新版國標《工業循環冷卻水解決設計規范》GB50050-釋義新版國標《工業循環冷卻水解決設計規范》GB50050-要實施了，杭州冠潔工業清洗水解決科技有限公司與您共同窗習，共同提高。國標《工業循環冷卻水解決設計規范》GB50050-闡明1.新版國標《工業循環冷卻水解決設計規范》GB50050-規范修訂的背景、意義及其特點1.1我國《原則化法實施條例》規定：“原則實施后，制訂原則的部門應按科學技術的發展和經濟建設的需要適時進行復審，原則復審周期普通不超出五年”。我們這本《工業循環冷卻水解決規范》第一版是GBJ80-83，第二版，也就是現行版GB50050-95，公布至今已達之久，遠遠超出了原則化的規定，因此要進行修訂。1.2循環冷卻水解決技術的發展我國循環冷卻水解決藥劑及技術即使起步較晚，但緊跟國外的發展趨勢，并結合國情進行研究開發和推廣應用，含有起點高、發展快的特點。在消化吸取的基礎上，先后開發出HEDP、ATMP、EDTMP、PAA、DDM（G4）、聚馬、馬丙、聚季銨鹽。瞄準含有70年代水平的聚磷酸鹽/膦酸鹽/聚合物/雜環化合物的循環冷卻水解決“磷系復合配方”，進行研究開發，彌補了國內空白，滿足了大化肥循環冷卻水解決藥劑國產化的規定。80年代，隨著石油裝置和大型冶金裝置的引進，對栗田、NalcoDrew、片山等國外出名公司的循環水解決劑及冷卻水解決技術進行消化吸取。一大批新的循環水解決劑配方相繼開發成功，使我國的循環冷卻水解決技術又獲得了重要進展，在磷系復合配方的基礎上，開發出“磷系堿性水解決配方”、“全有機水解決配方”、“鉬系水解決配方”和“硅系水解決配方”。實現了循環冷卻水在自然平衡pH條件下的堿性條件下運行，這類水解決配方除含有“磷系復合配方”的優點外，還避免了加酸操作帶來的失誤，深受顧客的歡迎。90年代以來，隨著水解決技術的進一步提高，國內水解決劑及技術開始出口。同時新型膦酸鹽、新型水解決殺生劑的不停開發成功，水解決藥劑的前沿研究與國外水平基本靠近。“全有機水解決劑配方”應用比重不停提高，與此同時，低磷、無磷、無金屬水解決配方不停推向市場。我國的循環冷卻水解決是20世紀70年代后期從國外引進磷系配方開始的，至今已獲得了巨大的進步，闡明我國的水解決藥劑應用水平不低，表1為我國循環冷卻水解決配方發展過程。表1我國循環冷卻水解決配方發展年代

配方1975~1979

聚磷酸鹽/膦酸鹽/聚丙烯酸(用酸調pH)聚磷酸鹽/膦酸鹽/鋅/聚丙烯酸(用酸調pH)1980~1985

多元醇磷酸酯/鋅/磺化木質素(用酸調pH)1980～1985膦酸鹽/聚合物或共聚物(堿性解決)硅酸鹽或鉬酸鹽配方1986~1992

磷酸鹽/二元、三元共聚物全有機配方,系統可持續運行1～2年1993

新型膦酸鹽及新型共聚物開始進入市場,堿性解決比重在提高1998

開始開發無磷無金屬配方現在循環冷卻水解決已經在我國各個行業的循環水系統中得到應用。不管是國產裝置還是引進裝置，其使用的循環冷卻水藥劑絕大部分已經國產化，我們已有能力解決多個條件苛刻的冷卻水系統中所碰到的腐蝕、結垢、生物粘泥等問題。從90年代開始，我國在循環冷卻水解決監控技術開發方面也開展了某些工作，如示蹤和遠程控制技術已獲得初步成果，冷卻水系統成垢過程專家系統已開發成功。但在這些方面我們也有較大差距，循環冷卻水系統的計算機控制、自動化管理等方面沒有投入很大的開發力量，影響了水解決應用技術水平的提高。我國循環冷卻水解決技術在某些方面含有較高水平，如我國的膦酸鹽類水解決劑的質量已明顯提高，靠近或達成了國際先進水平，因此已開始大量出口。然而就總體而言，與國際先進水平的差距仍很明顯：重點是水解決管理水平和控制水平。現行規范GB50050-95，其中某些數據均是以聚磷、聚合物水解決配方為基礎制訂的，事實上至水解決配方已發展至全有機配方：新型膦酸鹽及新型共聚物，無磷，無金屬水解決配方也開始出現，這些新型水解決配方與管理的科學化，控制的自動化相結合，使得水解決效果明顯提高，水質合用范疇更加寬泛，全部這某些水解決技術上進步在現有規范中沒有得到反映，因此循環水解決技術發展的形勢也規定對現有《工業循環冷卻水解決規范》進行修訂。1.3我國供水現狀也規定對現行《工業循環冷卻水解決規范》進行修訂a我國用水現狀我國是一種水資源短缺的國家，人均水資源占有量約為2200m3，局限性世界平均水平的四分之一，隨著我國經濟建設的快速發展，水資源短缺的問題日益顯現，我國正常年份缺水量約400億m3，已經嚴重制約了我國經濟建設的發展。缺水不僅影響經濟建設，并且還威脅到人們的生活甚至生命安全，例如四川、內蒙古等地，均出現過因干旱而發生人、畜飲水危機。面對這樣的嚴重局面，節水不僅是水解決工作者的任務，并且也是全社會急迫的任務。水資源的欠缺和用水效率不高是造成現在供水局限性的重要因素，自然條件無法變化，但是在用水效率方面，我國和發達國家尚有很大差距，我國萬元GDP用水量是世界平均水平的4倍左右，工業萬元增加值取水量是發達國家的5~10倍，我國澆灌水運用率僅為43％，為世界先進水平的二分之一，由此可見，無論是工業還是農業節水潛力還是很大的。b全民節水節水是全民的義務，哪個人不用水，哪個行業不需要水，因此，節水不只是水行業的任務，并且是全部行業和全體公民的共同任務。至，我國總用水量約5300億m3，其中農業3430億m3，（約占64.5％），工業1170億m3（約占22％），生活630億m3（約占12％）。農業節水：噴灌、滴灌；生活節水：節水龍頭，廁所水箱。工業節水：首先是生產工藝的改革，充足運用生產過程中產生的廢熱，采用不用水的工藝（空冷）等。請看這一現象，鋼鐵、石化、電力、石油、紡織、化工等行業的生產廠，無不冷卻塔林立，大量的熱量通過冷卻塔散發到大氣之中，這不僅是能量的浪費，也是水資源的極大浪費。對于冷卻塔所蘊藏的巨大能量，很值得進行研究、挖潛。以全國循環水量4億m3/h，冷卻降溫Δt=10℃計算，損失的熱量為4×1012千卡/h，折合原則煤為0.57×106噸煤/h，天然氣0.47×106米3/h，這僅是一小時的熱量損失。按年8000h計算，折合為45.6億噸煤，約40億m3天然氣，是我國煤的年產量2.4億噸的19倍，多么巨大的能源浪費。可見節能、節水是有巨大潛力。另一方面是水行業的節水，在工業用水中的70～80％是循環水的補充水，可見循環水在工業節水中的重要作用。現在生產工藝還做不到熱能的全部運用，也就是說冷卻塔還需繼續存在，循環水還得繼續使用，那么循環水節水效益究竟有多大呢？循環冷卻水的節水作用，對比直流冷卻水而言是非常巨大的。上個世紀五十~六十年代，國家工業建設剛剛起步，工業用水量極少，相對來說水資源是豐富的，因此諸多工廠公司都采用直流冷卻水，既簡便又省錢。但是隨著工業建設的發展，水資源逐步緊張，迫使工廠公司不得不采用循環冷卻水。采用這一方法究竟能節省多少水呢？以10000m3/h的直流冷卻水為例，改用循環冷卻水，溫降10℃，濃縮倍數N為3，只需240m3/h，若N=5，則需200m3/h，可見節水的巨大成果。同時從上面的數據也能夠得出這樣一種結論，循環冷卻水系統本身的節水取決于濃縮倍數的高低產。因此在工業用水中節水的最有效方法，就是采用循環水，高濃縮倍數。最初人們的想法比較簡樸，覺得把水循環起來，溫升降下來即可，但是問題遠非這樣簡樸，循環水在運行過程中產生一系列問題，如果不能較好的解決，則循環水根本無法運行。例子諸多，如北京化工廠（結垢），棲霞山化肥廠（生物泛濫）。歸結起來，循環水運行過程中所產生的重要問題以下：a水垢由于循環冷卻水在冷卻過程中不停地蒸發，使水中含鹽濃度不停增高，超出某些鹽類的溶解度而沉淀。常見的有碳酸鈣、磷酸鈣、硅酸鎂等垢。水垢的質地比較致密，能夠避免對金屬面的腐蝕，但是卻大大的減少了傳熱效率，0.6毫米的垢厚就使傳熱系數減少了17.9％。b污垢污垢重要由水中的有機物、微生物菌落和分泌物、泥沙、粉塵等構成，垢的質地松軟，不僅減少傳熱效率并且還引發垢下腐蝕。c腐蝕循環冷卻水對換熱設備的腐蝕，重要是電化腐蝕，產生的因素有設備制造缺陷、水中充足的氧氣、水中腐蝕性離子（Cl-、Fe2+、Cu2+）以及微生物分泌的黏液所生成的污垢等因素，腐蝕的后果十分嚴重，不加控制極短的時間即使設備報廢。d微生物的孳生由于循環冷卻水中有充足的氧氣、適宜的溫度及豐富的營養，很適合微生物的生長繁殖，如不及時控制將快速造成水質惡化、發臭、變黑，大量黏垢沉積，設備腐蝕加劇。因此循環冷卻水解決的核心即是控制微生物的繁殖。面對上述這些問題，人們在生產實踐中，不停的總結、探索和研究，掌握了治理這些危害的辦法和技術，從而確保了循環冷卻水系統的穩定運行，也確保了公司生產活動的安全、高效、持久的運行。“工業循環冷卻水解決設計規范”就是把人們長久積累的實踐經約和科研成果，通過高度概括與濃縮，以規范形式呈現出來，其目的是為生產、建設、科研、設計和施工服務，為它們提供根據。1.4《工業循環冷卻水解決規范》GB50050-的特點規范修訂版以及前兩版，其重要特點就是以節水為目的，隨著國家經濟建設的發展，修訂版的節水方法突破了原有的框框，增加以再生水（解決后的污水）為補充水的內容，為節水減排，保護環境發明了新的條件，同時修訂版還增加了直冷開式循環冷卻水的內容，即普通稱謂的濁環水系統，擴大了規范的覆蓋面。涵蓋了以淡水為補充水的全部循環冷卻水系統。海水作補充水的循環水系統，限于技術成熟程度，本次未曾納入，隨著技術的不停完善，也將陸續收入到規范中。本次《工業循環冷卻水解決規范》修訂式一次全方面修訂，修訂內容諸多，將在背面具體介紹。2.現在工業循環冷卻水解決設計現狀、存在問題以及解決方法2.1循環冷卻水解決設計現狀過去循環冷卻水是以設計為主體，從收集循環冷卻水系統資料起至水系統設計，設備訂貨，現場施工，調試開車，設計單位全部參加，但是隨著改革開放社會主義市場經濟的建立，以設計負全責的模式發生了很大的變化。現在是業主——設計——水解決公司三位一體的建設模式，即由業主通過招標的方式選擇水解決公司，而后設計單位再根據水解決公司提供的水解決方案進行設計。由于水解決公司是專業公司，掌握循環冷卻水解決技術和積累了豐富的經驗，因此，更能有效的確保水解決效果。2.2存在問題由于循環冷卻水解決設計是三方參加，必然會由于三方的立場、觀點不同而對問題的解決產生分歧，因此經常發生設計條件的重復修改，出現問題屢議不決，嚴重影響了工程進度和工程設計質量。下面我把《工業循環冷卻水解決規范》修訂過程中牽涉到的某些技術問題，簡要介紹以下：a循環水補充水水質條件普通，設計單位對業主提供的水質資料，以陰陽離子的毫克當量平衡來校核其精確性，當分析誤差≤2％則合格。而現在國際單位中么有毫克當量這個單位，而是制訂了以摩爾為單位。什么是摩爾？摩爾（mol）表達一種系統的物質的量，該系統所包含的幾本單元數與0.012kg碳-12（12C）的原子數相等。在使用摩爾時，必須指明基本單元，它能夠是分子，原子、離子以及其它基本單位，或這些單位的特定組合。已知1個C原子的質量是1.993×10-26kg，因此1mol12C所含的碳原子數目為：由于任何一種克原子、分子、離子、電子基本單元都包含6.02×1023個基本單位，這個數即稱為阿佛加德羅常數。換句話說，某物質所含有的基本單元數為阿佛加德羅常數的多少倍，即是多少摩爾n，n可由下式計算：對這一問題，因此要具體的介紹，因素是在這個單位上有許多錯誤觀點。a業主提供的水質分析資料，有某些是以物質（離子）的摩爾量來平衡，這是錯的，應當以物質（陰陽離子）所攜帶的電荷量來平衡。b含磷排水的解決由于現在循環冷卻水解決配方中，絕大多數均含有一定數量的磷組分，因此循環冷卻水系統排污水的磷含量超標，造成江河湖海富營養化，赤潮、藍藻大量孽生，嚴重破壞了生態環境，后果是非常可怕的。即使現行《工業循環冷卻水解決規范》中對排水水質指標作出了嚴格規定，但是現實的循環冷卻水系統無一進行解決，其中重要問題是經濟問題，技術上不存在問題。那么如何來算經濟帳，這就規定我們站在一種比較高的水平上，不是只算本單位的經濟帳，而是要從全社會的角度算帳，要為全民族和子孫后裔著想，這個問題就好解決了。c預膜水解決預膜水中的污染物數量，更是大大的超標。由于預膜水的排放是間斷性的，開車、檢修基本上是一年一次，這就更增加了它的解決難度，現實的狀況也是不經解決直接排放。d旁濾設施現行規范和修訂規范對旁濾量的規定均為1～5％，但是考慮到有些多塵地區的公司反映，旁濾量局限性，因此增加了多塵地區或灰塵指數偏高地區可適宜提高。現在旁濾設施多采用無閥濾池或機械過濾器，據有些廠家反映，過濾效果不佳。分析因素可能是低濁度的條件下，懸浮物膠體的顆粒很微小，單純的篩分過濾不易去除，規范闡明中建議投加混凝劑。過濾器的型式可選擇多樣化，有的公司（濟南煉油廠）將無閥濾池改為以色列管道過濾器，但效果不佳，最后改為浮盤式纖維過濾器，電動控制，進水濁度7～8°，出水3～5°。e有關水泵的凈正吸入水頭這不是本規范的范疇，但是這是水解決設計中以前存在的問題。過去選泵，只要滿足水位超出泵頂20cm即可啟動運行，這一概念是不夠精確的，對于小型離心泵，常溫水體，普通是沒有問題的，但是對大型立式離心泵、軸流泵，特別是熱水泵一定要計算凈正吸入水頭，該值一定要不不大于水泵樣本的氣蝕余量。2.3現存問題如何解決a應盡快制訂某些有關工程建設各方責任的規范或規定，理順各方的關系。b加緊推動無磷、無有害金屬水解決配方。現在已有某些廠家聲稱握有無磷水解決配方，但當水解決設計上推薦時，卻又給不出具體數據，這闡明無磷水解決配方還不成熟，據我們理解國際上比較出名的水解決公司，其無磷水解決配方也只合用于某些水質。如果無磷水解決配方的成功推出，則上述兩大污染問題則可迎刃而解，所帶來的效益時非常巨大的。建議這一問題，應當由水解決協會組織水解決藥劑生產廠家、顧客和科研單位一起攻克技術難關，我想這個問題的難度總比探月要簡樸得多吧，集中社會力量，運用中國特色社會主義制度的優越性，一定會很快的解決。c對現實的超標排污水的和預膜水，建議還是送污水解決廠解決。本次《工業循環冷卻水解決規范》修訂，對含磷污水的解決也給出了具體的技術方案。3.工業循環冷卻水解決設計規范的合用范疇及其術語3.1《工業循環冷卻水解決規范》的合用范疇，在修訂版總則1.0.2pHs＝9.70+A+B-C-DA——總溶解固體系數B——溫度系數C——鈣硬系數D——堿度系數水質穩定性判斷：（1）.LanglierIs=pH-pHsIs＞0碳酸鈣過飽和Is＜0碳酸鈣不飽和Is＝0飽和狀態但是由于碳酸鈣結晶時的介穩區的影響，上述判斷有誤差，實踐經驗指數為Is＝0.5～2.5穩定Is＜0.5腐蝕Is＞0.5結垢（2）.穩定指數S=2pHs-pHS≈6.0穩定S＜3.7嚴重結垢3.7＜S＜6.0結垢6.0＜S＜7.5腐蝕S＞7.5嚴重腐蝕（3）.結垢指數，臨界pH值，極限碳酸鹽硬度等。d總鐵鐵離子為天然水中的微量離子，錳離子含量更少，約為鐵離子的十分之一。普通兩者共存，不易分離，故常以鐵含量來代表鐵和錳離子總量。水中的總鐵含量涉及膠態鐵和亞鐵離子兩部分。膠態鐵為三價鐵，普通以氫氧化鐵或鐵氧化物的水合物呈膠體狀態懸浮于水中。在循環水系統中，會沉積在水冷器表面上，形成黏著性強、難去除的污垢，并能造成垢下腐蝕。膠態鐵在預解決混凝、沉淀過程中可被除掉一部分。亞鐵離子為溶解性離子，在循環水系統中，能增進碳酸鈣結晶并沉積，在采用磷系水穩劑時，有可能聲稱黏結性很強的磷酸亞鐵污垢，還是鐵細菌繁殖的營養源。普通對補充水總鐵含量規定＜0.2～0.5mg/L。循環水中的總鐵指標宜≤0.5mg/L。以往循環水中總鐵有的不控制，有的控制＜0.5mg/L、1.5mg/L或2.0mg/L。根據不少系統的統計資料來看，控制總鐵＜0.5mg/L是完全能夠做到的，這種水的腐蝕速率都很低。總鐵如達成1.5mg/L或2.0mg/L時，事實上腐蝕速度已經超標。控制循環水的總鐵量除需控制補充水的總鐵量之外，重要改善水的緩蝕性能。國內諸多廠的運行數據，總鐵均在1mg/L下列，國外可達2.0mg/L。e氯離子對于循環冷卻水中氯離子指標，不僅國內并且在國際上也是眾說紛紜、指標各異，由此給設計工作帶來諸多不便，甚至無所適從。氯離子指標對循環冷卻水解決影響很大，指標不切實際將造成設備的腐蝕損壞或水解決費用增加，因此制訂一種合理的指標是非常必要的。本次《工業循環冷卻水解決規范》修訂的氯離子指標，其根據是什么？與否科學合理？就這一問題做以下闡明。氯離子的腐蝕作用及其影響條件氯離子是天然水中普遍存在的腐蝕陰離子。氯離子-有極高的極性增進腐蝕反映，又有很強的穿透性，容易穿透金屬表面的保護膜，造成縫隙腐蝕和孔蝕，特別是對奧氏體不銹鋼造成腐蝕開裂，危害很大，能使水冷器在短期內報廢。化工、煉油、冶金等行業中諸多奧氏體不銹鋼設備耐氯離子腐蝕性能較差，因此本次修訂是專門針對奧氏體不銹鋼及碳鋼換熱設備。影響不銹鋼腐蝕開裂重要因素有以下幾個：（1）設備的內應力，這是在設備加熱過程中形成的，正規廠在設備制做完畢后，即使通過熱解決消除應力，但仍有殘留，另外設備在安裝、生產過程中，由于溫度、機械等因素也都會使設備產生內應力，在這些應力部位，氯離子很易積聚造成腐蝕。（2）氯離子的催化作用是在設備存在有內應力的狀況下產生的，由于氯離子的催化作用而使不銹鋼設備產生應力腐蝕開裂，首先是從點腐蝕、縫隙或腐蝕溝槽上開始，使被破壞的鈍化膜無法修復，故腐蝕不停加深，直至金屬呈枝狀裂紋而被破壞。有的資料介紹只要每升幾毫克的氯離子，甚至0.2mg/L氯離子就可產生腐蝕開裂，上海金山化工廠不銹鋼球罐被氯離子腐蝕開裂的實例也印證了這一結論。另外，氯離子在縫隙中或污垢下容易富集而產生氯離子高濃度，例如某廠的循環冷卻水中的氯離子約200mg/L，但在損壞的殼程水冷器管板與管程連接的縫隙處，氯離子則高達0~30000mg/L，而現場管程水冷器未發生應力腐蝕開裂現象，因素是殼程水冷器有縫隙并且水流速低，為氯離子富集發明了條件。再有某廠投產僅兩個月的時間，大批換熱器就發生了因腐蝕開裂而泄露，當時循環冷卻水中氯離子含量僅20~50mg/L，可見氯離子多少并不是產生腐蝕開裂的唯一因素。（3）溫度的誘導作用，眾所周知，溫度是化學反映的重要因素，腐蝕開裂也不例外。在拉應力和氯離子都存在的條件下，溫度較低腐蝕不明顯，溫度升高則腐蝕開裂加劇。有的資料認為奧氏體不銹鋼達成70°C時就產生腐蝕。現場發現，應力腐蝕開裂均發生在水冷器的熱端，即工藝介質進口端，冷端不產生腐蝕，介質溫度不大于150°C的水冷器也未發現過腐蝕開裂。（4）污垢、水流速也是影響腐蝕的重要因素，這兩個因素互有因果關系，流速低不易擴散，利于氯離子富集，同時也易使污垢沉積，加劇氯離子的富集和腐蝕。同樣條件下，殼程設備較易發生腐蝕因素也就在此。國標及國際上各廠商的氯離子指標現在國際上還沒有一種統一的循環冷卻水水質原則，因此各廠商的原則只是根據本廠的經驗擬定的。因此原則五花八門、高低不一，有的公司限制很嚴，規定應不大于100mg/L，甚至不大于50mg/L，但有的公司則不太嚴，規定為<400mg/L，尚有的公司則不限制。出現這種狀況重要是各公司受本身經驗所限和對當代循環冷卻水解決技術缺少理解所致。我國現行原則對氯離子的規定是<300mg/L。根據調查，這一指標是偏低的。對氯離子的防腐方法針對循環冷卻水的腐蝕（涉及氯離子腐蝕）防護，現在國內慣用的有兩種辦法，一種是藥劑解決法，即在循環冷卻水中投加阻垢緩蝕藥劑，控制腐蝕，另一種則是材料防腐，選擇抗腐蝕材料制作換熱器，前一種辦法是現在廣泛采用的，后一種僅在電力行業較為普遍。水解決藥劑法慣用的緩蝕劑有鉻酸鹽、聚合磷酸鹽、有機磷酸鹽、鎢酸鹽、鉬酸鹽、硅酸鹽、硫酸亞鐵等，由于環保限制和價格因素等因素，現在使用最多的是磷系水解決配方，硫酸亞鐵僅在電力行業使用，用于對銅凝汽器的保護。磷酸鹽的保護作用是通過與水中的鈣離子或腐蝕產物亞鐵離子相結合，生成以聚合磷酸鈣鐵為重要成分的絡合物，依靠腐蝕電流電沉積于陰極表面形成沉淀膜保護金屬不被腐蝕。由于無毒、價廉而被廣泛采用。火力發電廠凝汽器管選材導則。氯離子指標對循環冷卻水解決的影響氯離子對循環冷卻水解決的影響，重要是限制了循環水濃縮倍數的提高。我國北方地區，地下水、河水氯離子含量均比較高，以滄州地區為例，氯離子含量高達150~200mg/L，按現行國標，基本上不能直接循環使用，由此可見氯離子指標對節省用水的制約作用。固然，上述水質通過解決后，還是能夠用的，但是脫除氯離子運用普通常規混凝沉淀過濾的辦法是做不到的，必須用離子交換或反滲入膜法進行解決，才干脫除氯離子和含鹽量，如此則帶來解決工藝流程的復雜化、基建費用的增加、原材料的消耗（酸堿）、能源的消耗（電力）及管理人員的增多等。由此可見，氯離子指標的提高與循環冷卻水解決技術親密有關，可帶來巨大的節水和經濟效益。國內某些生產廠的氯離子指標根據調查資料，將國內某些典型生產廠的循環冷卻水運行氯離子數據列表以下：表2循環冷卻水中氯離子含量廠名

循環冷卻水中Cl-含量（mg/L）

濃縮倍數

Cl-控制指標

注燕山煉化橡膠廠

I循

890.75

5.85

<900II循

809.31

3.44IV循

650~1064

4.97上海石化股份有限公司

腈綸部北組循環冷卻水

最高781

最高5.1

≤800

最低493

最低3.8

平均625.37

平均4.49secco

循環冷卻水

460~705

3.04~5.86盤錦遼河化工有限集團公司化肥廠

循環冷卻水

≥230~250

3

<650

正采用方法將濃縮倍數提高到5大慶石化水氣廠一循

循環冷卻水

260.9

≥5

<300表中所列各廠循環冷卻水系統的換熱設備材質，涉及碳鋼和不銹鋼，設備型式有管程也有殼程。氯離子指標的修訂值許多著作和研究都對氯離子的腐蝕機理作了定性分析，但是要從定量分析擬定氯離子指標，現在還是不可能的，由于牽涉的因素條件太多。本次修訂氯離子指標，重要還是來自實踐和某些專家的調查結論，最后氯離子指標修訂值由現行規范300mg/L提高至700mg/L，即使現有工廠運行的氯離子指標高達1000mg/L以上，但畢竟不太普遍，為穩妥起見，采用平均偏上的指標。根據前面所述，氯離子的腐蝕不是單一的因素，因此在擬定氯離子指標的同時，還對換熱器材質、水側壁溫、設備冷卻水出口的水溫等作了規定，以確保該指標的安全可靠。附帶闡明，氯離子指標是在藥劑解決條件下的數據，采用此指標時，其它條件（諸如水流速、濁度、pH值、菌藻數量等）也應符合本規范的規定。f游離氯現行規范規定0.5mg/L～1.0mg/L，修訂規范為0.2～1.0mg/L，現在諸多廠的控制指標都是0.2～1.0mg/L，實際運行中的數據在0.15～0.8mg/L，這闡明如果水質比較好的話，較低余氯量也可控制微生物的生長。由于近來接連發生液氯爆炸，運輸途中液氯泄露傷人等重大事故，北京市、中石化已明令禁用液氯，在征求意見過程中，也有禁用液氯的建議。對此問題，“規范”修訂組通過調查認為，在使用液氯對循環冷卻水解決的過程中，從未發生過重大事故，只要加強管理，嚴格執行安全操作規程，完全能夠保障安全生產。并且現在諸多單位都在使用液氯，如果立刻取消液氯殺菌尚有困難，現在世界上仍有許多國家的循環冷卻水解決還在使用用液氯殺菌。況且液氯價格便宜，使用方便，深受操作人員的歡迎，通過對取消液氯使用單位的調查，它們還是很樂意恢復使用液氯的。因此本次修訂仍然保存液氯的使用，只是在推薦排序上做了調節，畢竟液氯是一種危險品，在生產、制造、運輸和使用各個環節中存在巨大風險，從安全角度上講應逐步淡化。4.2循環冷卻水控制指標的修訂a污垢熱阻值間冷開式循環冷卻水系統的污垢熱阻值：現行規范是宜為1.72×10-4~3.44×10-4m2？k/w，修改版改為應不大于3.44×10-4m2？k/w，并增加了粘附速率指標15mg/cm2。污垢熱阻是一種很重要的數據，設計階段它關系到換熱器的換熱面積大小，也就是設備投資的多少，運行階段則與傳熱效率、能量的消耗、產量的高低親密有關。b腐蝕速率現行規范規定，間冷卻開式循環冷卻水系統換熱器碳鋼管壁腐蝕率宜不大于0.125mm/a，修訂規范為：碳鋼設備傳熱面水側污垢熱阻值應不大于0.075mm/a。c微生物控制指標現行規范規定，敞開式系統循環冷卻水中的異養菌宜不大于5×105個/mL，生物黏量不不不大于3mL/m3。這是需要解釋一下，什么是異養菌和自養菌兩類。自養菌（無機營養型）能直接運用無機物如空氣中二氧化碳及無機鹽類作為營養來源，合成細胞所需要的碳源，微生物。異養菌是運用環境中的有機碳化合物進行氧化發酵得到細胞所需要的營養物。循環冷卻水中，以異養菌的生長繁殖最快，數量也最多。它代表水中大部分細菌的數量，普通以異養菌的數量代表水中細菌總量。微生物在循環冷卻水系統中大量繁殖，會使循環冷卻水顏色變黑，發生惡臭，并形成大量黏泥沉積于冷卻塔和換熱設備內，隔絕了藥劑對金屬的保護作用，減少了冷卻塔的冷卻效果和設備的傳熱效率，同時還對金屬設備造成嚴重的垢下腐蝕，微生物對循環冷卻水系統的危害較之水垢、電化腐蝕來說更為嚴重，因此控制微生物的危害是首要的。循環冷卻水中生物黏泥量的多少直接反映出系統中微生物的危害程度，因此生物黏量的控制是非常重要的。本次修訂為不大于3mL/m3。d濃縮倍數循環冷卻水本身的節水重要體現在濃縮倍數上，高濃縮倍數比低濃縮倍數節水，但這不是說濃縮倍數越高越好，由于濃縮倍數不不大于5則節水效果不明顯，并且對水解決帶來很大的難度并且在經濟上也需要更多的耗費，根據現在工廠運行的狀況濃縮倍數多在5左右，中石油、中石化的規定基本也是這個水平。現在，在新項目的設計上濃縮倍數也多采用5這一指標，結合我國用水和水資源短缺的現狀，本次修訂將現行《工業循環冷卻水解決規范》中的濃縮倍數由3提高到5。濃縮倍數由3提高到5能節省多少水呢？我們先作一種簡樸計算：在濃縮倍數1.5~10的條件下，通過對循環冷卻水量為10000m3/h的計算得出下表：計算條件：氣溫40℃，K值選用0.0016/℃。表3不同濃縮倍數系統的補充水量與排污水量濃縮倍數計算項目

1.5

2.0

3.0

4.0

5.0

6.0

7.0

10.0循環冷卻水量R（m3/h）

10000

10000

10000

10000

10000

10000

10000

10000水溫差Δt（℃）

10

10

10

10

10

10

10

10排污水量B（m3/h）

320

160

80

53.3

40

32.0

26.7

17.8補充水量M（m3/h）

480

320

240

213.3

200

192

186.7

177.8排污水量占循環冷卻水量的比例（%）

3.20

1.60

0.8

0.53

0.4

0.32

0.27

0.18補充水量占循環冷卻水量的比例（%）

4.8

3.2

2.40

2.13

2.00

1.92

1.87

1.78本次《工業循環冷卻水解決規范》修訂，將濃縮倍數從3提高到5倍，近上表的計算成果，節水效果能提高0.4個百分點，折合全國節水量可達176億m3之多，這是一種很可觀的數量。現在諸多新工程項目不僅規定高濃縮倍數，甚至還限制使用新水，可見用水形勢的緊張程度，另外國內各行各業為求節水也都紛紛研制新的水解決藥劑解決配方，達成濃縮倍數5的公司比比皆是，甚至有少數公司已達成濃縮倍數10以上，可見這一指標還是能夠作到的，即使由此可能引發某些運行費用的增加，但是面對有限的水資源和經濟建設可持續發展的需要，孰重孰輕顯而易見。冶金、電力行業在制訂水平衡方案時往往為了滿足串級用水（沖灰等）的需要，加大循環冷卻水系統的排污水量，因而減少了濃縮倍數，但是只要減少新鮮水用量，濃縮倍數不受此限。4.3擴展了間冷閉式循環冷卻水解決的內容現行《工業循環冷卻水解決規范》有關間冷閉式系統的條文只有十條規定，普遍反映缺少可操作性，本次修訂根據大家的意見，增訂至十六條，重要內容涉及密閉系統的水質指標、系統設計計算、阻垢緩蝕和清洗予膜等。4.4增加了直冷循環冷卻水解決內容直冷循環冷卻水重要用于冶金、電力行業，化工也有少量應用，由于直冷循環冷卻水的用水量很大并且水質較差，含有多個有害物質，增大了水解決的難度，并且系統排污水也會造成環境的污染，有關行業迫切需要一本規范作為設計根據。現在國內尚無這方面的國標或行業原則，制訂這部分原則將對節水減少污染起很大作用。重要增訂內容涉及直冷循環冷卻水水質指標、系統設計、阻垢緩蝕解決、沉淀過濾解決、泥漿解決等內容。4.5增加了再生水解決內容污水經解決后（即再生水）用作循環冷卻水系統補充水的作法，在國內使用還不普遍，國際上已被某些較發達的國家廣泛采用。該辦法對于節省水資源很有成效。本次修訂就此內容增加了一章兩節，重要內容為普通規定、水質指標、深度解決工藝及某些核心設計數據。4.6加酸解決這次《工業循環冷卻水解決規范》修訂增加了加酸解決的內容，早在規范第一版《工業循環冷卻水解決規范》GBJ50-83中就有加酸內容，但在第二版《工業循環冷卻水解決規范》GB50050-95中刪去，到現在修訂版又把加酸解決內容加了進來，這不是簡樸的重復，而是螺旋上升，早期的加酸解決，由于加酸量不易控制，同時又受到緩蝕劑性能的限制，緊張加酸過量引發腐蝕，因此規范中不推薦這一辦法。但是隨著投加設備和控制水平的改善，以及新配方的開發，加酸解決的優越性突現出來，這個辦法既經濟又簡便，諸多廠家都采用此法提高濃縮倍數。4.7水質分析資料的校核本次規范修訂增加了水質分析資料的校核計算，精確無誤的水質資料室循環冷卻水解決設計的基礎。規范中推薦的校核公式是基于水的電中性這一性質，公式單位完全符合國際規定的原則單位，避免因用毫克當量/L。公式以下：式中—陽離子毫摩爾濃度（mmol/L）；—陰離子毫摩爾濃度（mmol/L）；—陽離子電荷數；—陰離子電荷數。分析誤差≤2％。4.8其它除了上述修訂之外，在總則、術語、符號、旁流水解決、補充水解決、排水解決、藥劑貯存和投配、監測控制和檢測各章均作了某些修訂。4.9與國外原則的比較現在國際上還沒有循環冷卻水解決的設計原則，國內現行的循環冷卻水解決原則是我國獨有的型式，當時在編制《工業循環冷卻水解決規范》第一版時，重要的技術和指標還是來自國外某些大型水解決公司，當時國內在循環冷卻水解決技術上尚有很大差距。但是通過20數年的努力和趕超，國內循環冷卻水解決技術和設計指標已靠近或達成國際水平，下面是本次修訂的某些水解決數據與國外大型水解決公司的比較。由于各公司保密的因素，表中數據有些為上世紀80~90年代的指標。修訂后的《工業循環冷卻水解決規范》原則與國外水解決公司原則比較項目

修訂原則

N公司

K公司

G公司pH

6.8~9.5

6.8~9.5

7.0~8.5

<8.7濁度NTU

10~20

10~20

20電導率μS/cm

<4500

<2500

<6000鈣硬度+甲基橙堿度mg/L

≤1100總硬度mg/L

200~300鈣硬度mg/L

≤900

50~400M-堿度mg/L

80~200

30~300T-Femg/L

≤1.0

<1.0<2.0臨界值

<3.0AL3+mg/L

≤0.5

<0.5Cu2+mg/L

≤0.1

<0.1Cl-mg/L

殼程≤700不銹鋼管程≤1000碳鋼不銹鋼

≤500不銹鋼≤1000碳鋼

<300

<200二氧化硅mg/L

<175

<130

<150游離氯mg/L

0.2~1.0

0.2~0.8

0.2~0.5

0.2~0.5CODCrmg/L

<100

<85異養菌個/mL

≤1x105

<1x105

<1x104

<1x105黏泥量mL/a

≤3

<3腐蝕速率mm/a

碳鋼≤0.075銅、銅合金、不銹鋼≤0.005

碳鋼≤0.075銅<0.0075不銹鋼<0.005粘附速率mg/cm2？月

≤15煉油行業≤20

<15

<15污垢熱阻m2？K/W

1.72x10-4~3.44x10-4

3.44x10-4濃縮倍數

5

5~6從上表的對比數值能夠看出在循環冷卻水解決控制指標方面，基本已達成國際水平，有的水解決指標甚至超出它們，但是在水解決藥劑質量、自動監測和控制方面尚有某些差距。5.有關《工業循環冷卻水解決設計規范》執行有難度的條款闡明5.1腐蝕率在修訂稿征求意見時，有的藥劑生產廠家提出，碳鋼腐蝕率0.075mm/aa不易做到，但愿減少到0.1mm/a，這一原則的制訂重要是根據中石化、中石油、化工等行業的原則和公司運行數據，闡明現有的水解決技術是完全能夠達成的。提意見的廠家也表達，不是做不到，而是含有一定難度，規范的制訂就是要有一定程度的先進性，并且通過努力能夠做到的，這才體現規范推動技術發展的作用。5.2濁度對濁度的原則，重要是電力部門有些意見，電力部門的行業原則是懸浮物200~400mg/L，相差這樣大的因素是發電廠的凝汽器采用FeSO4成膜，配合膠球清洗，因此水中懸浮物指標很高。規范中對此予以了闡明。5.3濃縮倍數在征求意見的過程中，對于濃縮倍數5的規定，有的專家有不同意見。認為應區別豐水和缺水地區的原則。濃縮倍數5的規定不管是技術上還是公司運行數據，都不成問題。從我國水資源短缺的狀況，無論是豐水或缺水地區都應節水，但是大家的意見也有些道理，因此《工業循環冷卻水解決規范》把不應低于5，改為不適宜低于5，不應不大于3.0。6.工業循環冷卻水解決設計深度和施工圖審查要點6.1基礎設計要涉及以下內容：1）循環冷卻水量，溫度降，系統劃分2）補充水水質資料、水量和解決方案3）設計濃縮倍數、阻垢緩蝕解決方案4）系統排水解決方案5）旁流水解決方案6）微生物解決方案7）污垢熱阻、腐蝕率、微生物指標的擬定6.2具體設計審查：7.《工業循環冷卻水解決規范》原則修訂版的社會