李皓瑜，紀寶康

（延安大學 化學與化工學院，陜西 延安 716000）

某煤業(yè)工廠循環(huán)冷卻水的水質監(jiān)測及分析

李皓瑜，紀寶康

（延安大學 化學與化工學院，陜西 延安 716000）

針對某煤業(yè)工廠10天的循環(huán)冷卻水水質的部分指標進行實驗測定和分析，結果表明，所取水樣在pH值和化學需氧量方面測定值良好，均處于國家允許的范圍內，但在總硬度和濁度上出現不同程度的超標，氯離子含量和總鐵含量嚴重超標，表明該系統(tǒng)的設備管道可能已經出現了腐蝕的情況，建議該工廠予以重視。

循環(huán)冷卻水；水質測定；分析

工業(yè)循環(huán)水是化工工業(yè)生產的命脈，循環(huán)冷卻水的水質可直接影響換熱裝置及其管路的安全運行，管路腐蝕、結垢和粘泥等是冷換設備損壞和效率降低的主要原因，水質超標可能會對換熱器形成腐蝕，造成管道泄漏，影響生產，嚴重時甚至可能造成事故。為了解循環(huán)冷卻水中結垢控制和設備的腐蝕情況，需要對循環(huán)冷卻水各指標進行檢測和控制，從而起到實時監(jiān)測設備的作用。

1 實驗材料與方法

原料：來自陜西某煤業(yè)工廠的循環(huán)冷卻水取樣。

試劑：三乙醇胺、鉻黑T、EDTA、硝酸銀、鉻酸鉀、硝酸銀、硫酸、鐵標準液、濃鹽酸、鹽酸羥胺、鄰菲羅啉、硫酸亞鐵銨、標準濁度工作液等。

方法：根據GB50050-2007《工業(yè)循環(huán)冷卻水處理設計規(guī)范》對循環(huán)冷卻水的pH值、總硬度、氯離子含量、總鐵含量、化學需氧量、濁度等進行實驗測定和分析。

2 結果與討論

由于煤化工廠的循環(huán)水系統(tǒng)98 %以上的設備都是碳鋼材質，易發(fā)生換熱效率降低或設備腐蝕的情況，故監(jiān)測循環(huán)冷卻水的水質指標很有必要。本文對某煤業(yè)工廠的循環(huán)冷卻水進行了連續(xù)10天的水質指標測定，結果如表1所示。

2.1 pH值測定

文獻研究和實際生產表明，循環(huán)冷卻水pH小于 5．5時，碳鋼設備表面形成的鈍化膜很快會被破壞，還可能會發(fā)生析氫反應；而當pH大于9．5時，在一定條件下，鐵離子會生成難容鹽Fe(OH)3，使傳熱系數降低，故工廠循環(huán)冷卻水的pH值應控制在6．8～9．5之間，可有效防止腐蝕管路現象的發(fā)生。由表可知所取水樣pH值介于7．67～8．48，波動幅度不大，均處在國標范圍之內。

表1 連續(xù)十天監(jiān)測某煤業(yè)工廠循環(huán)冷卻水水質指標測定

2.2 總硬度測定（以CaCO3計）

由表1可以看出10天的總硬度最大值為595．34 mg/L，最小值為275．32mg/L，總體變化不大，但有兩天的測定值超出了國標值，但次日均恢復正常，這可能是因為當日補充水的總硬度偏高，或濃水未排放完全所導致的。

2.3 氯離子含量的測定

氯離子本身不會與不銹鋼或其他金屬發(fā)生反應，但當水中含有大量CL－時，就會使其電導率遠高于純水，而不銹鋼在微觀狀態(tài)下并不是均勻合金，具有一定不均勻性，這些不均勻或含有雜質的部分浸泡在高電導率溶液環(huán)境中會發(fā)生原電池反應，最終導致設備的點狀腐蝕，影響冷卻設備的正常運轉。根據GB50050-2007可知工業(yè)中循環(huán)冷卻水CL－含量應不大于700mg/L。由表1可得10天所取水樣的CL－含量均超出國標，需予以重視。

2.4 總鐵含量測定

由表1可知水樣中所含總鐵含量最大為3．04mg/L，最小為2．06mg/L，均高于國標1．0mg/L，說明腐蝕速度已經超標。當循環(huán)冷卻水中總鐵含量過高時，可能會在設備上生成氧化鐵水垢和磷酸鹽水垢，不僅會降低循環(huán)冷卻塔的經濟性，還會造成傳熱面局部溫度過高，造成管路變形，影響安全運行，甚至有可能會導致爆管事故。

由于連續(xù)10天的測定均表現出總鐵含量嚴重超標，建議該廠予以重視，在及時補充新水、添加緩蝕劑的同時還應該加強循環(huán)冷卻水的處理，若無明顯改善，則需在條件允許的情況下，對設備或者工藝段進行分段排查，進行工藝調整或設備檢修，甚至應慎重考慮是否更換循環(huán)冷卻水的設備。

2.5 化學需氧量的測定

化學需氧量越大，說明水體受有機物的污染越嚴重。循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中大量有機物分泌出的粘液會像粘合劑一樣，與水中灰塵、雜質、化學沉淀物、腐蝕產物等粘結在一起，形成粘泥。粘泥附著在換熱部位的表面，會降低冷卻水的冷卻效果，還可能堵塞換熱器中冷卻水的通道，從而使冷卻水無法工作。因此，對于循環(huán)冷卻水系統(tǒng)而言，COD是一個需嚴格管控的指標。

國標規(guī)定，工業(yè)生產設備中，COD值應控制在100 mg/L以內，表明水體受有機物污染程度不大。由表1可知10天連續(xù)監(jiān)測循環(huán)冷卻水中COD的測量值最大為110 mg/L，最小為44 mg/L，僅有1天水樣的COD值超過限定值，但經過及時調整于次日恢復正常。

2.6 濁度測定

濁度對于反映水體性能很關鍵，濁度過高表明可能會在換熱器上形成污垢，造成沉積，影響換熱效率，同時還會加大沖刷的機械能，加大金屬腐蝕情況，從而影響換熱器工作。

國標規(guī)定換熱設備濁度宜介于10～20 NTU。由表1可知，3月25日、28日和29日濁度分別為45．7、20．5、35．1 NTU，均超出了20 NTU，尤其是3月25日，濁度值高達常規(guī)值的2倍，可能的原因有，一是補充水濁度過高；二是冷卻水中需添加的緩蝕劑量偏小，阻垢效果不良。從10天的連續(xù)監(jiān)測來看，循環(huán)冷卻水的濁度在10天內有3天都出現了超標的情況，需格外引起重視。

3 結語

通過對10天某煤業(yè)工廠循環(huán)冷卻水水質的連續(xù)監(jiān)測可以發(fā)現，該工廠的循環(huán)冷卻水的水質分別在總硬度、濁度和總鐵含量上出現了超標的情況，表明該系統(tǒng)的設備管道可能已經出現了腐蝕，建議公司予以重視，如可能，對設備進行相應程度的整修。

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