电厂化学冷却水处理.pptx
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1、1 冷却水处理冷却水处理1 1 冷却水系统冷却水系统2 2 冷却水通道内有机物的形成及防止冷却水通道内有机物的形成及防止3 3 凝汽器铜管的腐蚀与防止凝汽器铜管的腐蚀与防止4 4 凝汽器铜管内结垢及防止凝汽器铜管内结垢及防止5 5 凝汽器铜管内部清洗凝汽器铜管内部清洗2冷却水系统冷却水系统分直流式分直流式密闭循环式密闭循环式敞开循环式敞开循环式冷却水处理的目的:防止冷却水系统结垢、冷却水处理的目的:防止冷却水系统结垢、腐蚀和产生有机物。腐蚀和产生有机物。3(1)直流式冷却水系统直流式冷却水系统在直流式冷却水系统中冷却水只通过设备一次,在直流式冷却水系统中冷却水只通过设备一次,用过后直接排走,该
2、系统用水量大。用过后直接排走,该系统用水量大。一般在水源充足及水一次通过不易引起结垢的地一般在水源充足及水一次通过不易引起结垢的地方采用。该系统不需要冷却塔处理,故投资少,方采用。该系统不需要冷却塔处理,故投资少,操作简单,但是占据了大量水资源,不符合经济操作简单,但是占据了大量水资源,不符合经济可持续发展战略的要求。可持续发展战略的要求。凝汽器凝汽器循环水泵循环水泵河流河流4(2)密闭循环式密闭循环式冷却水系统冷却水系统封封闭闭式式循循环环冷冷却却水水系系统统是是指指冷冷却却水水在在一一个个完完全全密密闭闭的的系系统统中中不不断断地地循循环环运运行行。在在此此系系统统中中,冷冷却却水水在在凝
3、凝汽汽器器中中获获得得的的热热量量通通过过一一个个面面式式冷冷却却器器散散发发至至大大气气中中(称称“干干式式冷冷却却”或或“空空气气冷冷却却”),随随后后又又重重复复使用。使用。特特点点:冷冷却却水水不不与与空空气气接接触触,不不受受阳阳光光照照射射,进进行行密密闭闭循循环环,基基本本上上不不需需补补充充水水。此此系系统统中中,常常采用加有缓蚀剂的除盐水作为冷却介质。采用加有缓蚀剂的除盐水作为冷却介质。汽轮机凝汽器 冷却塔空冷元件5(3)敞开循环式敞开循环式冷却水系统冷却水系统在敞开式循环冷却水系统中,循环冷却水在凝汽在敞开式循环冷却水系统中,循环冷却水在凝汽器中获得的热量,直接在冷却塔或其
4、它设备散发器中获得的热量,直接在冷却塔或其它设备散发至大气中,失去热后再回至热交换器,重复其传至大气中,失去热后再回至热交换器,重复其传递热量的过程。在水源水量比较紧张和天然水污递热量的过程。在水源水量比较紧张和天然水污染日趋严重的今日,此种系统应用最广。染日趋严重的今日,此种系统应用最广。冷却塔冷却塔循环水泵循环水泵冷凝器冷凝器在敞开循环冷却水系统中,在敞开循环冷却水系统中,水不断蒸发而损失,因而水不断蒸发而损失,因而水中各种物质不断浓缩,水中各种物质不断浓缩,水质随着浓缩倍数的增加水质随着浓缩倍数的增加而变差,导致系统的结垢、而变差,导致系统的结垢、腐蚀和微生物繁殖。为防腐蚀和微生物繁殖。
5、为防止水质恶化,必须排放一止水质恶化,必须排放一部分浓缩了的水,补充一部分浓缩了的水,补充一部分新鲜水。部分新鲜水。6第第6章章 冷却水处理冷却水处理1 1 冷却水系统冷却水系统2 2 冷却水通道内有机附着物的形成及防止冷却水通道内有机附着物的形成及防止3 3 凝汽器铜管的腐蚀与防止凝汽器铜管的腐蚀与防止4 4 凝汽器铜管内结垢及防止凝汽器铜管内结垢及防止5 5 凝汽器铜管内部清洗凝汽器铜管内部清洗7冷却水中的藻类和微生物在生长和繁殖过程中会冷却水中的藻类和微生物在生长和繁殖过程中会分泌粘液,这些粘液能将悬浮在水中的动植物残分泌粘液,这些粘液能将悬浮在水中的动植物残骸、腐蚀产物、灰沙淤泥等粘结
6、在一起形成粘泥骸、腐蚀产物、灰沙淤泥等粘结在一起形成粘泥沉积物,附着在冷却水通道中,形成有机附着物。沉积物,附着在冷却水通道中,形成有机附着物。因此,冷却水中的藻类和微生物是形成有机附着因此,冷却水中的藻类和微生物是形成有机附着物的主要原因。物的主要原因。(1)有机附着物的形成有机附着物的形成8影响冷却水中微生物生长的因素主要有以下几点:影响冷却水中微生物生长的因素主要有以下几点:(1)(1)温温度度。一一般般在在20203030的的水水温温中中,微微生生物物滋滋生生繁繁殖殖很很快快,高高于于3535时时,在在冷冷却却水水中中常常见见的的大大部部分分微微生生物物就就会会死死亡亡。因因此此,凝凝
7、汽汽器器中中有有机机附附着着物的生长,以春秋季最为严重。物的生长,以春秋季最为严重。(2)(2)光光照照。光光照照能能促促进进藻藻类类繁繁殖殖。光光照照越越强强,藻藻类类越越易易繁繁殖殖,所所以以藻藻类类特特别别易易于于在在冷冷却却塔塔内内出出现现。脱落的藻类会促进铜壁内粘垢的形成。脱落的藻类会促进铜壁内粘垢的形成。9(3)(3)水中其它物质含量。水中含有微量蛋白质,会水中其它物质含量。水中含有微量蛋白质,会助长微生物生长。采用磷酸盐处理冷却水时,磷助长微生物生长。采用磷酸盐处理冷却水时,磷化物是微生物和藻类生长的养分。化物是微生物和藻类生长的养分。(4)(4)铜管的清洁度。在洁净的铜管内,微
8、生物不易铜管的清洁度。在洁净的铜管内,微生物不易生长。这是因为新铜管壁上有一层铜的氧化物,生长。这是因为新铜管壁上有一层铜的氧化物,可以杀死微生物。旧铜管内的这种氧化物被外来可以杀死微生物。旧铜管内的这种氧化物被外来的附着物覆盖,容易滋生微生物。的附着物覆盖,容易滋生微生物。(5)(5)冷却水中的含砂量。冷却水中夹带有大量的粘冷却水中的含砂量。冷却水中夹带有大量的粘土和细砂等杂质时,会把有机附着物冲掉,所以土和细砂等杂质时,会把有机附着物冲掉,所以用江河水作为冷却水时,遇到洪水期,凝汽器铜用江河水作为冷却水时,遇到洪水期,凝汽器铜管内有机附着物就会减少。管内有机附着物就会减少。10(2)有机附
9、着物的防止)有机附着物的防止既然冷却水系统有机附着物的形成与微生物的滋生繁殖密既然冷却水系统有机附着物的形成与微生物的滋生繁殖密切相关,那么,防止有机附切相关,那么,防止有机附 着物的形成,关键就是要杀着物的形成,关键就是要杀灭或抑制微生物生长。灭或抑制微生物生长。杀生剂的选择杀生剂的选择 在冷却水系统中;投放杀生剂是目前控制微生物污染,防在冷却水系统中;投放杀生剂是目前控制微生物污染,防止有机附着物形成的常用方法。止有机附着物形成的常用方法。杀生剂必须低毒或无毒;并不会产生毒性积累。如有毒时,杀生剂必须低毒或无毒;并不会产生毒性积累。如有毒时,其毒性应易于降解且便于处理。其毒性应易于降解且便
10、于处理。必须具有广谱性,对藻类、细菌、真菌等均能杀灭,同时,必须具有广谱性,对藻类、细菌、真菌等均能杀灭,同时,对微生物粘泥有穿透性和分散性,必须与系统中所有的缓对微生物粘泥有穿透性和分散性,必须与系统中所有的缓蚀剂和阻垢剂相匹配,不相互干扰;要有适当的稳定性,蚀剂和阻垢剂相匹配,不相互干扰;要有适当的稳定性,在冷却水系统中要尽量少与其它物质产生化学反应,以免在冷却水系统中要尽量少与其它物质产生化学反应,以免影响杀菌灭藻效果;配制、使用方便,价廉;便于操作。影响杀菌灭藻效果;配制、使用方便,价廉;便于操作。11杀生剂的分类杀生剂的分类 杀生剂按化学成分可分为无机和有机两类。按杀杀生剂按化学成分
11、可分为无机和有机两类。按杀生机理分为氧化型和非氧化型两类。生机理分为氧化型和非氧化型两类。氧化型杀生剂一般都是较强的氧化剂,能使微生氧化型杀生剂一般都是较强的氧化剂,能使微生物体内一些与代谢有密切关系的酶发生氧化反应物体内一些与代谢有密切关系的酶发生氧化反应而杀灭微生物。而杀灭微生物。常用的氧化型杀生剂有氯、臭氧和二氧化氯等。常用的氧化型杀生剂有氯、臭氧和二氧化氯等。非氧化型杀生剂种类很多,有氯代酚类、季胺盐非氧化型杀生剂种类很多,有氯代酚类、季胺盐类、二硫氰甲烷和丙烯醛等。类、二硫氰甲烷和丙烯醛等。12防止方法防止方法1)氯处理氯处理氯溶解在水中发生如下反应:氯溶解在水中发生如下反应:Cl2
12、+H2OHClO+HCl生成的次氯酸是一种很强的氧化剂,它很容易通生成的次氯酸是一种很强的氧化剂,它很容易通过微生物的细胞壁进入细菌体内,发挥氧化作用,过微生物的细胞壁进入细菌体内,发挥氧化作用,使细菌中的酶遭到破坏,将细菌杀灭。使细菌中的酶遭到破坏,将细菌杀灭。次氯酸在水中还会电离为次氯酸根,反应为:次氯酸在水中还会电离为次氯酸根,反应为:HCIOH+ClO-次氯酸根的杀菌作用仅为次氯酸根的杀菌作用仅为HCIO的的12。次氯。次氯酸电离程度与冷却水的酸电离程度与冷却水的pH值有关。值有关。pH为为6.57.0是氯处理控制微生物的最佳范围。是氯处理控制微生物的最佳范围。采用氯处理时,间歇式加药
13、法每天投加一次,每采用氯处理时,间歇式加药法每天投加一次,每次次12h,在凝汽器入口的沟道中加入,冷却水中,在凝汽器入口的沟道中加入,冷却水中余氯量维持在余氯量维持在0.5mg/L左右。左右。132)臭氧处理臭氧处理 臭氧是一种强氧化剂,在水中发生如下反应:臭氧是一种强氧化剂,在水中发生如下反应:O3 O2+O生成的新生态生成的新生态O具有极强的氧化性,能破坏细胞具有极强的氧化性,能破坏细胞的蛋白质,降低还原酶的活性,从而杀死微生物。的蛋白质,降低还原酶的活性,从而杀死微生物。臭氧的杀菌能力比氯强且速度,用臭氧杀菌不会臭氧的杀菌能力比氯强且速度,用臭氧杀菌不会在水中遗留有害物质。在水中遗留有害
14、物质。制造臭氧的耗电量大、成本高,所以至今还没有制造臭氧的耗电量大、成本高,所以至今还没有被广泛应用。被广泛应用。143)二氧化氯处理)二氧化氯处理二氧化氯是一种黄绿色气体,具有与氯类似的刺二氧化氯是一种黄绿色气体,具有与氯类似的刺激性气味。激性气味。杀菌能力是氯气的杀菌能力是氯气的2526倍,不仅能杀灭菌、藻倍,不仅能杀灭菌、藻类,还可以杀死孢子和病毒,并且杀菌效果不受类,还可以杀死孢子和病毒,并且杀菌效果不受pH值影响,值影响,pH高时,杀生效果优于氯。高时,杀生效果优于氯。另外还具有剂量小、作用快、持续时间长、效果另外还具有剂量小、作用快、持续时间长、效果好、无公害、无污染等优点。好、无
15、公害、无污染等优点。二氧化氯不稳定,易爆炸,制备稳定的二氧化氯二氧化氯不稳定,易爆炸,制备稳定的二氧化氯成本较高。成本较高。154)氯代酚类处理)氯代酚类处理氯氯代代酚酚类类中中,五五氯氯苯苯酚酚钠钠、三三氯氯苯苯酚酚钠钠应应用用较较普普遍遍。氯氯代代酚酚能能吸吸附附在在微微生生物物细细胞胞壁壁上上,并并渗渗透透到到细细胞胞质质中中与与细细胞胞质质作作用用形形成成胶胶体体溶溶液液,使使蛋蛋白白质质沉淀,从而杀死微生物。沉淀,从而杀死微生物。氯氯代代酚酚类类毒毒性性大大,对对人人的的眼眼、鼻鼻等等粘粘膜膜和和皮皮肤肤有有刺刺激激作作用用,不不易易被被其其它它微微生生物物迅迅速速降降解解,易易造造
16、成成环境污染。环境污染。165 5)季铵盐类处理)季铵盐类处理 季季铵铵盐盐类类杀杀生生剂剂主主要要有有十十二二烷烷基基二二甲甲基基氯氯化化铵铵(DBA)(DBA)、十十二二烷烷基基三三甲甲基基氯氯化化铵铵(ATM)(ATM)及及十十二二烷烷基基二二甲甲基基苄苄基基溴溴化化铵铵(新洁尔灭新洁尔灭)。季季铵铵盐盐类类杀杀生生剂剂在在碱碱性性条条件件下下效效果果最最佳佳。它它具具有有杀杀菌菌能能力力,是是由由于于它它的的阳阳离离子子与与菌菌类类细细胞胞壁壁上上的的负负电电荷荷形形成成静静电电键键,在在细细胞胞壁壁上上产产生生压压力力,使使细细胞胞壁壁发发生生畸畸变变,破破坏坏细细胞胞渗渗透透膜组织
17、,从而引起细胞的溶解和死亡。膜组织,从而引起细胞的溶解和死亡。季季铵铵盐盐类类杀杀生生剂剂杀杀菌菌力力强强,毒毒性性低低,对对污污泥泥有有剥剥离离作作用用,化化学学性性质质稳稳定定,使使用用方方便便,但但投投药药量量大大,一一般般投投药药量量为为101020mg/L20mg/L,易易起起泡泡。冷冷却却水水含含盐盐量量高高时时或或者者含含有有蛋蛋白白质质和和其它有机物时,杀菌效果会降低。其它有机物时,杀菌效果会降低。投投药药方方式式一一般般采采用用每每天天少少量量投投药药,以以利利于于抑抑菌菌,每每隔隔数数日日采用一次冲击式大剂量投药,以利于杀菌。采用一次冲击式大剂量投药,以利于杀菌。17第第6
18、章章 冷却水处理冷却水处理1 1 冷却水系统冷却水系统2 2 冷却水通道内有机物的形成及防止冷却水通道内有机物的形成及防止3 3 凝汽器铜管的腐蚀与防止凝汽器铜管的腐蚀与防止4 4 凝汽器铜管内结垢及防止凝汽器铜管内结垢及防止5 5 凝汽器铜管内部清洗凝汽器铜管内部清洗18凝汽器铜管的结垢、腐蚀引起泄漏,污染凝结水,凝汽器铜管的结垢、腐蚀引起泄漏,污染凝结水,导致给水水质恶化,造成给水系统、锅炉、汽轮机导致给水水质恶化,造成给水系统、锅炉、汽轮机等设备的腐蚀与结垢。因此,防止凝汽器铜管的腐等设备的腐蚀与结垢。因此,防止凝汽器铜管的腐蚀,是很重要的一项工作。蚀,是很重要的一项工作。铜管的腐蚀过程
19、与铜管表面保护膜的性能有关。如铜管的腐蚀过程与铜管表面保护膜的性能有关。如果铜管表面在运行初期已形成一层良好的保护膜,果铜管表面在运行初期已形成一层良好的保护膜,一般就不会再发生均匀腐蚀。对于局部腐蚀,也只一般就不会再发生均匀腐蚀。对于局部腐蚀,也只有在保护膜被损坏破裂的情况下才发生。有在保护膜被损坏破裂的情况下才发生。铜管的腐蚀与铜管的腐蚀与pH值、腐蚀性离子的浓度(如值、腐蚀性离子的浓度(如Cl-、SO4-)、溶解在水中的腐蚀性气体浓度、水的流速)、溶解在水中的腐蚀性气体浓度、水的流速等因素有关。等因素有关。19(1)腐蚀类型及特征腐蚀类型及特征凝汽器铜管在冷却水中的腐蚀可分为均匀凝汽器铜
20、管在冷却水中的腐蚀可分为均匀腐蚀和局部腐蚀两类。腐蚀和局部腐蚀两类。均匀腐蚀常常使铜管以极缓慢的速度溶解,均匀腐蚀常常使铜管以极缓慢的速度溶解,相对而言,局部腐蚀更为危险,常导致铜相对而言,局部腐蚀更为危险,常导致铜管的腐蚀泄漏。管的腐蚀泄漏。下面重点简介几种有代表性的腐蚀形式。下面重点简介几种有代表性的腐蚀形式。20点蚀点蚀凝汽器铜管在冷却水中发生的点蚀比较隐蔽,但凝汽器铜管在冷却水中发生的点蚀比较隐蔽,但又是危害较大的一种腐蚀。因它的腐蚀部位尺寸又是危害较大的一种腐蚀。因它的腐蚀部位尺寸很小,像针孔,但它的腐蚀速率很快,在很短时很小,像针孔,但它的腐蚀速率很快,在很短时间里就可以使凝汽器管
21、壁穿孔。间里就可以使凝汽器管壁穿孔。点蚀大多集中在水平管道的底部,呈半球状。点蚀大多集中在水平管道的底部,呈半球状。点蚀坑的底部有白色的氯化亚铜点蚀坑的底部有白色的氯化亚铜CuCl沉淀,其沉淀,其上有疏松的红色氧化亚铜上有疏松的红色氧化亚铜Cu2O结晶,蚀坑表面结晶,蚀坑表面上盖有一层绿色的碱式碳酸铜上盖有一层绿色的碱式碳酸铜CuCO3Cu(OH)2和白色的碳酸钙和白色的碳酸钙CaCO3。21脱锌腐蚀脱锌腐蚀黄铜是铜锌合金,黄铜中的锌被单独溶解的现象,黄铜是铜锌合金,黄铜中的锌被单独溶解的现象,称为脱锌腐蚀。原因是合金中锌电位较低,因电称为脱锌腐蚀。原因是合金中锌电位较低,因电化学作用而被选择
22、性腐蚀。化学作用而被选择性腐蚀。层状脱锌层状脱锌栓状脱锌栓状脱锌层状脱锌特征:铜管的水侧表面上出现较大范围的层状脱锌特征:铜管的水侧表面上出现较大范围的发红区域,这是一层较疏松的连续紫铜层,其下部发红区域,这是一层较疏松的连续紫铜层,其下部是金黄色的铜合金。海水中易发生。是金黄色的铜合金。海水中易发生。栓状脱锌特征:沿管壁垂直方向侵蚀可达相当大的栓状脱锌特征:沿管壁垂直方向侵蚀可达相当大的深度乃至穿透管壁,造成铜管泄漏事故。发生腐蚀深度乃至穿透管壁,造成铜管泄漏事故。发生腐蚀部位的表面有腐蚀产物堆积而成的白色小丘,其成部位的表面有腐蚀产物堆积而成的白色小丘,其成分主要是一些锌盐,如分主要是一些
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