高硬高碱循环冷却水系统水质稳定化联合处理系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种高硬高碱循环冷却水系统水质稳定化联合处理系统及方法，方法包括以下步骤：步骤01，调查检测循环冷却水系统的基本参数和补充水的基本参数；步骤02，选取电化学水垢去除设备的类型，并确定数量；步骤03，确定超声波装置的类型，并确定数量；步骤04，确定胶球清洗装置的类型和数量。本发明专利技术的联合处理方法将传统的循环冷却水物理清洗方法有机结合，可提高循环水系统的浓缩倍数，减少排污水量，具有显著的经济性，且不会破坏换热器管表面的保护膜，不会引起换热器管的腐蚀。

Combined treatment system and method for stabilizing water quality of high hard and high alkali circulating cooling water system

The invention discloses a high hardness and high alkalinity water circulating cooling water system stabilization combined treatment system and method, the method comprises the following steps: 01, the basic parameters and the circulating cooling water system to add water detection survey; step 02, select the type of device in addition to electrochemical scale, and determine the number of steps; 03, determine the type of ultrasonic device, and determine the number of steps; 04, to determine the type and quantity of rubber ball cleaning device. Combined with the treatment method of the invention combines circulating cooling water physical traditional cleaning method, can improve the concentration ratio of circulating water system, reduce water pollution, it is economical, and does not damage the protective film on the tube surface of the heat exchanger will not cause corrosion of heat exchanger tubes.

【技术实现步骤摘要】
高硬高碱循环冷却水系统水质稳定化联合处理系统及方法
本专利技术属于循环冷却水处理领域，具体涉及一种高硬度、高碱度循环冷却水系统水质稳定化联合处理系统及方法。
技术介绍
循环冷却水系统的稳定运行对于保证企业安全稳定生产具有十分重要的意义。现有的循环冷却水系统存在的主要问题在于：换热器及管路系统中的水垢沉积、腐蚀、菌藻滋生及由此而造成的循环水换热效能下降与能耗增加。因此，亟待解决的问题在于：控制水垢沉积、减缓腐蚀发生及消灭菌藻。另外，水资源的紧缺已经成为制约工农业生产的关键因素。在水资源匮乏地区，大量品质很差的水被做循环冷却水系统的补水，其中循环冷却水的高硬度、高碱度使得常用的传统方法无法进行有效的循环水水质稳定控制。与此同时，国家及地方的环保政策越来越严格，循环冷却水系统的污水外排受到较大的限制，需要相应的技术方案来提高循环水的浓缩倍数，提高水资源利用效率，减少排污水量。现在市场上存在大量用于循环冷却水系统的水质稳定化控制的处理方法，例如：物理清洗法、化学清洗法、化学药剂法、电化学法、超声波法、高压静电阻垢技术、磁化及电磁处理法等。上述方法各有优缺点，但都能从一定程度上对于循环水水质稳定起到一定的作用。由于前述环保政策与标准的限制，目前使用最为广泛的化学药剂法在未来发展过程中会受到较大的限制。类似于电化学法、超声波法及物理清洗法等不会给循环冷却水系统带入新的污染物质的方法是更有发展前景的循环冷却水处理技术。电化学除垢阻垢技术属于典型的主动式除垢阻垢技术。其优点在于能够将水中的成垢离子以水垢沉积的方式从水体中析出，由此使得循环冷却水的浓缩倍数提高，减少排污水量及补水量，节约水资源。与此同时，电化学反应器中的阳极在反应过程中能够产生大量的强氧化性活性物质，使得该技术对于循环冷却水系统的微生物及藻类也具有较好的杀灭及抑制作用。该技术的缺点在于单机处理能力有限，适用于硬度小于等于550mg·L-1(以CaCO3计，下同)的情况；当循环冷却水硬度过高时，需要电化学处理设备的数量较大，工程投资较高，相比于其余处理方法并不具有显著的经济性。与此同时，该技术对于硫酸盐水垢及硅酸盐水垢并无处理效果，当水体中存在硫酸根或硅酸根离子并产生硫酸钙或硅酸钙类型的水垢时，需要选择其它的处理办法。超声波除垢技术是通过超声波作用清除换热管内外壁上沉积的垢层以及防止垢晶体沉积在换热管内外壁上的一种物理除垢方法。超声波除垢是利用强声场处理换热器内的流体。超声波在液体内传播时强声场会产生空化效应、机械剪切效应、活化效应以及抑制效应，使换热器内的垢发生物理变化和化学变化。在超声波声场的作用下，能够使原来沉积的垢内部产生大量的空洞，垢的结构从致密变得疏松直至脱落、并逐渐消失，同时超声波还可以阻止垢的沉积。超声波不仅能够清除换热器及换热管内沉积的垢，而且对预防换热器及换热管内结垢有良好的效果。与此同时，该技术属于物理除垢阻垢方法，对于碳酸盐水垢、硫酸盐水垢及硅酸盐水垢等均具有较好的效果。该技术的缺点在于无法将循环水中的成垢离子去除，水体结垢倾向仍然不变；当水体硬度较大时，阻垢效果较差；无法提高循环水系统的浓缩倍数，没有节水及减排效能。对循环冷却水进行的各种处理，只能减轻或减缓凝汽器铜管内附着物的产生，但不能根除之，依然需要采用物理清洗技术进行系统内污垢的直接清除。作为物理清洗技术的典型代表，胶球清洗技术是在运行的凝汽器循环水侧投入胶球，胶球随水流进入凝汽器铜管，利用胶球的对铜管内壁的摩擦而起清洗作用。胶球清洗用于清洗的胶球有两种：一种是硬胶球，其外径比铜管内径小1-2mm，依靠胶球在铜管内的不规则跳动、碰撞，将部分污垢清除；同时，当硬胶球在管内通过时，只留下1-2mm的间隙，此处将产生较高的水流速度，冲击该处的污泥。另一种是软胶球，通常由橡胶制成，其球径比铜管内径大1-2mm。软胶球为多孔、能压缩的软性材料制成，故又称海绵球。球在充分吸水后的比重与水相近，它随循环水进人铜管，并在水流的作用下，拉伸变成椭圆形。由于它与铜管内壁有较大的接触面，故行进中能将管壁上的污垢擦除。当胶球流出铜管管口时，它在自身弹力的作用下，突然恢复原状，从而弹除了胶球表面上的污垢。出水中的胶球有收球网收集。实践证明，软胶球比硬胶球的清洗效果好得多，故目前现场多采用软胶球淸洗。该技术的缺点在于对软垢有一定的清除作用，无法清除硬垢；容易丢球，运行费用高；当水流速度慢或管内有硬垢时，球卡在管内，管被於死；清洗次数不宜过多，因为清洗过度会破坏换热器管表面的保护膜，引起换热器管的腐蚀。工程实践表明，当循环冷却水的硬度及碱度值较高时(硬度与碱度大于550mg·L-1)，前述单一处理方案很难奏效。因此，需要充分考虑上述方案的优缺点，扬长避短，采用联合方案来处理高硬度、高碱度循环水，以保证循环冷却水系统的安全稳定运行。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种高硬高碱循环冷却水系统水质稳定化联合处理系统及方法，以解决上述技术问题。本专利技术的联合处理方法将传统的循环冷却水处理方法有机结合，可提高循环水系统的浓缩倍数，减少排污水量，具有显著的经济性，且不会破坏换热器管表面的保护膜，不会引起换热器管的结垢与腐蚀。为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：高硬高碱循环冷却水系统水质稳定化联合处理系统，包括循环冷却水系统和安装于循环冷却水系统中的电化学水垢去除设备、超声波装置和胶球清洗装置；循环冷却水系统包括冷却塔和换热器；冷却塔的循环冷却水出口连通换热器的入口，换热器的出口连通冷却塔的循环冷却水入口；电化学水垢去除设备设置于冷却塔的循环冷却水出口与换热器的入口之间，用于对冷却塔流出的循环冷却水进行电化学处理；超声波装置设置于换热器、管道及弯头部位；用于对换热器、管道及弯头部位进行阻垢处理；胶球清洗装置置于换热器系统上，用于去除换热管内的沉积物。进一步的，电化学水垢去除设备、超声波装置的类型与数量通过以下步骤确定：步骤01，检测循环冷却水系统的基本参数和补充水的基本参数；步骤02，根据步骤01获得的参数选取电化学水垢去除设备的类型，并确定数量；步骤03，根据步骤01获得的参数确定超声波装置的类型，并确定数量。进一步的，在步骤1中，循环冷却水系统的基本参数包括单位时间蒸发水量、单位时间风吹飞溅水量、循环水保有量；补充水的基本参数包括硬度浓度、碱度浓度、氯离子浓度、pH值、总盐度；在步骤1中，还采集换热器结构、设备形状、尺寸、材质、换热面积、介质、流速及管道的连接方式和连接结构信息；在步骤02中，将结垢指数调整至结垢指数为0.5-1.5的结垢倾向，由此来确定所选用的电化学水垢去除设备的数量。进一步的，电化学水垢去除设备为直接抛入式或池外运行式。进一步的，在步骤03中，超声波装置数量的确定具体包括：1)用在法兰连接管线上，―个超声波换能器去除法兰内管线中的水垢；2)用在焊接管线上，一个超声波换能器去除100―150m延长管线中的水垢；3)用在法兰连接结构的换热器上，一个超声波换能器去除30-40m2的水垢；4)用在全焊接结构的换热器上，―个超声波换能器去除80-110m2的水垢；5)装置功率的大小根据换热器的换热面积所能布置的换能器的数量决定：0.01KW/m2，平方米是指换热器所提供的换热面积。高硬高碱本文档来自技高网...

【技术保护点】
高硬高碱循环冷却水系统水质稳定化联合处理系统，其特征在于，包括循环冷却水系统和安装于循环冷却水系统中的电化学水垢去除设备、超声波装置和胶球清洗装置；循环冷却水系统包括冷却塔和换热器；冷却塔的循环冷却水出口连通换热器的入口，换热器的出口连通冷却塔的循环冷却水入口；电化学水垢去除设备设置于冷却塔的循环冷却水出口与换热器的入口之间，用于对冷却塔流出的循环冷却水进行电化学处理；超声波装置设置于换热器、管道及弯头部位；用于对换热器、管道及弯头部位进行阻垢处理；胶球清洗装置置于换热器系统上，用于去除换热管内的沉积物。

【技术特征摘要】
1.高硬高碱循环冷却水系统水质稳定化联合处理系统，其特征在于，包括循环冷却水系统和安装于循环冷却水系统中的电化学水垢去除设备、超声波装置和胶球清洗装置；循环冷却水系统包括冷却塔和换热器；冷却塔的循环冷却水出口连通换热器的入口，换热器的出口连通冷却塔的循环冷却水入口；电化学水垢去除设备设置于冷却塔的循环冷却水出口与换热器的入口之间，用于对冷却塔流出的循环冷却水进行电化学处理；超声波装置设置于换热器、管道及弯头部位；用于对换热器、管道及弯头部位进行阻垢处理；胶球清洗装置置于换热器系统上，用于去除换热管内的沉积物。2.根据权利要求1所述的高硬高碱循环冷却水系统水质稳定化联合处理系统，其特征在于，电化学水垢去除设备、超声波装置的类型与数量通过以下步骤确定：步骤01，检测循环冷却水系统的基本参数和补充水的基本参数；步骤02，根据步骤01获得的参数选取电化学水垢去除设备的类型，并确定数量；步骤03，根据步骤01获得的参数确定超声波装置的类型，并确定数量。3.根据权利要求2所述的高硬高碱循环冷却水系统水质稳定化联合处理系统，其特征在于，在步骤1中，循环冷却水系统的基本参数包括单位时间蒸发水量、单位时间风吹飞溅水量、循环水保有量；补充水的基本参数包括硬度浓度、碱度浓度、氯离子浓度、pH值、总盐度；在步骤1中，还采集换热器结构、材质及管道的连接方式和连接结构信息；在步骤02中，当循环冷却水系统中的冷却水的硬度值小于550mg·L-1时，将整个循环冷却水系统的结垢指数调整至腐蚀结垢平衡点，由此来确定所选用的电化学水垢去除设备的数量；当循环冷却水系统中的冷却水的硬度值在550mg·L-1以上时，将结垢指数调整至结垢指数为0.5-1.5的结垢倾向，由此来确定所选用的电化学水垢去除设备的数量。4.根据权利要求2所述的高硬高碱循环冷却水系统水质稳定化联合处理方法，其特征在于，电化学水垢去除设备为直接抛入式或池外运行式。5.根据权利要求2所述的高硬高碱循环冷却水系统水质稳定化联合处理方法，其特征在于，在步骤03中，超声波装置数量的确定具体包括：1)用在法兰连接管线上，―个超声波换能器去除法兰内管线中的水垢；2)用在焊接管线上，一个超声波换能器去除100―150m延长管线中的水垢；3)用在法兰连接结构的换热器上，一个超声波换能器去除30-40m2的水垢；4)用在全...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐浩，徐星，高宪，
申请(专利权)人：西安交通大学，山东深信节能环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西,61