加药装置技术方案

1.1设计原则

设计过程中充分考虑招标要求，遵循如下设计原则：

遵照国家及行业有关法规要求，并结合工程实际情况进行设计，确保循环水系统运行水质指标稳定在设计的水质范围内。

总结国内外循环水处理的成功经验，确保水处理设备的成熟、合理、可靠。

提高冷却水系统浓缩倍数，确保系统水质的稳定、安全，并达到国家规定的标准。

充分考虑循环水处理系统配套的措施，从而有效保证系统稳定运行；选择对周围环境的影响较小的工艺，排污水中含磷量符合排放要求。防止排污水对环境的二次污染。

控制采用自动化运行，简化操作管理程序，减轻工人劳动强度。

设备选型注重选择质量可靠，使用寿命长、性价比高、维护方便的设备。

1.2、循环水系统常规问题分析

1.2.1、循环水的性质

1）物理特性

?水的比热较大，传热较快；

?黏度小、流动性强。

2）化学特性

?不同金属之间产生电化学腐蚀、施工安装接口端产生应力腐蚀、循环水氧浓度差产生氧腐蚀；

?敞开式冷却水随着浓缩倍数的升高硬度成倍增长导致结垢，降低换热效果增加能耗；

?与空气接触易产生生物菌藻；

?水中的腐蚀产物、生物粘泥及大气夹带物导致悬浮物、浊度升高，形成污垢。

3）循环水在热交换设备内的特性

1、流速慢（可计算），悬浮物易于沉积在管壁，形成垢类；

2、靠近管壁水温较高，易结垢（Ca2+,Mg2+）；

3、易产生垢下腐蚀；

2-离子对管道易产生腐蚀；

4、水中CL-、SO

5、被处理的循环水其PH值超出金属设备、管道的钝化区易产生腐蚀。1.2.2、循环冷却水系统常规问题分析

1.2.2.1结垢问题

在空调循环水系统中，重碳酸盐的浓度随着蒸发浓缩不断增加，当浓度达到饱和状态时，或在经过换热器传热表面使水温升高时，会发生分解反应，生成碳酸盐沉淀。碳酸盐沉积在换热器表面，形成致密的碳酸盐水垢，其导热性能很差，从而降低换热器的传热效率。严重时，使换热器堵塞，系统阻力增大，水泵和冷却塔效率下降，生产能耗增加，产量下降，甚至造成非正常停产。

1.2.2.2 腐蚀问题

在空调循环水系统中，管道、换热器等为金属材质，由于在敞开式系统中水与空气充分接触，水中溶解的O

可达到饱和状态，当金属与溶解有氧气的冷

却水接触时，由于金属表面的不均一性和冷却水的导电性，在碳钢表面形成许多腐蚀微电池，微电池的阳极区和阴极区分别发生氧化反应和还原反应。

2-离子浓度增高时，会加速金属材料的腐蚀。CL-在水中一些有害离子如CL-和SO

2-会使金属上的保护膜的保护性能降低，尤其是CL-半径小，穿透性强，容和SO

易穿过膜层置换氧原子形成氯化物，加速阳极过程的进行，使腐蚀加速。

在不进行水处理的情况下，碳钢的腐蚀率为1.5mm/a；使用水处理技术后可达到：碳钢的腐蚀率≤0.075 mm/a；铜的腐蚀率≤0.005 mm/a（国标）。据调查，空调设备费用约占整个项目投资的1/10左右，因此进行空调水处理，对延长设备的使用年限、减少支出、减少设备的维修费用是相当重要的。

1.2.2.3 菌藻滋生问题

微生物在冷却水系统中的大量繁殖，会使冷却水颜色变黑，发生恶臭，污染环境。同时，会形成大量黏泥使冷却塔的冷却效率降低，黏泥沉积在换热器内，使传热效率迅速降低和水压损失增加，沉积在金属表面的黏泥会引起严重的垢下腐蚀，同时它还隔绝了缓蚀阻垢剂对金属的作用，使药剂不能发挥应有的缓蚀阻垢效能。所有这些问题导致冷却水系统不能长期安全运转，影响生产，造成严重的经济损失。因此，微生物的危害与水垢、腐蚀对冷却水系统的危害是一样的严重。

1.2.2.4 浓缩倍数控制不稳定

浓缩倍数是指在循环冷却水中，由于蒸发而浓缩的溶解固体与补充水中溶解固体的比值，或指补充水流量与排污水流量的比值。在实际测量中，通常为循环冷却水的电导率值与补充水的电导率之比。冷却水在冷却塔内与空气进行接触换热，冷却水主要换热方式为蒸发换热和接触换热，其中蒸发换热占85%以上，因此冷却水在冷却塔内不断蒸发，造成水中阴阳离子不断浓缩。

循环冷却水系统运行过程中，浓缩倍数是判断系统是否处于正常稳定运行的一个重要指标，也是水处理控制的重要指标。因水质变化无法直观判断，因此水处理一般采用人工水质化验或在线监测仪表来了解水质的变化范围及控制程度。

1.2.2.5 悬浮物引起的问题

冷却水在与空气逆向进行换热过程中，将空气中的尘埃、杂质等洗涤下来，进入系统中，造成水中悬浮物含量不断增加；同时，悬浮在水中的杂质、腐蚀产物、碱度垢等在微生物生长繁殖中分泌出的粘性物质作用下，粘连聚集，形成污垢，沉积在系统流速较慢的空压机管束内，从而降低传热效率，严重时，使换热器堵塞，系统阻力增大，水泵和冷却塔效率下降，生产能耗增加，产量下降，甚至造成非正常停产。

1.2.3、冷冻/采暖季空调热水系统常规问题分析

此类循环水系统由于给水一般是市政水经过了深度处理后的，水质比较纯净，并且闭式系统中没有沸腾和蒸发的过程，因此一般不会发生盐类因浓缩从水中析出而形成沉积物的情况。系统运行过程中可能发生的危害主要是管道和金属的严重腐蚀问题。

系统系统主要是由于系统管网与水中的氧气反应，生成Fe

腐蚀产物，导

致系统中的杂质不断增多，使水的色度、浊度不断升高，以致造成水的二次污染，产生黄锈水现象，加速管网的腐蚀。同时系统中金属设备和管件与循环水中的杂质会发生一系列的电化学反应，导致金属表面发生质变，甚至功能遭到破坏。这些反应，促使微电池中阳极区的金属不断溶解而被腐蚀。随着腐蚀产物的增加在风机盘管处形成褐色的锈垢，降低整个系统的工作效率。随着腐蚀的程度加深，更会导致设备管壁腐蚀穿孔，会造成系统、设备渗漏，影响安全生产，造成经济损失。

水中溶解的氧,是造成密闭系统腐蚀的主要原因之一。它们是在金属壁表面上形成许多小的鼓包，其直径为 1～20毫米。鼓包表面的颜色由黄褐色到砖红色，次层是黑色粉末，把这些腐蚀物清除后，金属表面出现腐蚀陷坑，这种腐蚀称为溃疡性腐蚀。

因此，此类系统的腐蚀也是需要解决的重大问题。

1.3、循环水系统化学水处理简介

中央空调循环冷却水基本使用自来水。多年来，由于水系统结垢和腐蚀造成机组功能下降、使用寿命降低、能耗增加，业主长期处于设备、管线维修的局面。为改变这种状况，水磁化器被引入中央空调水系统。实践证明，使用这种设备处理能力有限，不成功的报导很多。上世纪80年代中期在工业的冷冻水系统引入工业循环冷却水处理技术后非常成功，这就是循环冷却水化学水处理技术。该技术是向水中投加水质稳定剂——包括分散剂、阻垢剂、缓蚀剂、杀菌剂等。是通过化学方法，使水中结垢型离子稳定在水中，其原理是通过螫合、络合和吸附分散作用，使Ca2+、Mg2+稳定地溶于水中，并对氧化铁、二氧化硅等胶体也有良好的分散作用，本法是目前空调水处理使用最为普遍的一种方法，也是在工业循环水处理中应用面最广、技术最成熟的一种方法，实践证明是有效而经济的方法。

循环水化学水处理即水质稳定处理，通过向循环水中投加水质稳定剂的形式解决系统结垢、腐蚀及菌藻滋生问题。

1.3.1、化学水处理作用机理

1.3.1.1 防垢机理

通过化学方法往水中投加阻垢剂。阻垢剂的作用可分为分散，络合增容、螯合作用和晶格畸变，三方面是相互联系相互补充的，分散作用是络合增容、螯合作用的补救措施，晶格畸变是分散作用的补救措施，其中分散能力起到主要作用。

5.3.1.2 化学法处理腐蚀问题原理

通过化学方法，往水中投加缓蚀剂，缓蚀剂进入系统，通过成膜原理，在设备表面形成吸附膜，阻隔金属与水的接触，达到缓蚀的目的。

1.3.1.3 杀菌灭藻剂

投加杀菌灭藻剂，能渗透到微生物细胞壁，与蛋白质作用，使之凝固，阻止其新陈代谢作用，通过断开细菌和藻类蛋白质的键而起杀生作用。迅速透穿黏附在冷却水系统中设备表面上的生物膜，对生物膜下面的微生物进行有效控制，是水溶性的。

1.3.2、化学水处理前提

化学水处理必须在系统清洗预膜完成的情况下，方可进行水质稳定处理，并且要根据系统运行情况进行定期清洗预膜。缓蚀药剂日常投加防腐的机理是通过补膜的形式保障系统的防腐保护膜连续稳定性，从而达到防腐和降低运行成本的目的。由于运行初期系统管路中杂质过多，并且金属均处于裸露腐蚀状态，如果在此状态下投入运行，由于没有原始的防腐保护膜，投加缓蚀剂无法通过补膜达到防腐的水质处理目标，会对系统造成严重的影响。因此在运行初期系统必须进行整体清洗预膜处理，以保证系统长时间稳定运行。

1.3.3、水质稳定剂选择

需根据系统设备主要材质、补充水水质情况及运行工况进行选择。药剂复配工作需经过静态阻垢试验、挂片试验及动态模拟实验进行筛选后确定最优水处理配方和合理的投加浓度。

1.3.4、化学法处理技术的工艺

根据系统工艺条件、补水水质情况及运行要求，根据系统补水连续投加阻垢缓蚀及定时定量杀生药剂，控制循环水系统的结垢、腐蚀与菌藻滋生等水质问题。并且化学水处理工艺要求具备完善运行管理体制。

1.3.5、技术优点

水质处理效果稳定：由于投加的药剂需要经过各种实验筛选后确定药剂配置方案及投加浓度，水处理药剂针对系统水质情况而配置，处理专一效果稳定。

水处理见效快：随着系统的运行和化学药剂注入，水处理剂迅速扩散并且均匀分布于水中，水处理效果立竿见影。

应用领域广、适用范围大：循环水化学水处理只要保证系统药剂的用药浓度即可，所以针对各领域循环冷却水均可进行有效处理。

高浓缩倍数运行：药剂的选择可以根据系统浓缩倍数的运行要求进行合理调整与配置，彻底解决物理法低浓缩倍数运行条件的限制。

1.5.5、本项目循环水系统运行水质控制指标

1.5.5.1 补水水质

补水性质：项目地市政自来水

1.5.5.2 国标对系统水的水质要求

新国标公示稿《采暖空调系统水质标准》对集中采暖空调循环水系统循环水及补充水的水质做出了规定，应符合下表的规定。

1.5.5.

2.1采暖空调系统水质

1.5.5.

2.1.1集中空调间接供冷开式循环冷却水系统循环水及补充水水质标准

集中空调间接供冷开式循环冷却水系统循环水及补充水的水质应符合表1规定。表1 集中空调间接供冷开式循环冷却水系统循环水及补充水水质标准

表1 集中空调间接供冷开式循环冷却水系统循环水及补充水水质标准（续）

1.5.5.

2.1.2集中空调循环冷水系统循环水及补充水水质标准

集中空调循环冷水系统循环水及补充水的水质应符合表2规定。

表2 集中空调循环冷水系统循环水及补充水水质标准

注：集中空调间接供冷闭式循环冷却水系统循环水及补充水水质标准按照本标准中空调循环冷水系统循环水及补充水水质标准执行。

1.5.5.3 补水水质分析及系统运行水质设定

1.5.5.3.1 运行补水水质设定

运行补水水质硬度含量太高或没有保持一定的硬度含量均是不合适的，因此需要将补水水质硬度控制在合理的范围之内。既要延缓结垢，又要延缓腐蚀。将补水水质控制在一定的硬度范围之内，主要目的是解决纯软化水加速腐蚀和结垢的问题。由于循环采暖水在运行过程中不存在浓缩问题，并且钙化合物随温度升高，溶解度降低。根据下图所示，水温在80摄氏度时，碳酸钙硬度在水中的

溶解度为70-80mg/L，在此范围以下，碳酸钙硬度补水析出，因此不存在结垢的问题。本项目二次网补水将水中的硬度控制在80摄氏度时水的饱和溶解度范围内，就避免了硬度垢的析出。

水中没有硬度垢的析出，能够减轻在线式水处理设备的处理负担。结合原水水质检测报告，参照《采暖空调系统水质标准》中暖循空调环水系统循环水及补充水水质标准，补水水质硬度应小于80mg/L。本项目循环冷却水补水水质设定参数如下表：

项目pH浊度（NTU)总硬(mg/L)总碱(mg/L)氯离(mg/L)补充水 6.5-8.5≤10≤100≤200≤100注：*适用于系统中没有AISI304不锈钢材质的管路和设备。

本项目闭式系统循环水补水水质设定参数如下表：

项目pH浊度（NTU)总硬度(mg/L)总碱度(mg/L)氯离子(mg/L)

补充水7.5-9.5≤5≤300≤200≤250注：*适用于系统中没有AISI304不锈钢材质的管路和设备。

1.5.5.3.2 循环水运行水质指标

本次设计循环水运行水质是依据项目地城市自来水水质，并参考

GB50050-2007工业循环冷却水处理设计规范中规定的循环水浓缩倍数，结合我

公司多年项目实践的运营数据进行合理设计的。并且在系统运行过程中，根据实

际水质变化会做适当调整。