以看出:

① 随着浓缩倍数的增加,冷却水系统的补充水量M和排污水量D都不断减少。因此,提高循环水的浓缩倍数,可以节约水资源。

② 每提高一个浓缩倍数单位所降低的补充水量的百分比[(ΔM/R)/ΔK]随浓缩倍数的增加而降低,且在低浓缩倍数时,提高K值的节水效果比较明显;但当?K?提高到4.0以上时再进一步提高浓缩倍数的节水效果就不太明显了,如一循由4.0提高到5.0时,节水量仅占循环水量的0.11%,因此我厂循环冷却水系统的浓缩倍数控制在2.0~4.0为好。 3 结论

① 我厂循环水浓缩倍数的检测采用Cl-、Ca2+、SiO2和电导率等法误差较大。 ② 数理统计结果及现场应用情况表明用K+法具有准确度高、精密度好等特点。 ③ 我厂循环冷却水系统的浓缩倍数控制在2.0~4.0为好。

决]硫酸厂循环水的控制指标和要求

1.正常运行水质管理目标值 控制目标值 分析频率 项 目 PH值 7.0~9.0 一次/天 浊度 ≤10mg/L 一次/天 电导率 <1500μS/cm 一次/天 总硬度(以CaCO3计) ≤800 mg/L 一次/天 氯离子 < 450 mg/L 一次/天 总铁(增加量) ≤1.0 mg/L 二次/周 浓缩倍数K 2.8~3.2 一次/天 总磷(以PO43-计) 3.0~4.0 mg/L 一次/天 余溴(氯) 0.3~0.8 mg/L 加药时分析 循环水中总固体浓度或不与其它离子起反应的某一离子浓度与补充水中总固体浓度或相应离子浓度的比值称浓缩倍数,以K表示。

注:取浓缩倍数K的平均计算值: 目 标 值 K=电导率(循)/电导率(补)=Cl-(循)/Cl-(补)=总硬(循)/总硬(补)

2.正常处理后系统应达到如下效果

项 目 腐蚀率mm/a 碳钢<0.125,铜、不锈钢<0.005


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