循環(huán)冷卻水旁濾和加藥系統(tǒng)設(shè)計方案

1、第一部分設(shè)計前言1第二部分設(shè)計水質(zhì)水量及設(shè)計原則22.1、 設(shè)計水質(zhì)水量22.1.1、 原水水質(zhì)水量22.1.2、 供水的水質(zhì)水量22.1.3、 補水的水質(zhì)（采用自來水，供參考）22.2、 標準與規(guī)范32.3、 設(shè)計原則32.4、 設(shè)計范圍3第三部分工藝的確定及流程說明43.1、 工藝的確定43.2、 工藝流程及工藝說明43.2.1、 工藝流程方框圖43.3、 循環(huán)冷卻水水量計算平衡表53.4、 系統(tǒng)工藝流程說明5第四部分主要設(shè)備介紹64.1、 在線磷酸鹽分析儀（阻垢劑）64.2、 次氯酸鈉投加裝置74.3、 硫酸投加裝置74.4、 管道混合器74.5、 絮凝劑加藥裝置84.6、 重力式無閥過

2、濾器8第五部分電氣系統(tǒng)控制簡要說明9第六部分主要設(shè)備儀表參數(shù)10一、主要設(shè)備參數(shù)10二、電氣系統(tǒng)及卞僉測儀表參數(shù)12（電配箱內(nèi)配套電器）14第七部分設(shè)備材料清單15第八部分安裝接口事項及文件交付168.1、 安裝接口事項168.2、 文件交付168.3、 文件的單位及語言16第九部分質(zhì)量保證和技術(shù)服務(wù)179.1、 質(zhì)量保證179.2、 工程技術(shù)服務(wù)173000t/h循環(huán)冷卻水旁濾系統(tǒng)設(shè)計方案第一部分設(shè)計前言隨著工業(yè)的發(fā)展和生活的需要，水的用量急劇增加。因此，節(jié)約水資源如同節(jié)約能源，保護環(huán)境一樣，成了當務(wù)之急。節(jié)約用水最大的潛力是節(jié)約工業(yè)冷卻水，采用循環(huán)冷卻水是節(jié)約水資源的一條重要途徑，但循環(huán)冷

3、卻水結(jié)垢、腐蝕比較嚴重，容易滋生菌藻，以致影響設(shè)備的傳熱效率，威脅設(shè)備的使用壽命，因此對循環(huán)冷卻水進行水質(zhì)穩(wěn)定處理是必不可少的。本設(shè)計方案就是：通過一系列的過程控制，在達到要求的濃縮倍數(shù)（K=4.0）的情況下，滿足循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的過程要求。其循環(huán)冷卻水工程主要有以下過程控制：1、投加一定量的阻垢劑，減少循環(huán)冷卻水對冷介質(zhì)的熱交換器的腐蝕，并控制其腐蝕速率達到國家標準；2、通過對系統(tǒng)自動補充潔凈的水源以平衡由于：蒸發(fā)、風吹、排污等水量的損失，以維持循環(huán)冷卻水的水量平衡，進而維持循環(huán)水的電導率等相對恒定；3、通過在線控制，自動投加一定量的殺菌劑，以防止微生物的滋生，減少生物污泥量和減少對系統(tǒng)管路、

4、換熱器等的腐蝕；4、通過旁路凈化系統(tǒng)，使循環(huán)冷水的懸浮物（S3濃度處于相對低值，以減少系統(tǒng)的結(jié)垢趨勢；通過上述過程的控制，可實現(xiàn)以下目的：1、達到循環(huán)冷卻水要求的濃縮倍數(shù)，從而節(jié)約大量的水源，并且可降低生產(chǎn)成本；2、循環(huán)冷卻水對管路和換熱器的腐蝕速度達到要求的相對低值；第二部分設(shè)計水質(zhì)水量及設(shè)計原則2.1、 設(shè)計水質(zhì)水量2.1.1、 原水水質(zhì)水量由于用戶無法提供原水水質(zhì)數(shù)據(jù)，因此我們暫按以下水質(zhì)進行設(shè)計，其水質(zhì)如下：原水流量：3000m3/h揮發(fā)水量：34.2m3/h原水溫度：50C運行時間：365dPH值：8.59回水電導率：1500以硬度：202mg/L鈣硬度：264mg/L2.1.2、

5、供水的水質(zhì)水量3供水流量：3000m/h供水溫度：33C濃縮倍數(shù)：K=4.0PH值：79.2總磷：6-7mg/L（以PO43H）硬度：74.1mg/L鈣硬度：98.1mg/L系統(tǒng)補水：34.2t/h濁度：010NTU鈣硬度：<200mg/L2.1.3、 補水的水質(zhì)（采用自來水，供參考）PH:電導率:總硬度:78.5280370100-130mg/L2.2、 標準與規(guī)范X(JB2932-86)水處理設(shè)備制造技術(shù)條件X(JB2880-89)鋼制焊接常壓容器技術(shù)條件X(ZBJ98003水處理設(shè)備油漆、包裝技術(shù)條件X(GB50050-95工業(yè)循環(huán)冷卻水處理設(shè)計規(guī)范實(GB50268-97給排水管

6、道工程施工及驗收規(guī)范派(HG20524-92化工企業(yè)循環(huán)冷卻水處理加藥裝置設(shè)計統(tǒng)一規(guī)定派(ISO9001-2000)質(zhì)量保證體系X其它有關(guān)中國國家及行業(yè)標準。2.3、 設(shè)計原則1、嚴格執(zhí)行國家環(huán)境保護有關(guān)法規(guī)，按規(guī)定的冷卻水回用標準，使處理后的冷卻水水質(zhì)指標附合標準指標。2、采用先進、成熟、合理、可靠的處理工藝，并具有顯著的環(huán)境效益、社會效益和經(jīng)濟效益。3、系統(tǒng)應采取措施盡可能提高濃縮倍數(shù)，以減少排污量，降低新鮮水的補充量;而且有利于環(huán)境保護，防止熱污染，節(jié)能和設(shè)備的自身保護。4、本工程循環(huán)冷卻水系統(tǒng)在界區(qū)內(nèi)設(shè)置計量儀表和閥門，對流量進行控制管理,以達到節(jié)水的目的。5、工藝設(shè)計與設(shè)備選型能夠在

7、生產(chǎn)運行過程中具有較大的靈活性和調(diào)節(jié)余地，能適應水質(zhì)、水量的變化，確保出水水質(zhì)穩(wěn)定、達標。6、在運行過程中，便于操作管理、便于維修、節(jié)省動力消耗和運行費用。2.4、 設(shè)計范圍1、本方案設(shè)計內(nèi)容只包括旁濾系統(tǒng)及整個循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的加藥設(shè)備，其它未列出的內(nèi)容不在此設(shè)計范圍內(nèi)。2、旁濾系統(tǒng)和系統(tǒng)加藥電氣部分第三部分工藝的確定及流程說明3.1、 工藝的確定在循環(huán)水冷卻水系統(tǒng)運行過程中，尤其是冷卻水中會存在大量的懸浮物質(zhì)。其中由于空氣中灰塵雜物的進入，日常加藥處理后會造成部分水垢、銹垢、微生物粘泥的脫落、分散，會造成水質(zhì)的混濁。由于各種雜質(zhì)在水中溶解度很小，很易用過濾的方式去除，因此在系統(tǒng)管路上安裝旁濾

8、系統(tǒng)，以防止系統(tǒng)中末端管路污泥堵塞，并配合加藥處理有效地去除系統(tǒng)內(nèi)的雜質(zhì)，可收到良好效果。本工程中的旁濾系統(tǒng)采用：混凝反應+重力式無閥過濾3.2、 工藝流程及工藝說明3.2.1、 工藝流程方框圖混凝劑投加裝置3.3、 循環(huán)冷卻水水量計算平衡表旁濾系統(tǒng)_排污水量（B2）蒸發(fā)水量（E）風吹水量（D）循環(huán)系統(tǒng)的水量平衡原則JM=E+B1+B3+D+FaIIIL.BI.一E1ItJIIiII1_51IHJB.I依據(jù)廣東珠三角地區(qū)氣侯條件，冷卻塔的降溫5.腕方5.70C、濃縮倍數(shù)（K）=4.0等工程介質(zhì)熱交換器（R=3000m3/h）RR循環(huán)水泵因素，經(jīng)過計算，系果敢?塔補充水量(M)1B=B1+B2=

9、(0.093)R21)%RivE二(0.330.74)蹌Rk池D=(0.200.50)%可F=0（循環(huán)冷卻汞嗦新片即滲漏）則：M=(0.721.55)%RMmax=1.55%R=46.5m3/hMmin=0.72%R=21.6m3/h平均值:M=1.14%R=34.2m3/h旁濾系統(tǒng)處理能力應為：5.0%R=150m3/h,本工程的旁濾系統(tǒng)依據(jù)甲方要求處理能力為120t/h。3.4、 系統(tǒng)工藝流程說明在系統(tǒng)運行期間，匯集在冷水池的冷卻水首先經(jīng)由循環(huán)水泵輸送到各個介質(zhì)熱交換器。在熱交換器中，冷卻水在通過設(shè)備水冷器與工藝介質(zhì)交換，熱的工藝介質(zhì)在熱交換中溫度降低，而冷卻水被加熱、溫度升高；另外，由于

10、水體在系統(tǒng)中不斷循環(huán)使用，水溫升高、水的蒸發(fā)，各種離子和有機物質(zhì)的濃縮，冷卻塔和冷水池在室外受陽光照射、風吹雨淋、灰塵雜物的飄落，以及設(shè)備和材料等多種因素的綜合作用，會在冷卻水系統(tǒng)中產(chǎn)生嚴重的水垢附著、設(shè)備腐蝕和菌藻微生物的大量滋生，以及由此而形成的粘泥污垢堵塞管道的危害和換熱器腐蝕。為了減輕上述的危害，直至使其不發(fā)生，本工藝的設(shè)計將采用在冷卻塔出口管道（回水管路）上設(shè)置：1、阻垢劑投藥裝置進行自動定量投加，阻垢劑投藥量由磷酸鹽在線分析儀進行控制和自動投加阻垢劑的量；2、殺菌劑投藥量由余氯在線檢測儀控制和自動投加；并維持循環(huán)水中的余氯濃度為0.501.00mg/L;3、采用酸自動投藥裝置用以調(diào)

11、整回水中的PH值；4、通過在線電導率儀的自動控制系統(tǒng)的排污水量和補水量，以實現(xiàn)循環(huán)冷卻水的濃縮倍數(shù)為不低于4.0倍；5、設(shè)計旁路凈化系統(tǒng)，以維持循環(huán)冷卻水的SS不高于20.0mg/L通過過程的有效控制，讓回水中的離子濃度、菌藻等指標在進入冷水池之前得到初步的控制。同時，通過投加硫酸來進行控制回水中的PH值，即可以保證各種藥品能得到更好的處理效果，又能減輕了回水在回流到冷水池這一過程中使管道受到腐蝕。在通過投加化學藥品后，濁度還不能達到換熱設(shè)備系統(tǒng)運行要求，溫度可以通過冷卻塔的處理得以降低，濁度可以通過旁濾系統(tǒng)進行有效去除，設(shè)置旁濾系統(tǒng)主要的目的是為了穩(wěn)定循環(huán)冷卻水水質(zhì)。旁濾系統(tǒng)是由混凝劑投加裝

12、置、管道混合器、無閥過濾器組成。由于水體在系統(tǒng)中不斷循環(huán)、蒸發(fā)、濃縮，水中的雜質(zhì)、懸浮物等濃度也隨著循環(huán)的次數(shù)變化而升高，在無閥過濾器過濾前通過投加混凝劑，主要是提高過濾效果。重力式無過濾過濾器是采用水力全自動控制運行，能自動運行運行及自動反洗，無需設(shè)置反洗泵，具有出水水質(zhì)穩(wěn)定、控制簡單、無需專人管理等優(yōu)點。重力式無閥過濾器內(nèi)部填裝精細石英砂濾料，水體由中部中心管進入，經(jīng)過填料濾層后流入集水區(qū)，過濾后的出水在重力的作用下經(jīng)由內(nèi)部連通管流入上部集水區(qū)，由上部集水區(qū)出口自流到冷水池與冷卻塔出水混合，通過旁濾處理和冷卻塔處理，出水即可達到介質(zhì)熱交換器的進水要求。為了保證長期系統(tǒng)各參數(shù)的準確性，系統(tǒng)設(shè)

13、置一套旁路掛片，通過旁路掛片的結(jié)垢程度來對系統(tǒng)各功能參數(shù)進行相應的調(diào)整。第四部分主要設(shè)備介紹4.1、 在線磷酸鹽分析儀（阻垢劑）水中的鹽分（如碳酸鈣等）在達到其飽和溶解度后，會由水中結(jié)晶析出，從而在管路上表面形成一層垢，導至水體輸送能力嚴重時還會堵塞管路。在回水中投加阻垢分散劑，提高水中鹽類的溶度積，降低結(jié)垢傾向，通過加入阻垢緩蝕劑，避免金屬生銹，并防止鈣鎂離子結(jié)晶沉淀。選用聚磷酸鹽系列的阻垢劑，通過控制阻垢劑的投加量與旁路掛片的腐蝕速度對比、并經(jīng)一段時間的調(diào)試，以求得最佳的阻垢劑的投加量范圍，從而實現(xiàn)在經(jīng)自動控制與投加。MACPhosphate是一種微電腦控制的全自動在線磷酸鹽分析儀，可適用

14、于多種水質(zhì)如河水、地表水和工業(yè)廢水。測量原理和流程圖（右圖）若有必要，過濾后，把樣品泵入LFA反應器里。在LFA反應器里，分析儀測量并存儲樣品空白值。微處理器開始按順序添加藥品，先添加鋁酸鹽以形成磷鋁雜多酸。在適當?shù)臅r間內(nèi)混合好藥品后，分析儀添加還原劑抗壞血酸進行比色反應。進行充分的藥品混合和反應后，分析儀停止反應并在660nm或880nm處測量光學流通池藥品吸收率，依據(jù)存儲在分析儀里的校正因數(shù)計算出樣品的濃度。隨機附件：計量泵、藥液桶、攪拌器、磷酸鹽分析儀組成。4.2、 次氯酸鈉投加裝置為防止冷卻水中的細菌污染造成堵塞管路、影響系統(tǒng)運行效率，在冷卻水投加適量的次氯酸鈉，殺滅水中的微生物，減少

15、系統(tǒng)內(nèi)的微生物量，同時也可氧化水中的二價鐵，使其在無閥過濾器中更易于去除，降低水中鐵含量。隨機附件：加藥裝置由計量泵、藥液桶、攪拌器、余氯檢測儀組成。4.3、 硫酸投加裝置用以調(diào)整冷卻水中的PK,通過加入硫酸，降低水的碳酸鹽硬度，使碳酸鹽硬度轉(zhuǎn)化為溶解度較大的非碳酸鹽硬度，并使循環(huán)水的碳酸鹽硬度低于極限碳酸鹽硬度，達到防止結(jié)垢的目的。隨機附件：加藥裝置由計量泵、藥液桶、攪拌器、PH空制儀組成。4.4、 管道混合器管道混合器采用螺旋葉片式，通過葉片的劇烈擾流作用，使投加到水中的藥物能與水迅速充分地混合，用于旁濾系統(tǒng)絮凝劑的混合。4.5、 絮凝劑加藥裝置加藥裝置的作用是為系統(tǒng)投加適量的絮凝劑，其主

16、要作用是將存在在冷卻水中的懸浮物、有機物、膠體等絮凝成大顆粒的磯花，以便在無閥過濾器中有效去除大部分有機懸浮物及泥渣。一般水中的雜質(zhì)往往帶有一定量的同性電荷，它們相互排斥，難以自動聚集成為大顆粒，高分子絮凝劑溶液于水后，會產(chǎn)生水解和縮聚反應而形成高聚合物。這種高聚合物的結(jié)構(gòu)是線型結(jié)構(gòu)，線的一端拉著一個膠體顆粒，另一端拉著另一個膠體顆粒，在相距較遠的兩個微粒之間起著粘結(jié)架橋作用，使得微粒漸漸變大，變成大的絮凝體（俗稱研花）。本系統(tǒng)投加絮凝劑為PAC（聚合氯化鋁），其是長鏈的高分子聚合物，在水中可形成帶電荷的Alx（OH）y3x-y長鏈多功能基團，它具有壓縮膠體雙電層的作用，同時對異性電荷也可以起

17、到中和作用，而且每個基團都可以吸附水中分散的懸浮物、有機物、膠體等小顆粒雜質(zhì)，從而使絮凝體快速成為大顆粒帆花。為了使基團表面吸附效果更好應適當?shù)剡M行攪動混合，因此PAC投加點在進水母管上并加裝管道混合器。隨機附件：加藥裝置由計量泵、藥液桶、攪拌器組成。4.6、 重力式無閥過濾器本裝置設(shè)計為水力自動反沖，其工作運行原理如下：過濾時的流程是：待處理的冷卻水在加入混凝劑后，經(jīng)配水槽、U型管進入虹吸上升管，再由頂蓋內(nèi)的布水檔板均勻地布水于濾料層中，水自上而下通過濾料層過濾，過濾水從小阻力配水系統(tǒng)進入上、下集水區(qū)，即出水箱儲存，當水位上升至出水管時，過濾水就流入冷水池。濾池剛投入運行時，濾料層較清潔，但

18、當運行到一定的時間之后由于濾料層中固體顆粒雜質(zhì)的逐漸增多，因此水頭損失也隨之增加，水位就沿著虹吸上升管慢慢升高，當水頭損失增大到一定程度之后，使虹吸上開管中的水位升高到虹吸輔助管口時，水便從輔助助管口急速流下，依靠水流的挾氣和引射作用及抽氣管不斷帶走虹吸管中的空氣，使虹吸管形成真空，虹吸上升管中的水便大量地越過管頂，沿虹吸下降管落下，這時，就開始了反沖洗過程。沖洗水箱的水經(jīng)過連桶管、集水區(qū)和配水系統(tǒng)從下而上沖洗濾料層，沖洗的廢水通過虹吸管流入排水井排出。在沖洗過程中，水箱的水位逐漸下降，約沖洗5min左右，水箱水位下降到虹吸破壞器時，虹吸即被破壞，沖洗過程就此結(jié)束，過濾又重新開始。設(shè)置本裝置，

19、可省去了傳統(tǒng)的機械反沖水泵，同時不需要抽取清水池的清水作反沖用水，使整個系統(tǒng)因減少了反沖洗泵及相關(guān)的管道、閥門、管件而變得更為簡單，大大地減輕操作管理強度及設(shè)備投資。由于反沖是視濾層的堵塞程度而自動進行，減少了人為操作的失誤，整套裝置甚至可以在無人操作的狀態(tài)下運行。第五部分電氣系統(tǒng)控制簡要說明1 .在線總磷檢測儀：采用先進的模糊控制方式實時調(diào)整緩蝕、阻垢劑投加量，確保循環(huán)水中總磷含量始終維持在規(guī)定范圍內(nèi)。2 .電導率監(jiān)控：在介質(zhì)熱交換設(shè)備出水管上設(shè)置電導率分析儀，用以在線監(jiān)測冷卻水電導率和控制排污，穩(wěn)定冷卻水中的濃縮倍數(shù)。3 .余氯在線監(jiān)控：系統(tǒng)設(shè)置一套余氯在線檢測儀，實時對冷卻水中的氯含量進

20、行監(jiān)控，當水中余氯發(fā)生變化時，系統(tǒng)自動調(diào)整加氯設(shè)備的加藥量，保證水中氯含量在0.51mg/L。4 .水質(zhì)PK控：介質(zhì)熱交換設(shè)備出口處設(shè)有PH空制器，監(jiān)測工藝系統(tǒng)出水的PHS變化，以確定是否加酸或加堿進行中和，當PK生變化時，系統(tǒng)自動調(diào)整計量泵的加藥量；5 .混凝劑系統(tǒng)監(jiān)控：旁濾系統(tǒng)中混凝劑加藥系統(tǒng)的控制，由于旁濾進水水量變化不大，因此，投藥量采用用手動定量控制，計量泵與旁濾系統(tǒng)聯(lián)動。6 .其它水質(zhì)項目的監(jiān)測采用定期化驗室測定。第六部分主要設(shè)備儀表參數(shù)一、主要設(shè)備參數(shù)1、管道混合器1臺制造商：本公司規(guī)格尺寸：DN150X1300流速：1.97L/S材質(zhì)：A3鋼防腐2、混凝劑加藥裝置1套（絮凝劑投

21、藥量按型號：15mg/L,濃度按810%計）JY-120附屬設(shè)備：3.1計量泵型號：ACS903SW：28L/hr壓力：3bar材質(zhì)：組合功率：40W制造商：SEKO數(shù)量：1臺3.2攪拌槽型號：RS-800容積：600L材質(zhì)：不銹鋼數(shù)量：1個3.4儲藥箱容積：900L材質(zhì)：PVC數(shù)量：1個3.5攪拌電機型號：WDE1010-100材質(zhì)：不銹鋼（攪拌槳及轉(zhuǎn)動軸）轉(zhuǎn)速：750RPM功率：0.75KW數(shù)量：1臺3、重力式無閥過濾器1套處理水量：120m3/hr安裝尺寸：6500X3530X6250mmH外形尺寸：小3000X4300mmH結(jié)構(gòu)：鋼防腐單套運行重量：92噸反洗歷時：46分鐘數(shù)量：1套4

22、、硫酸投加裝置1套4.1tfWf規(guī)格：4760X1250mmH容積：500L材質(zhì)：PE4.2酸計量泵制造商：SEKO型號：DPR904SW：45L/h壓力：1bar功率：40w數(shù)量：1臺5、次氯酸鈉加藥裝置1套設(shè)計按最大投藥量：4g/m3計算:5.1tWI規(guī)格：（|）760X1250mmH容積：500L投加方式：計量泵材質(zhì)：PE數(shù)量：1個5.2計量泵型號：ACS901SW：12L/hr壓力：6bar材質(zhì)：組合功率：40W制造商：SEKO數(shù)量：1臺二、電氣系統(tǒng)及檢測儀表參數(shù)1.電導儀1臺制造商：SINGNET變送器：3-2850-1傳感器：3-2841測量范圍：10-10000us/cm精度：&

23、#177;2%心：4-20mA/2線制電源：12-24VDC±5%環(huán)境溫度：1-70C環(huán)境濕度：0-95%防護等級：IP652.PH儀1臺制造冏：變送器：傳感器：測量范圍：精度：信號：電源：環(huán)境溫度：環(huán)境濕度：防護等級：3、余氯檢測儀1臺SINGNET3-2750-13-27560-14PH±1%4-20mA/2線制12-24VDC±5%1-50C0-95%IP65制造冏:型號:電源:測量范圍:精確度:輸出信號:控制:溫度:警報接點:上海谷雨CL-40220V50Hz/60Hz0.002.00ppm0.1%420mAON/OFF繼電器輸出1.1、 60攝氏度上下限

24、任意兩值設(shè)定4、MICROMACCH3Po4在線控制儀1臺制造商：意大禾ISYSTEA測量原理：比色法：鋁酸鹽抗壞血酸法比色計：660nm或880nm測量類型：循環(huán)測量測量間隔：可編程測量時間：5分鐘測量范圍：0-200mg/L檢測限：滿量程的3%（執(zhí)行美國環(huán)保署計算方法）重現(xiàn)性：優(yōu)于3%相號輸出：標準420mA模擬輸出，取大負數(shù)05V,其它RS485或RS232可選相號輸入：1路分析，1路校正報警：1路高限報警，1路校正藥劑更換：34周，根據(jù)運行溫度環(huán)境溫度：1030C防護等級：IP55電源：供電電源：220VAC分析儀：12VDC重量：33kg（不包括藥劑）尺寸：800450300mm(hwd)認證：國際：CEISO9001;中國CP/證無壓；樣品溫度：10-30C400歐姆或樣品和廢液的傳遞:7、電控箱1套（電配箱內(nèi)配套電器）數(shù)量：1批生產(chǎn)廠家：施耐德第七部分設(shè)備材料清單（略）說明：本設(shè)計方案除了上述設(shè)備及上述設(shè)備相關(guān)安裝材料外，不含循環(huán)冷卻水的供水、回水管網(wǎng)、循環(huán)水泵等設(shè)備及材料。第八部分安裝接口事項及文件交付1.2、 安裝接口事項1、所有設(shè)備的管路接口:廠方將所需管路接