循环水系统水质控制指标及注释

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除垢剂/杀菌灭藻剂/预膜剂/缓蚀阻垢剂/粘泥剥离剂/密闭式缓蚀剂/聚丙烯酰胺/聚合氯化铝等

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1、PH:7.0-9.2

在25℃时pH=7.0的水为中性，故pH=7.0-9.2的水大体上属于中性或微碱性的范围；冷却水的腐蚀性随pH值的上升而下降；循环水的pH值低于这一范围时，水的腐蚀性将增加，造成设备的腐蚀；循环水的pH值高于这一范围时，则水的结垢倾向增大，容易引起换热器的结垢。

2、悬浮物:≤10mg/L

悬浮物会吸附水中的锌离子，降低锌离子在水中的浓度；一般情况下，循环冷却水的悬浮物浓度或浊度不应大于20mg/L,当使用板式、翅片管式或螺旋板式换热器时，悬浮物浓度或浊度不宜大于10mg/L。

3、含盐量:≤2500mg/L

含盐量也可通过电导率来间接表示，天然淡水的电导率通常在50-500μS/cm；电导率与含盐量大致成正比关系，其比值1μS/cm的电导率相当于0.55-0.90mg/L的含盐量；在含盐量高的水中，Cl^-和SO4^2-的含量往往较高，因而水的腐蚀性较强；含盐量高的水中，如果Ca²⁺、Mg²⁺和HCO^3-的含量较高，则水的结垢倾向较大；投加缓蚀剂、阻垢剂时，循环冷却水的含盐量一般不宜大于2500mg/L。

4、Ca²⁺离子：30≤X≤200 mg/L

从腐蚀的角度看，软水虽不易结垢，但其腐蚀性较强，因此循环水中钙离子浓度不宜小于30mg/L；从结垢的角度看，钙离子是循环水中最主要的成垢阳离子，因此循环水中钙离子浓度也不宜过高；在投加阻垢分散剂的情况下，钙离子浓度的高限不宜大于200mg/L。

5、Mg²⁺离子：

镁离子也是冷却水中一种主要的成垢阳离子，循环水中镁离子浓度不宜大于60mg/L或2.5mmol/L（以Mg²⁺计）；由于镁离子易与循环水中的硅酸根生成类似于蛇纹石组成的不易用酸除去的硅酸镁垢，故要求循环水中镁离子浓度遵从以下关系：[Mg²⁺](mg/L)*[SiO₂](mg/L)<15000，式中[Mg²⁺]以CaCO3计，[SiO₂]以SiO₂计。

6、铝离子浓度≤0.5mg/L

天然水中铝离子的含量较低，循环水中的铝离子往往是由于补充水在澄清过程中添加铝盐作混凝剂而带入的；铝离子进入循环水中后将起粘结的作用，促进污泥沉积；循环水中铝离子浓度不宜大于0.5mg/L。

7、铜离子浓度：0.1mg/L

循环水中的铜离子会引起钢和铝的局部腐蚀，因此循环水中的铜离子浓度不宜大于0.1mg/L。

8、总铁(Fe²⁺,Fe³⁺)：<0.5mg/L

循环水中的铁离子即可以是由补充水带入的，也可以是由循环水系统中钢设备腐蚀所产生的；循环水中总铁浓度为0.1-0.2mg/L时为正常，在0.5-1.0mg/L时为过高，而总铁浓度>1.0mg/L时为腐蚀的信号；《设计规范》中要求循环水总铁含量一般宜小于0.5mg/L。

9、碱度甲基橙碱度：≤500mg/L

天然水中的碱性物质主要是HCO^3-，而循环冷却水中的碱性物质则主要是HCO^3-和CO₃^2-；碱度的单位可用mmol/L（H⁺计）或mg/L（CaCO₃计）表示；碱度按测定时所用指示剂的不同可分为酚酞碱度（P—碱度）和甲基橙碱度（M—碱度），后者又称为总碱度；甲基橙碱度是表征循环水中产生碳酸盐垢的成垢阴离子数量和结垢倾向的一个重要参数；一般情况下，冷却水中若不投加阻垢分散剂，则碱度不宜大于3mmol/L（H+计），若投加阻垢分散剂，一般不宜超过10.0mmol/L（H⁺计）或500mg/L（CaCO₃计）。

10、Cl^-：不锈钢换热设备时<300mg/L，碳钢换热设备时<1000mg/L

氯离子是一种腐蚀性离子，它能破换碳钢、不锈钢和铝等金属和合金表面的钝化膜，引起金属的点蚀、缝隙腐蚀和应力腐蚀破裂；在充分充气和未添加缓蚀剂的淡水中，当氯离子浓度从0增加到200mg/L时，碳钢单位面积上的蚀孔数随氯离子浓度的增加而增加；当氯离子浓度增加到500mg/L时，碳钢表面上除了蚀孔外，将还有溃疡状腐蚀；当投加缓蚀剂进行冷却水处理时，对于含不锈钢换热设备的循环水系统，氯离子浓度不宜大于300mg/L；对于含碳钢换热设备的循环冷却水系统，氯离子浓度则不宜大于1000mg/L；加氯或加次氯酸钠去控制微生物生长的同时，会使循环冷却水中的氯离子浓度升高；人们常根据循环水中和补充水中的氯离子浓度比计算循环水的浓缩倍数。

11、SO₄^2-、SO₄^2-+Cl^- ≤ 1500

硫酸根也是一种腐蚀性离子；循环冷却水中的硫酸根离子即可能是由补充水带入的，也可能是人们在控制循环冷却水pH值时通过加浓硫酸而带入的；硫酸根还可能与循环水中的钙离子生成硫酸钙垢，因此需要对它进行监测；循环冷却水中投加阻垢剂时，对于碳钢换热设备，水中：SO₄^2-+Cl-≤1500mg/L。

12、硅酸≤175mg/L[Mg²⁺]*[SiO₂]<15000

循环冷却水中的硅酸盐有一定的缓蚀作用，但硅酸盐浓度高时会生成硅酸镁垢；循环冷却水中硅酸盐的浓度（SiO₂计）不宜大于175mg/L；为了防止生成硅酸镁垢，循环水中的硅酸根浓度（SiO₂计）应控制在：[Mg²⁺](mg/L)*[SiO₂](mg/L)<15000 式中的[Mg²⁺]以CaCO₃计，[SiO₂]以SiO₂计。

13、油≤5mg/L

油类会附着于换热器的管壁上，影响换热器的传热和冷却，阻止缓蚀剂与金属表面相接触，使金属不能与缓蚀剂作用而生成保护膜；油类还是微生物的营养源，是水中污垢生成物的黏结剂；循环冷却水中的油含量不应大于5mg/L，炼油企业循环冷却水中的油含量则不应大于10mg/L。

14、游离余氯浓度0.5-1.0mg/L

能有效控制循环水中微生物生长的余氯浓度随循环冷却水运行时的pH值而异；当运行时的pH值为6.0-8.0时，循环冷却水中余氯的浓度为0.2mg/L就够了；当运行时的pH值为8.0-9.0时，循环冷却水中余氯的浓度应提高为0.4mg/L；当运行时的pH值为9.0-11.0时，循环冷却水中余氯的浓度则需要进一步提高到0.8mg/L；《设计规范》中则要求：在回水总管处，游离余氯浓度宜控制在0.5-1.0mg/L。

15、磷酸盐浓度

天然水中磷酸盐的浓度是很低的，循环冷却水中的磷酸盐通常是作为水处理剂而被加入水中的；循环冷却水中的磷酸盐通常有正磷酸盐、聚磷酸盐和有机磷酸盐三类；循环冷却水中的正磷酸盐通常是由聚磷酸盐水解或膦酸盐降解后产生的，也可能是正磷酸盐作为缓蚀剂而被直接加入水中的，正磷酸盐有一定的缓蚀作用，但它易于与水中的钙离子生成磷酸钙垢，故需对其在水中的浓度进行监测与控制；聚磷酸盐是一类广泛使用且较为有效的缓蚀剂和阻垢剂，聚磷酸盐易于水解为正磷酸盐，从而使其缓蚀能力降低，阻垢作用消失，且易与水中钙离子生成磷酸钙垢；膦酸盐是一类广泛使用的阻垢缓蚀剂，它既有阻垢作用，又有缓蚀作用，膦酸盐虽不易水解，但会被活性氯降解为正磷酸盐。

16、浓缩倍数

对于用来监测浓缩倍数的组分浓度或性质的要求：它们只随浓缩倍数的增加而成比例地增加，而不受运行中其他条件（加热、曝气、投加水处理剂、沉积或结垢等）的干扰；通常选用的组分浓度和性质有：氯离子浓度、二氧化硅浓度、钾离子浓度、钙离子浓度、含盐量和电导率。