2021年工业循环冷却水处理设计标准规范材料

《工业循环冷却水处理设计规范》GB50050-说明1．新版国家《工业循环冷却水处理设计规范》GB50050-规范修订背景、意义及其特点1.1中国《标准化法实施条例》要求：“标准实施后，制订标准部门应按科学技术发展和经济建设需要适时进行复审，标准复审周期通常不超出五年”。我们这本《工业循环冷却水处理规范》第一版是GBJ80-83，第二版，也就是现行版GB50050-95，公布至今已达之久，远远超出了标准化要求，所以要进行修订。1.2循环冷却水处理技术发展中国循环冷却水处理药剂及技术即使起步较晚，但紧跟国外发展趋势，并结合国情进行研究开发和推广应用，含有起点高、发展快特点。在消化吸收基础上，前后开发出HEDP、ATMP、EDTMP、PAA、DDM（G4）、聚马、马丙、聚季铵盐。瞄准含有70年代水平聚磷酸盐/膦酸盐/聚合物/杂环化合物循环冷却水处理“磷系复合配方”，进行研究开发，填补了中国空白，满足了大化肥循环冷却水处理药剂国产化要求。80年代，伴随石油装置和大型冶金装置引进，对栗田、NalcoDrew、片山等国外著名企业循环水处理剂及冷却水处理技术进行消化吸收。一大批新循环水处理剂配方相继开发成功，使中国循环冷却水处理技术又取得了关键进展，在磷系复合配方基础上，开发出“磷系碱性水处理配方”、“全有机水处理配方”、“钼系水处理配方”和“硅系水处理配方”。实现了循环冷却水在自然平衡pH条件下碱性条件下运行，这类水处理配方除含有“磷系复合配方”优点外，还避免了加酸操作带来失误，深受用户欢迎。90年代以来，伴随水处理技术深入提升，中国水处理剂及技术开始出口。同时新型膦酸盐、新型水处理杀生剂不停开发成功，水处理药剂前沿研究和国外水平基础靠近。“全有机水处理剂配方”应用比重不停提升，和此同时，低磷、无磷、无金属水处理配方不停推向市场。中国循环冷却水处理是20世纪70年代后期从国外引进磷系配方开始，至今已取得了巨大进步，说明中国水处理药剂应用水平不低，1为中国循环冷却水处理配方发展过程。表1中国循环冷却水处理配方发展年代配方1975~1979聚磷酸盐/膦酸盐/聚丙烯酸(用酸调pH)聚磷酸盐/膦酸盐/锌/聚丙烯酸(用酸调pH)1980~1985多元醇磷酸酯/锌/磺化木质素(用酸调pH)1980～1985膦酸盐/聚合物或共聚物(碱性处理)硅酸盐或钼酸盐配方1986~1992磷酸盐/二元、三元共聚物全有机配方,系统可连续运行1～2年1993新型膦酸盐及新型共聚物开始进入市场,碱性处理比重在提升1998开始开发无磷无金属配方现在循环冷却水处理已经在中国各个行业循环水系统中得到应用。不管是国产装置还是引进装置，其使用循环冷却水药剂绝大部分已经国产化，我们已经有能力处理多种条件苛刻冷却水系统中所碰到腐蚀、结垢、生物粘泥等问题。从90年代开始，中国在循环冷却水处理监控技术开发方面也开展了部分工作，如示踪和远程控制技术已取得初步结果，冷却水系统成垢过程教授系统已开发成功。但在这些方面我们也有较大差距，循环冷却水系统计算机控制、自动化管理等方面没有投入很大开发力量，影响了水处理应用技术水平提升。中国循环冷却水处理技术在一些方面含有较高水平，如中国膦酸盐类水处理剂质量已显著提升，靠近或达成了国际优异水平，所以已开始大量出口。然而就总体而言，和国际优异水平差距仍很显著：关键是水处理管理水平和控制水平。现行《工业循环冷却水处理规范》GB50050-95，其中部分数据均是以聚磷、聚合物水处理配方为基础制订，实际上至水处理配方已发展至全有机配方：新型膦酸盐及新型共聚物，无磷，无金属水处理配方也开始出现，这些新型水处理配方和管理科学化，控制自动化相结合，使得水处理效果显著提升，水质适用范围愈加宽泛，全部这部分水处理技术上进步在现有规范中没有得到反应，所以循环水处理技术发展形势也要求对现有《工业循环冷却水处理规范》进行修订。1.3中国供水现实状况也要求对现行《工业循环冷却水处理规范》进行修订a中国用水现实状况中国是一个水资源短缺国家，人均水资源占有量约为2200m3，不足世界平均水平四分之一，伴随中国经济建设快速发展，水资源短缺问题日益显现，中国正常年份缺水量约400亿m3，已经严重制约了中国经济建设发展。缺水不仅影响经济建设，而且还威胁到大家生活甚至生命安全，比如四川、内蒙古等地，均出现过因干旱而发生人、畜饮水危机。面对这么严重局面，节水不仅是水处理工作者任务，而且也是全社会紧迫任务。水资源欠缺和用水效率不高是造成现在供水不足关键原因，自然条件无法改变，不过在用水效率方面，中国和发达国家还有很大差距，中国万元GDP用水量是世界平均水平4倍左右，工业万元增加值取水量是发达国家5~10倍，中国浇灌水利用率仅为43％，为世界优异水平二分之一，由此可见，不管是工业还是农业节水潜力还是很大。b全民节水节水是全民义务，哪个人不用水，哪个行业不需要水，所以，节水不只是水行业任务，而且是全部行业和全体公民共同任务。至，中国总用水量约5300亿m3，其中农业3430亿m3，（约占64.5％），工业1170亿m3（约占22％），生活630亿m3（约占12％）。农业节水：喷灌、滴灌；生活节水：节水龙头，厕所水箱。工业节水：首先是生产工艺改革，充足利用生产过程中产生废热，采取不用水工艺（空冷）等。请看这一现象，钢铁、石化、电力、石油、纺织、化工等行业生产厂，无不冷却塔林立，大量热量经过冷却塔散发到大气之中，这不仅是能量浪费，也是水资源极大浪费。对于冷却塔所蕴藏巨大能量，很值得进行研究、挖潜。以全国循环水量4亿m3/h，冷却降温Δt=10℃计算，损失热量为4×1012千卡/h，折合标准煤为0.57×106吨煤/h，天然气0.47×106米3/h，这仅是一小时热量损失。按年8000h计算，折合为45.6亿吨煤，约40亿m3天然气，是中国煤年产量2.4亿吨19倍，多么巨大能源浪费。可见节能、节水是有巨大潜力。其次是水行业节水，在工业用水中70～80％是循环水补充水，可见循环水在工业节水中关键作用。现在生产工艺还做不到热能全部利用，也就是说冷却塔还需继续存在，循环水还得继续使用，那么循环水节水效益到底有多大呢？循环冷却水节水作用，对比直流冷却水而言是很巨大。上个世纪五十~六十年代，国家工业建设刚刚起步，工业用水量极少，相对来说水资源是丰富，所以很多工厂企业全部采取直流冷却水，既简便又省钱。不过伴随工业建设发展，水资源逐步担心，迫使工厂企业不得不采取循环冷却水。采取这一方法到底能节省多少水呢？以10000m3/h直流冷却水为例，改用循环冷却水，温降10℃，浓缩倍数N为3，只需240m3/h，若N=5，则需200m3/h，可见节水巨大结果。同时从上面数据也能够得出这么一个结论，循环冷却水系统本身节水取决于浓缩倍数高低产。所以在工业用水中节水最有效方法，就是采取循环水，高浓缩倍数。最初大家想法比较简单，认为把水循环起来，温升降下来即可，不过问题远非这么简单，循环水在运行过程中产生一系列问题，假如不能很好处理，则循环水根本无法运行。例子很多，如北京化工厂（结垢），栖霞山化肥厂（生物泛滥）。归结起来，循环水运行过程中所产生关键问题以下：a水垢因为循环冷却水在冷却过程中不停地蒸发，使水中含盐浓度不停增高，超出一些盐类溶解度而沉淀。常见有碳酸钙、磷酸钙、硅酸镁等垢。水垢质地比较致密，能够预防对金属面腐蚀，不过却大大降低了传热效率，0.6毫米垢厚就使传热系数降低了17.9％。b污垢污垢关键由水中有机物、微生物菌落和分泌物、泥沙、粉尘等组成，垢质地松软，不仅降低传热效率而且还引发垢下腐蚀。c腐蚀循环冷却水对换热设备腐蚀，关键是电化腐蚀，产生原因有设备制造缺点、水中充足氧气、水中腐蚀性离子（Cl-、Fe2+、Cu2+）和微生物分泌黏液所生成污垢等原因，腐蚀后果十分严重，不加控制极短时间即使设备报废。d微生物孳生因为循环冷却水中有充足氧气、适宜温度及丰富营养，很适合微生物生长繁殖，如不立即控制将快速造成水质恶化、发臭、变黑，大量黏垢沉积，设备腐蚀加剧。所以循环冷却水处理关键即是控制微生物繁殖。面对上述这些问题，大家在生产实践中，不停总结、探索和研究，掌握了治理这些危害方法和技术，从而确保了循环冷却水系统稳定运行，也确保了企业生产活动安全、高效、持久运行。“工业循环冷却水处理设计规范”就是把大家长久积累实践经约和科研结果，经过高度概括和浓缩，以规范形式展现出来，其目标是为生产、建设、科研、设计和施工服务，为它们提供依据。1.4《工业循环冷却水处理规范》GB50050-特点规范修订版和前两版，其关键特点就是以节水为目标，伴随国家经济建设发展，修订版节水方法突破了原有框框，增加以再生水（处理后污水）为补充水内容，为节水减排，保护环境发明了新条件，同时修订版还增加了直冷开式循环冷却水内容，即通常称谓浊环水系统，扩大了规范覆盖面。涵盖了以淡水为补充水全部循环冷却水系统。海水作补充水循环水系统，限于技术成熟程度，此次未曾纳入，伴随技术不停完善，也将陆续收入到规范中。此次《工业循环冷却水处理规范》修订是一次全方面修订，修订内容很多，将在后面具体介绍。2.目前工业循环冷却水处理设计现实状况、存在问题和处理方法2.1循环冷却水处理设计现实状况过去循环冷却水是以设计为主体，从搜集循环冷却水系统资料起至水系统设计，设备订货，现场施工，调试开车，设计单位全部参与，不过伴随改革开放社会主义市场经济建立，以设计负全责模式发生了很大改变。现在是业主——设计——水处理企业三位一体建设模式，即由业主经过招标方法选择水处理企业，以后设计单位再依据水处理企业提供水处理进行设计。因为水处理企业是专业企业，掌握循环冷却水处理技术和积累了丰富经验，所以，更能有效确保水处理效果。2.2存在问题因为循环冷却水处理设计是三方参与，肯定会因为三方立场、见解不一样而对问题处理产生分歧，所以常常发生设计条件反复修改，出现问题屡议不决，严重影响了进度和工程设计质量。下面我把《工业循环冷却水处理规范》修订过程中牵涉到部分技术问题，简明介绍以下：a循环水补充水水质条件通常，设计单位对业主提供水质资料，以阴阳离子毫克当量平衡来校核其正确性，当分析误差≤2％则合格。而目前国际单位中没有毫克当量这个单位，而是制订了以摩尔为单位。什么是摩尔？摩尔（mol）表示一个系统物质量，该系统所包含基础单元数和0.012kg碳-12（12C）原子数相等。在使用摩尔时，必需指明基础单元，它能够是分子，原子、离子和其它基础单位，或这些单位特定组合。已知1个C原子质量是1.993×10-26kg，所以1mol12C所含碳原子数目为：因为任何一个克原子、分子、离子、电子基础单元全部包含6.02×1023个基础单位，这个数即称为阿佛加德罗常数。换句话说，某物质所含有基础单元数为阿佛加德罗常数多少倍，即是多少摩尔n，n可由下式计算：对这一问题，所以要具体介绍，原因是在这个单位上有很多错误见解。a业主提供水质分析资料，有部分是以物质（离子）摩尔量来平衡，这是错，应该以物质（阴阳离子）所携带电荷量来平衡。b含磷排水处理因为现在循环冷却水处理配方中，绝大多数均含有一定数量磷组分，所以循环冷却水系统排污水磷含量超标，造成江河湖海富营养化，赤潮、蓝藻大量孽生，严重破坏了生态环境，后果是很可怕。即使现行《工业循环冷却水处理规范》中对排水水质指标作出了严格要求，不过现实循环冷却水系统无一进行处理，其中关键问题是经济问题，技术上不存在问题。那么怎样来算经济帐，这就要求我们站在一个比较高水平上，不是只算本单位经济帐，而是要从全社会角度算帐，要为全民族和子孙后代着想，这个问题就好处理了。c预膜水处理预膜水中污染物数量，更是大大超标。因为预膜水排放是间断性，开车、检修基础上是十二个月一次，这就更增加了它处理难度，现实情况也是不经处理直接排放。d旁滤设施现行规范和修订规范对旁滤量要求均为1～5％，不过考虑到有些多尘地域企业反应，旁滤量不足，所以增加了多尘地域或灰尘指数偏高地域可合适提升。现在旁滤设施多采取无阀滤池或机械过滤器，据有些厂家反应，过滤效果不佳。分析原因可能是低浊度条件下，悬浮物胶体颗粒很微小，单纯筛分过滤不易去除，规范说明中提议投加混凝剂。过滤器型式可选择多样化，有企业（济南炼油厂）将无阀滤池改为以色列管道过滤器，但效果不佳，最终改为浮盘式纤维过滤器，电动控制，进水浊度7～8°，出水3～5°。e相关水泵净正吸入水头这不是本规范范围，不过这是水处理设计中以前存在问题。过去选泵，只要满足水位超出泵顶20cm即可开启运行，这一概念是不够正确，对于小型离心泵，常温水体，通常是没有问题，不过对大型立式离心泵、轴流泵，尤其是热水泵一定要计算净正吸入水头，该值一定要大于水泵样本气蚀余量。2.3现存问题怎样处理a应立即制订部分相关工程建设各方责任规范或要求，理顺各方关系。b加紧推进无磷、无有害金属水处理配方。现在已经有部分厂家声称握有没有磷水处理配方，但当水处理设计上推荐时，却又给不出具体数据，这说明无磷水处理配方还不成熟，据我们了解国际上比较著名水处理企业，其无磷水处理配方也只适适用于一些水质。假如无磷水处理配方成功推出，则上述两大污染问题则可迎刃而解，所带来效益时很巨大。提议这一问题，应该由水处理协会组织水处理药剂生产厂家、用户和科研单位一起攻克技术难关，我想这个问题难度总比探月要简单得多吧，集中社会力量，利用中国特色社会主义制度优越性，一定会很快处理。c对现实超标排污水和预膜水，提议还是送污水处理厂处理。此次《工业循环冷却水处理规范》修订，对含磷污水处理也给出了具体技术方案。3.工业循环冷却水处理设计规范适用范围及其术语3.1《工业循环冷却水处理规范》适用范围在修订版总则1.0.2条明确要求：“本《工业循环冷却水处理规范》适适用于以地表水、地下水和再生水作为补充水新建、扩建和改建工程循环冷却水处理设计”。也就是说，除海水循环外，其它全部循环冷却水处理设计均适用。这里需要说明一点，循环冷却水水量多少不一样，有几十万吨/h，有几百吨/h，甚至几十吨/h，几吨/h，是否也适用呢，能够明确地告诉你，不管规模大小，这本规范均适用，不过，小规模循环冷却水处理，根据这本规范来设计，自然有些小题大做，比如几十吨循环说是否还需要旁滤，是否还需要预膜，这些问题全部要重新加以考虑，现在，正酝酿编制一本中小型循环冷却水处理规范，以处理这方面问题。3.2名词术语大家全部是循环冷却水处理方面内行，很多术语全部了如指掌，我只是把这次《工业循环冷却水处理规范》修订提出部分新术语解释一下，方便在《工业循环冷却水处理规范》中碰到这些名词时，不至产生误解。a循环冷却水系统　RecirculatingCoolingWaterSystem以水作为冷却介质，并循环运行一个给水系统，由换热设备、冷却设备、处理设施、水泵、管道及其它相关设施组成。b间冷开式循环冷却水系统（间冷开式系统）　IndirectOpenRecirculatingCoolingWaterSystem循环冷却水和被冷却介质间接传热且循环冷却水和大气直接接触散热循环冷却水系统。c间冷闭式循环冷却水系统（闭式系统）　IndirectClosedRecirculatingCoolingWaterSystem循环冷却水和被冷却介质间接传热且循环冷却水和冷却介质也是间接传热循环冷却水系统。d全闭式系统　TotallyClosedSystem系统中循环冷却水不和大气接触间冷闭式循环冷却水系统。e半闭式系统　SemiClosedSystem系统中循环冷却水局部和大气接触间冷闭式循环冷却水系统。f直冷开式循环冷却水系统（直冷系统）DirectOpenRecirculatingCoolingWaterSystem循环冷却水和被冷却介质直接接触换热且循环冷却水和大气直接接触散热循环冷却水系统。g开式系统OpenSystem间冷开式和直冷系统统称。4.“工业循环冷却水处理设计规范”关键修订内容此次修订是一次全方面修订，每一章、每一节，甚至大多数条文全部做了不一样程度修改，我在这里就没有必需逐条解释了，我这里只是将关键修改及其原因介绍一下。先说明各项数据是怎样制订，大家全部知道水处理是试验科学，很多水处理数据全部是从实践或试验中得出，而非经计算得出，比如Cl-指标，我们是依据中国很多企业循环冷却水运行数据，综合选择比较优异指标而确定，而不是计算得出。现在也无法计算。其它水处理指标确实定也全部类似。4.1循环冷却水水质指标和水处理控制指标修订水质指标和控制指标是反应水处理技术一面镜子，长久以来，中国在循环冷却水处理技术进步，肯定要造成水质指标一系列数据修改。a浊度：现行规范使用名称是悬浮物，指标数据没有修改，修订版《工业循环冷却水处理规范》只是将项目名称改为浊度。为何这么修改呢，即使二者全部是表示水中悬浮固体含量，不过二者所表示悬浮颗粒直径却不相同，悬浮物所表示颗粒粒径为1μm以上，而浊度所表示颗粒粒径为1nm~1μm，即通常所说胶体物质，而且二者测试方法也不一样，前者是过滤法测定，后者是利用光学原理测定。二者并没有换算关系。因为胶体物质对循环冷却水产生污垢、菌藻孳生起着至关关键作用，所以将悬浮物质指标改为浊度更为确切，而且应将这一指标尽可能控制在更低水平。循环冷却水浊度对换热设备污垢热阻和腐蚀速率影响很大，所以要求越低越好。工厂运行实践证实循环冷却水系统设有旁滤池时，补充水浊度可控制在5NTU以内，中国大部分地域循环冷却水浊度能够控制在10NTU以下，所以表3.1.1-6要求板式、螺旋板式和翅片管式换热设备，浊度不宜大于10NTU，其它通常不应大于20NTU，工厂运行数据表明这一要求完全满足本规范污垢热阻值指标。对于电厂凝汽器，因其传热管内循环冷却水流速通常均大于1.5m/s，另外凝汽器均设有胶球清洗设施，所以电厂凝汽器内循环冷却水浊度指标可合适放宽。bpH值：新版pH范围比现行版范围要宽，反应了药剂缓蚀阻垢性能提升。c钙硬度＋甲基橙碱度：这个项目现行规范是将Ca2+和碱度分列，采取综合指标愈加科学。CaCO3溶度积从上式能够看出：CO32-是随之H+浓度而改变，当H+高时，CO32-转化为HCO3-，而增大了溶解度，所以造成CaCO3沉淀是由两个原因组成，即H＋浓度（碱度）和Ca2+含量两个原因组成。碳酸钙稳定指数RSI≥3.3，这也是控制碳酸钙沉淀一个指标，它是依据碳酸钙饱和指数计算得出。有多个计算式，推荐计算公式为：pHs＝9.70+A+B-C-DA——总溶解固体系数B——温度系数C——钙硬系数D——碱度系数水质稳定性判定：（1）.LanglierIs=pH-pHsIs＞0碳酸钙过饱和Is＜0碳酸钙不饱和Is＝0饱和状态不过因为碳酸钙结晶时介稳区影响，上述判定有误差，实践经验指数为Is＝0.5～2.5稳定Is＜0.5腐蚀Is＞0.5结垢（2）.稳定指数S=2pHs-pHS≈6.0稳定S＜3.7严重结垢3.7＜S＜6.0结垢6.0＜S＜7.5腐蚀S＞7.5严重腐蚀（3）.结垢指数，临界pH值，极限碳酸盐硬度等。d总铁铁离子为天然水中微量离子，锰离子含量更少，约为铁离子十分之一。通常二者共存，不易分离，故常以铁含量来代表铁和锰离子总量。水中总铁含量包含胶态铁和亚铁离子两部分。胶态铁为三价铁，通常以氢氧化铁或铁氧化物水合物呈胶体状态悬浮于水中。在循环水系统中，会沉积在水冷器表面上，形成黏着性强、难清除污垢，并能造成垢下腐蚀。胶态铁在预处理混凝、沉淀过程中可被除掉一部分。亚铁离子为溶解性离子，在循环水系统中，能促进碳酸钙结晶并沉积，在采取磷系水稳剂时，有可能声称黏结性很强磷酸亚铁污垢，还是铁细菌繁殖营养源。通常对补充水总铁含量要求＜0.2～0.5mg/L。循环水中总铁指标≤0.5mg/L。以往循环水中总铁有不控制，有控制＜0.5mg/L、1.5mg/L或2.0mg/L。依据不少系统统计资料来看，控制总铁＜0.5mg/L是完全能够做到，这种水腐蚀速率全部很低。总铁如达成1.5mg/L或2.0mg/L时，实际上腐蚀速度已经超标。控制循环水总铁量除需控制补充水总铁量之外，关键改善水缓蚀性能。中国很多厂运行数据，总铁均在1mg/L以下，国外可达2.0mg/L。e氯离子对于循环冷却水中氯离子指标，不仅中国而且在国际上也是众说纷纭、指标各异，由此给设计工作带来很多不便，甚至无所适从。氯离子指标对循环冷却水处理影响很大，指标不切实际将造成设备腐蚀损坏或水处理费用增加，所以制订一个合理指标是很必需。此次《工业循环冷却水处理规范》修订氯离子指标，其依据是什么？是否科学合理？就这一问题做以下说明。氯离子腐蚀作用及其影响条件氯离子是天然水中普遍存在腐蚀阴离子。氯离子-有极高极性促进腐蚀反应，又有很强穿透性，轻易穿透金属表面保护膜，造成缝隙腐蚀和孔蚀，尤其是对奥氏体不锈钢造成腐蚀开裂，危害很大，能使水冷器在短期内报废。化工、炼油、冶金等行业中很多奥氏体不锈钢设备耐氯离子腐蚀性能较差，所以此次修订是专门针对奥氏体不锈钢及碳钢换热设备。影响不锈钢腐蚀开裂关键原因有以下多个：（1）设备内应力，这是在设备加热过程中形成，正规厂在设备制做完成后，即使经过热处理消除应力，但仍有残留，另外设备在安装、生产过程中，因为温度、机械等原因也全部会使设备产生内应力，在这些应力部位，氯离子很易积聚造成腐蚀。（2）氯离子催化作用是在设备存在有内应力情况下产生，因为氯离子催化作用而使不锈钢设备产生应力腐蚀开裂，首先是从点腐蚀、缝隙或腐蚀沟槽上开始，使被破坏钝化膜无法修复，故腐蚀不停加深，直至金属呈枝状裂纹而被破坏。有资料介绍只要每升几毫克氯离子，甚至0.2mg/L氯离子就可产生腐蚀开裂，上海金山化工厂不锈钢球罐被氯离子腐蚀开裂实例也印证了这一结论。另外，氯离子在缝隙中或污垢下轻易富集而产生氯离子高浓度，比如某厂循环冷却水中氯离子约200mg/L，但在损坏壳程水冷器管板和管程连接缝隙处，氯离子则高达0~30000mg/L，而现场管程水冷器未发生应力腐蚀开裂现象，原因是壳程水冷器有缝隙而且水流速低，为氯离子富集发明了条件。再有某厂投产仅两个月时间，大批换热器就发生了因腐蚀开裂而泄露，当初循环冷却水中氯离子含量仅20~50mg/L，可见氯离子多少并不是产生腐蚀开裂唯一原因。（3）温度诱导作用，众所周知，温度是化学反应关键原因，腐蚀开裂也不例外。在拉应力和氯离子全部存在条件下，温度较低腐蚀不显著，温度升高则腐蚀开裂加剧。有资料认为奥氏体不锈钢达成70°C时就产生腐蚀。现场发觉，应力腐蚀开裂均发生在水冷器热端，即工艺介质进口端，冷端不产生腐蚀，介质温度小于150°C水冷器也未发觉过腐蚀开裂。（4）污垢、水流速也是影响腐蚀关键原因，这两个原因互有因果关系，流速低不易扩散，利于氯离子富集，同时也易使污垢沉积，加剧氯离子富集和腐蚀。一样条件下，壳程设备较易发生腐蚀原因也就在此。国家标准及国际上各厂商氯离子指标现在国际上还没有一个统一循环冷却水水质标准，所以各厂商标准只是依据本厂经验确定。所以标准五花八门、高低不一，有企业限制很严，要求应小于100mg/L，甚至小于50mg/L，但有企业则不太严，要求为<400mg/L，还有企业则不限制。出现这种情况关键是各企业受本身经验所限和对现代循环冷却水处理技术缺乏了解所致。中国现行标准对氯离子要求是<300mg/L。依据调查，这一指标是偏低。对氯离子防腐方法针对循环冷却水腐蚀（包含氯离子腐蚀）防护，现在国内常见有两种方法，一个是药剂处理法，即在循环冷却水中投加阻垢缓蚀药剂，控制腐蚀，另一个则是材料防腐，选择抗腐蚀材料制作换热器，前一个方法是现在广泛采取，后一个仅在电力行业较为普遍。水处理药剂法常见缓蚀剂有铬酸盐、聚合磷酸盐、有机磷酸盐、钨酸盐、钼酸盐、硅酸盐、硫酸亚铁等，因为环境保护限制和价格原因等原因，现在使用最多是磷系水处理配方，硫酸亚铁仅在电力行业使用，用于对铜凝汽器保护。磷酸盐保护作用是经过和水中钙离子或腐蚀产物亚铁离子相结合，生成以聚合磷酸钙铁为关键成份络合物，依靠腐蚀电流电沉积于阴极表面形成沉淀膜保护金属不被腐蚀。因为无毒、价廉而被广泛采取。火力发电厂凝汽器管选材导则。氯离子指标对循环冷却水处理影响氯离子对循环冷却水处理影响，关键是限制了循环水浓缩倍数提升。中国北方地域，地下水、河水氯离子含量均比较高，以沧州地域为例，氯离子含量高达150~200mg/L，按现行国家标准，基础上不能直接循环使用，由此可见氯离子指标对节省用水制约作用。当然，上述水质经过处理后，还是能够用，不过脱除氯离子利用通常常规混凝沉淀过滤方法是做不到，必需用离子交换或反渗透膜法进行处理，才能脱除氯离子和含盐量，如此则带来处理工艺步骤复杂化、基建费用增加、原材料消耗（酸碱）、能源消耗（电力）及管理人员增多等。由此可见，氯离子指标提升和循环冷却水处理技术亲密相关，可带来巨大节水和经济效益。中国一些生产厂氯离子指标依据调查资料，将中国部分经典生产厂循环冷却水运行氯离子数据列表以下：表2循环冷却水中氯离子含量厂名循环冷却水中Cl-含量（mg/L）浓缩倍数Cl-控制指标注燕山炼化橡胶厂I循890.755.85<900II循809.313.44IV循650~10644.97上海石化股份腈纶部北组循环冷却水最高781最高5.1≤800最低493最低3.8平均625.37平均4.49secco循环冷却水460~7053.04~5.86盘锦辽河化工有限集团企业化肥厂循环冷却水≥230~2503<650（正采取方法将浓缩倍数提升5）大庆石化水气厂一循循环冷却水260.9≥5<300表中所列各厂循环冷却水系统换热设备材质，包含碳钢和不锈钢，设备型式有管程也有壳程。氯离子指标修订值很多著作和研究全部对氯离子腐蚀机理作了定性分析，但是要从定量分析确定氯离子指标，现在还是不可能，因为牵涉原因条件太多。此次修订氯离子指标，关键还是来自实践和部分教授调查结论，最终氯离子指标修订值由现行规范300mg/L提升至700mg/L，即使现有工厂运行氯离子指标高达1000mg/L以上，但毕竟不太普遍，为稳妥起见，采取平均偏上指标。依据前面所述，氯离子腐蚀不是单一原因，所以在确定氯离子指标同时，还对换热器材质、水侧壁温、设备冷却水出口水温等作了要求，以确保该指标安全可靠。附带说明，氯离子指标是在药剂处理条件下数据，采取此指标时，其它条件（诸如水流速、浊度、pH值、菌藻数量等）也应符合本规范要求。f游离氯现行规范要求0.5mg/L～1.0mg/L，修订规范为0.2～1.0mg/L，现在很多厂控制指标全部是0.2～1.0mg/L，实际运行中数据在0.15～0.8mg/L，这说明假如水质比很好话，较低余氯量也可控制微生物生长。因为最近接连发生液氯爆炸，运输途中液氯泄露伤人等重大事故，北京市、中石化已明令禁用液氯，在征求意见过程中，也有禁用液氯提议。对此问题，“规范”修订组经过调查认为，在使用液氯对循环冷却水处理过程中，从未发生过重大事故，只要加强管理，严格实施安全操作，完全能够保障安全生产。而且现在很多单位全部在使用液氯，假如立即取消液氯杀菌还有困难，目前世界上仍有很多国家循环冷却水处理还在使用用液氯杀菌。况且液氯价格廉价，使用方便，深受操作人员欢迎，经过对取消液氯使用单位调查，它们还是很愿意恢复使用液氯。所以此次修订仍然保留液氯使用，只是在推荐排序上做了调整，毕竟液氯是一个危险品，在生产、制造、运输和使用各个步骤中存在巨大风险，从安全角度上讲应逐步淡化。4.2循环冷却水控制指标修订a污垢热阻值间冷开式循环冷却水系统污垢热阻值：现行规范是宜为1.72×10-4~3.44×10-4m2•k/w，修改版改为应小于3.44×10-4m2•k/w，并增加了粘附速率指标15mg/cm2。污垢热阻是一个很关键数据，设计阶段它关系到换热器换热面积大小，也就是设备投资多少，运行阶段则和传热效率、能量消耗、产量高低亲密相关。b腐蚀速率现行规范要求，间冷却开式循环冷却水系统换热器碳钢管壁腐蚀率宜小于0.125mm/a，修订规范为：碳钢设备传热面水侧污垢热阻值应小于0.075mm/a。c微生物控制指标现行规范要求，敞开式系统循环冷却水中异养菌宜小于5×105个/mL，生物黏量小于3mL/m3。这里需要解释一下，什么是异养菌和自养菌两类。自养菌（无机营养型）能直接利用无机物如空气中二氧化碳及无机盐类作为营养起源，合成细胞所需要碳源，微生物。异养菌是利用环境中有机碳化合物进行氧化发酵得到细胞所需要营养物。循环冷却水中，以异养菌生长繁殖最快，数量也最多。它代表水中大部分细菌数量，通常以异养菌数量代表水中细菌总量。微生物在循环冷却水系统中大量繁殖，会使循环冷却水颜色变黑，发生恶臭，并形成大量黏泥沉积于冷却塔和换热设备内，隔绝了药剂对金属保护作用，降低了冷却塔冷却效果和设备传热效率，同时还对金属设备造成严重垢下腐蚀，微生物对循环冷却水系统危害较之水垢、电化腐蚀来说更为严重，所以控制微生物危害是首要。循环冷却水中生物黏泥量多少直接反应出系统中微生物危害程度，所以生物黏量控制是很关键。此次修订为小于3mL/m3。d浓缩倍数循环冷却水本身节水关键表现在浓缩倍数上，高浓缩倍数比低浓缩倍数节水，但这不是说浓缩倍数越高越好，因为浓缩倍数大于5则节水效果不显著，而且对水处理带来很大难度而且在经济上也需要更多花费，依据现在工厂运行情况浓缩倍数多在5左右，中石油、中石化要求基础也是这个水平。现在，在新项目标设计上浓缩倍数也多采取5这一指标，结合中国用水和水资源短缺现实状况，此次修订将现行《工业循环冷却水处理规范》中浓缩倍数由3提升到5。浓缩倍数由3提升到5能节省多少水呢？我们先作一个简单计算：在浓缩倍数1.5~10条件下，经过对循环冷却水量为10000m3/h计算得出下表：计算条件：气温40℃，K值选择0.0016/℃。表3不一样浓缩倍数系统补充水量和排污水量浓缩倍数计算项目1.52.03.04.05.06.07.010.0循环冷却水量R（m3/h）1000010000100001000010000100001000010000水温差Δt（℃）1010101010101010排污水量B（m3/h）3201608053.34032.026.717.8补充水量M（m3/h）480320240213.3200192186.7177.8排污水量占循环冷却水量百分比（%）3.201.600.80.530.40.320.270.18补充水量占循环冷却水量百分比（%）4.83.22.402.132.001.921.871.78此次《工业循环冷却水处理规范》修订，将浓缩倍数从3提升到5倍，近上表计算结果，节水效果能提升0.4个百分点，折合全国节水量可达176亿m3之多，这是一个很可观数量。现在很多新工程项目不仅要求高浓缩倍数，甚至还限制使用新水，可见用水形势担心程度，另外中国各行各业为求节水也全部纷纷研制新水处理药剂处理配方，达成浓缩倍数5企业比比皆是，甚至有少数企业已达成浓缩倍数10以上，可见这一指标还是能够作到，即使由此可能引发部分运行费用增加，不过面对有限水资源和经济建设可连续发展需要，孰重孰轻显而易见。冶金、电力行业在制订水平衡方案时往往为了满足串级用水（冲灰等）需要，加大循环冷却水系统排污水量，所以降低了浓缩倍数，不过只要降低新鲜水用量，浓缩倍数不受此限。4.3扩展了间冷闭式循环冷却水处理内容现行《工业循环冷却水处理规范》相关间冷闭式系统条文只有十条要求，普遍反应缺乏可操作性，此次修订依据大家意见，增订至十六条，关键内容包含密闭系统水质指标、系统设计计算、阻垢缓蚀和清洗予膜等。4.4增加了直冷循环冷却水处理内容直冷循环冷却水关键用于冶金、电力行业，化工也有少许应用，因为直冷循环冷却水用水量很大而且水质较差，含有多个有害物质，增大了水处理难度，而且系统排污水也会造成环境污染，相关行业迫切需要一本规范作为设计依据。现在中国尚无这方面国家标准或行业标准，制订这部分标准将对节水降低污染起很大作用。关键增订内容包含直冷循环冷却水水质指标、系统设计、阻垢缓蚀处理、沉淀过滤处理、泥浆处理等内容。4.5增加了再生水处理内容污水经处理后（即再生水）用作循环冷却水系统补充水作法，在中国使用还不普遍，国际上已被部分较发达国家广泛采取。该方法对于节省水资源很有成效。此次修订就此内容增加了一章两节，关键内容为通常要求、水质指标、深度处理工艺及部分关键设计数据。4.6加酸处理这次《工业循环冷却水处理规范》修订增加了加酸处理内容，早在规范第一版《工业循环冷却水处理规范》GBJ50-83中就有加酸内容，但在第二版《工业循环冷却水处理规范》GB50050-95中删去，到现在修订版又把加酸处理内容加了进来，这不是简单反复，而是螺旋上升，早期加酸处理，因为加酸量不易控制，同时又受到缓蚀剂性能限制，担心加酸过量引发腐蚀，所以规范中不推荐这一方法。不过伴随投加设备和控制水平改善，和新配方开发，加酸处理优越性突现出来，这个方法既经济又简便，很多厂家全部采取此法提升浓缩倍数。4.7水质分析资料校核此次规范修订增加了水质分析资料校核计算，正确无误水质资料室循环冷却水处理设计基础。规范中推荐校核公式是基于水电中性这一性质，公式单位完全符合国际要求标准单位，避免因用毫克当量/L。公式以下：式中—阳离子毫摩尔浓度（mmol/L）；—阴离子毫摩尔浓度（mmol/L）；—阳离子电荷数；—阴离子电荷数。分析误差≤2％。4.8其它除了上述修订之外，在总则、术语、符号、旁流水处理、补充水处理、排水处理、药剂贮存和投配、监测控制和检测各章均作了部分修订。4.9和国外标准比较现在国际上还没有循环冷却水处理设计标准，中国现行循环冷却水处理标准是中国独有型式，当初在编制《工业循环冷却水处理规范》第一版时，关键技术和指标还是来自国外部分大型水处理企业，当初中国在循环冷却水处理技术上还有很大差距。不过经过20多年努力和赶超，中国循环冷却水处理技术和设计指标已靠近或达成国际水平，下面是此次修订部分水处理数据和国外大型水处理企业比较。因为各企业保密原因，表中数据有些为上世纪80~90年代指标。修订后《工业循环冷却水处理规范》标准和国外水处理企业标准比较项目修订标准N企业K企业G企业pH6.8~9.56.8~9.57.0~8.5<8.7浊度NTU10~2010~2020电导率μS/cm<4500<2500<6000钙硬度+甲基橙碱度mg/L≤1100总硬度mg/L200~300钙硬度mg/L≤90050~400M-碱度mg/L80~20030~300T-Femg/L≤1.0<1.0<2.0临界值<3.0AL3+mg/L≤0.5<0.5Cu2+mg/L≤0.1<0.1Cl-mg/L壳程≤700不锈钢管程≤1000碳钢不锈钢≤500不锈钢≤1000碳钢<300<200二氧化硅mg/L<175<130<150游离氯mg/L0.2~1.00.2~0.80.2~0.50.2~0.5CODCrmg/L<100<85异养菌个/mL≤1x105<1x105<1x104<1x105黏泥量mL/a≤3<3腐蚀速率mm/a碳钢≤0.075铜、铜合金、不锈钢≤0.005碳钢≤0.075铜<0.0075不锈钢<0.005粘附速率mg/cm2•月≤15炼油行业≤20<15<15污垢热阻m2•K/W1.72x10-4~3.44x10-43.44x10-4浓缩倍数55~6从上表对比数值能够看出在循环冷却水处理控制指标方面，基础已达成国际水平，有水处理指标甚至超出它们，不过在水处理药剂质量、自动监测和控制方面还有部分差距。5.相关《工业循环冷却水处理设计规范》实施有难度条款说明5.1腐蚀率在修订稿征求意见时，有药剂生产厂家提出，碳钢腐蚀率0.075mm/aa不易做到，期望降低到0.1mm/a，这一标准制订关键是依据中石化、中石油、化工等行业标准和企业运行数据，说明现有水处理技术是完全能够达成。提意见厂家也表示，不是做不到，而是含有一定难度，规范制订就是要有一定程度优异性，而且经过努力能够做到，这才表现规范推进技术发展作用。5.2浊度对浊度标准，关键是电力部门有些意见，电力部门行业标准是悬浮物200~400mg/L，相差这么大原因是发电厂凝汽器采取FeSO4成膜，配合胶球清洗，所以水中悬浮物指标很高。规范中对此给了说明。5.3浓缩倍数在征求意见过程中，对于浓缩倍数5要求，有教授有不一样意见。认为应区分丰水和缺水地域标准。浓缩倍数5要求不管是技术上还是企业运行数据，全部不成问题。从中国水资源短缺情况，不管是丰水或缺水地域全部应节水，不过大家意见也有些道理，所以《工业循环冷却水处理规范》把不应低于5，改为不宜低于5，不应小于3.0。6.工业循环冷却水处理设计深度和施工图审查关键点6.1基础设计要包含以下内容：1）循环冷却水量，温度降，系统划分2）补充水水质资料、水量和处理方案3）设计浓缩倍数、阻垢缓蚀处理方案4）系统排水处理方案5）旁流水处理方案6）微生物处理方案7）污垢热阻、腐蚀率、微生物指标确实定6.2具体设计审查：7.《工业循环冷却水处理规范》标准修订版社会经济效益7.1节省用水此次《工业循环冷却水处理规范》修订将浓缩倍数从3提升到5，节水效果是很显著，依据计算节水效果可提升0.4个百分点，到全国总用水量可达6000亿m3，其中工业用水为20％，而循环水补充水则占工业用水70％，以此计算，每十二个月可节水140亿m3，相当于北京市（34.5亿m3）4年用水量，按北京市工业用水现行价格5.6元/m3计算，每十二个月可节省资金748亿元，这是直接经济效益。间接效益还有降低水源规模和输配水管网，降低水处理药剂量，降低动能消耗等，总体算来经济效益是很巨大。此次《工业循环冷却水处理规范》修订增加了再生水用于循环冷却水补充水内容，这是节省用水降低环境污染又一有效方法。依据化工行业统计，工业污水和生活用水约占总水量1/5，清净排水约占1/6，累计约为2/5，假如只利用其中50％，则总水量即为240亿m3/年，可见节水效益是十分显著。当然有些地域单从经济上计算可能不十分划算，但从全局角度，从可连续发展、以人为本方针政策出发，还是必需作为。7.2腐蚀速率此次《工业循环冷却水处理规范》修订将碳钢设备腐蚀速率“宜小于0.125mm/a”降低至“应小于0.075mm/a”，将延长设备使用寿命1.67倍，降低设备折旧率，延长检修周期。7.3其它此次《工业循环冷却水处理规范》修订增加了直冷循环冷却水处理和再生水处理内容，扩大了《工业循环冷却水处理规范》覆盖面而且条文更具可操作性，愈加方便在设计中落实实施。另外对系统含磷污水排放，除了要求必需处理之外，而且还提供了处理方法，切实地处理了污染问题。8.《工业循环冷却水处理规范》修订标准初步评价8.1对修订《工业循环冷却水处理规范》版本反响此次《工业循环冷却水处理规范》修订很受循环冷却水处理设计、研究、服务工作人员欢迎，她们对规范作用寄予了很大期望，如回信中有同志表示“深感水处理行业工作没有一个强有力法律依据，工作起来很被动”，“伴随经济飞速发展，尤其是水处理行业发展，现行标准已经不能满足现场需要，急切期望有一个新标准出台”，这充足表明此次修订是很必需。在新版《工业循环冷却水处理规范》咨询意见稿寄出以后，广大水处理教授和行业工作者，均十分负责，极其认真、逐字逐条对规范修订稿进行了审查，提出了很多宝贵、中肯意见，并对规范修订稿给予肯定，如有教授在回文中讲到：“《工业循环冷却水处理设计规范》修订稿和原规范相比，增加了很多新内容，使本规范内容愈加丰富、更有可操作性，是一本比很好规范”，也有同志讲到“我感到《工业循环冷却水处理规范》‘修订稿’总体说来，比原稿大有提升和改善，已经考虑到这十多年中国外水处理技术发展，同时也结合了中国节水形势和日益严格要求。我感到你们作了大量调查研究，有很大成绩”。从上述反应看来，规范修订稿得到了广大教授和专业工作者认可。8.2《工业循环冷却水处理规范》修订稿评价《工业循环冷却水处理规范》修订版于12月21日在北京召开审查会，邀请全国水处理教授参会审查，《工业循环冷却水处理规范》修订版取得经过。审查结论以下：1）《工业循环冷却水处理设计规范》修订思想明确，符合国家经济发展总体方针和政策。着力落实节水、节能、节材、保护环境和安全生产标准和理念。2）《工业循环冷却水处理设计规范》修订稿比编订过程符合建设部相关要求和要求。修订组认真、负责、细致地做了大量调研工作，充足听取了各行业和各方面教授意见。3）修订稿涵盖了中国循环冷却水处理全部内容；文字简炼，表示科学正确，含有可操作性；充足反应了中国三十年来水处理技术经验和优异技术，并吸收了适合中国国情国外优异技术；规范中关键内容和技术指标已和国际接轨，有些指标还高于国外水平。同时，修订组也未水处理技术发展留有发展空间。能够认为这是一份基础达成国际优异水平和含有国际前瞻性规范。本文作者：中国工程工业给水排水专业委员会：薛树森。