工業循環冷卻水處理設計規范

目錄

1總則

2術語、符號

2.1術語

2.2符號

3循環冷卻水處理

3.1普通規定

3.2敞開式系統設計

3.3密閉式系統設計

3.4阻垢和緩蝕

3.5菌藻處理

3.6清洗和預膜處理

4旁流水處理

5補充水處理

6排水處理

7藥劑的貯存和投配

8監測、貯存和化驗

附錄A水質分析項目表

附錄B本規范用詞說明

附加說明

附：條文說明

1總貝I]

1.01為了控制工業循環冷卻水系統內由水質引起的結

垢、污垢和腐蝕，保證設備的換熱效率和使用年限，并使工

業循環冷卻水處理設計達到技術先進、經濟合理，制定本規

范。

1.02本規范合用于新建、擴建、改建工程中間接換熱的

工業循環冷卻水處理設計。

1.03工業循環冷卻水處理設計應符合安全生產、保護環

境、節約能源和節約用水的要求，并便于施工、維修和操作

管理。

1.04工業循環冷卻水處理設計應在不斷地總結生產實

踐經驗和科學試驗的基礎上，積極謹慎地采用新技術。

1.05工業循環冷卻水處理設計除應按本規范執行外，尚

應符合有關現行國家標準、規范的規定。

2術語、符號

2.1術語

2.1.1循環冷卻水系統Recirculatingcoolingwater

systemc

以水作為冷卻介質，由換熱設備，水泵、管道及其它關

設備組成，并循環使用的一種給水系統。

2.1.2敞開式系統Opensystem

指循環冷卻水與大氣直接觸冷卻的循環冷卻水系統。

2.1.3密閉式系統Closedsystem

指循環冷卻水不與大氣直接觸冷卻的循環冷卻水系統。

2.1.4藥劑Chemicals

循環冷卻水處理過程中使用的各種化學物質。

2.1.5養菌Countofheterotrophicbacteria

按細菌平皿計數法求出每毫升水中的異養菌個數.

2.1.6希尼Slime

指微生物及其分泌的黏液與其它有機和無機的雜質混

合在一起的粘濁物質。

2.1.7希尼量Slimecontent

用標準的浮游生物網，在一定時間內過濾定量的水，將

截留下來的懸濁物放入量筒內靜置一定時間，測其沉淀后粘

泥量的容積，以mg/m3表示。

2?1.8.^^熱阻值Foulingresistance

表示換熱設備傳熱面上因沉積物而導致傳熱效率下降

程度的數值，單位為m2?k/w。

2.1.9腐蝕率Corrosionrate

以金屬腐蝕失重而算得的平均腐蝕率，單位為mm/ao

2.1.10容積Systemcapacityvolume

循環冷卻水系統內所有水容積的總和。

2.1.11濃縮倍數Cycleofconcentration

循環冷卻水的含鹽濃度與補充水的含鹽濃度之比值。

2.1.12片Monitoringtestcoupon

放置在監測換熱設備或者測試管道上監測腐蝕用的標

準金屬試片。

2.1.13預膜Prefilming

在循環冷卻水中投加預膜劑，使清洗后的換熱設備金屬

表面形成均勻密致的保護膜的過程。

2.1.14間^^Indirectheatexchange

換熱介質之間不直接接觸的一種換熱形式。

2.1.15旁Sidestream

從循環冷卻水系統中分流部份水量，按要求進行處理

后,再返回系統。

2.1.16留時間Permittedretentiontimeof

chemicals

藥劑在循環冷卻水系統中的有效時間。

2.1.17補3^量Amountofmakeupwater

循環冷卻水系統在運行過程中補充所損失的水量。

2.1.18排污水量Amountofblowdown

在確定的濃縮倍數條件下，需要從循環冷卻水系統中排放的

水量。

2.1.19熱流密度Heatloadintensity

換熱設備的單位傳熱面每小時傳出的熱量。以w/m2。

2.2符號

編號符號含義

2.2.1A冷卻塔空氣流量（m3/h）

2.2.2Ca空氣中的含塵量（g/m3）

2.2.3C補充水中某項成份的含量（g/mL）

mi

2.2.4c補充水的懸浮物含量（mg/L）

ms

c循環冷卻水中某項成的含量

2.2.5ri

（mg/L）

2.2.6c循環冷卻水的懸浮物含量（mg/L）

rs

2.2.7c旁流處理后水中某項成份含量

si

（mg/L）

2.2.8Css旁流過濾后水的懸浮物含量mg/L

G加氯量kg/h

2.2.9c

G系統首次加藥量kg

2.2.10f

G非氧化性殺菌滅藻劑的加藥量體

2.2.11n

裁衣kg

2.2.12G系統運行時的加約量kg/h

r

2.2.13g單位循環冷卻水的加藥量mg/L

2.2.14gc單位循環冷卻水的加氯量mg/L

K懸浮物沉降系數

2.2.15s

2.2.16N濃縮倍數

2.2.17Q循環冷卻水量m3/h

2.2.18排污水量ms/h

QB

2.2.19Q蒸發水量ms/h

補充水量

2.2.20Qms/h

2.2.21旁流過濾水量

Q$ms/h

2.2.22風嫩失水量ms/h

Q〈f

2.2.23Qw設計停留時間h

2.2.24T系統容積m3

d

2.2.25V設備中的水容積m3

2.2.26V管道容積m3

f

2.2.27V管道各膨脹罐的容積

pm3

2.2.28Vpc管道和膨脹罐的容積m3

2.2.29V水池容積

1m3

3.1.1循環冷卻水處理設計方案的選擇，應根據換熱設

備設計對污垢熱阻值和腐蝕率的要求，結合下列因素通過技

術經濟比較確定。

3.1.L1循環冷卻水的水質標準；

3.1.1.2水源可供的水量及其水質

3.1.1.3設計的濃縮倍數（對敞開式系統）

3.1.1.4循環冷卻水處理方法所要求的控制條件;

3.1.1.5旁流水和補充水的處理方式；

3.1.1.6藥劑對環境的影響。

3.1.2循環冷卻水用水量應根據生產工藝的最大小時用

水量確定，供水溫度應根據生產工藝要求并結合氣象條件確

定。

3.13當補充水水質資料的采集與選取應符合下列規定;

3.13.1補充水水源為地表水時，不宜少于一年的逐月水

質全分析資料；

3.13.2當補充水源為地下水時，不宜少于一年的逐季水

質全分析資料；

3.1.3.3循環冷卻水處理設計應以補充水水質分析資料

的年平均值作為設計依據，以最差水質校核設備能力。

3.1.4水質分析項目宜符合本規范附錄A的要求。

3.1.5敞開式系統中換熱設備的循環冷卻水側流速和熱

流密度，應符合下列規定：

3.1.5.1管程循環冷卻水流速不宜小于0.9m/s

3.1.5,2殼程循環冷卻水流速不應小于0.3m/s。當常駐

條件限制不能滿足上述要求時，應采取防腐涂層、反向沖洗

等措施；

3.1.53熱流密度不宜大于58.2kW/rri2

3.1.6換熱設備的循環冷卻水側管壁的污垢熱阻值各腐

蝕率應按生產工藝要求確定，當工藝無要求時，宜符合下列

規定；

3.1,6.1敞開式系統的污垢熱阻值為1.72x10-4-3.44x

10-4m2.k/w

31.6.2密閉式系統的污垢熱阻值宜小于0.86x10-4m

2.K/W

3.1.63碳鋼管壁的腐蝕率宜小于0.125mm/a，銅、胴

合金和不銹鋼管壁的腐蝕率宜小于0.005mm/a

3.1.7敞開式系統循環冷卻水的水質標準應根據換熱設

備的結構形式、材質、工況條件、污垢熱阻值、腐蝕率以及

所采用的水處理配方等因素綜合確定，并宜符合表的3.1.7

規定。

循環冷卻水的水質標準

項目單位要求和使用條件允許值

根據生產工藝要求確

mg/L<20

定期

懸浮物

換熱設備為板式、翅片

<10

管式、螺旋板式樣

PH值根據藥劑配方確定7.0-9.0

甲基橙堿根據藥劑配方及工況

mg/L<500

度條件確定

根據藥劑配方及工況

Ca2+mg/L30-200

條件確定

Fe2+mg/L<0.5

mg/L碳鋼換熱設備<1000

Cl-

不銹鋼換熱設備<300

mg/L［SCV］與?］之和<15000

對系統中混凝土材質

的要求按現行的，

《巖土工程勘察規范》

GB50021-94規定執行

mg/L<175

硅酸

［Mg2+］與［$0」的乘積<15000

游離氯mg/L在回水總管處0.5-1.0

<5

石油類mg/L

煉油企業<10

注：9甲基橙堿度以CaCC>3計

9硅酸以S.計

9Mg2+以CaCO3iH-

3.1.8密閉式系統循環冷卻水的水質標準應根據生產工

藝條件確定。

3.1.9敞開式系統循環冷卻水的設計濃縮倍數不宜小于

3.0。濃縮倍數可按下式計算：

N=Qn/(Qb+Qw)

式中N為濃縮倍數；

Qm補充水量ms/h

Qb排污水量m3/h

Qw風吹損失水量ms/h

3.1.10敞開式系統循環冷卻水中的異養菌數宜小于5x

105個/ml粘泥量宜小于4ml/m3

3.2敞開式系統設計

3.2.1循環冷卻水在系統內設計時間不應超過藥劑的允

許停留時間。設計停留時間可按下式計算：

Td=W(Qb+Qw)

式中:Td——設計停留時間

V——系統容積

322循環冷卻水的系統容積宜小于小時循環水量的三

分之一。當按下式計算的系統容積超超過前述規定時，應調

整水池容積。

V=Vf+Vp+乂

vf設備中的水容積

V管道容積

rp

乂水池容積

3.2.3經過投加阻垢劑、緩蝕劑和殺菌滅藻劑處理后的循

環冷卻水不應作直流水使用。

3.2.4系統管道設計應符合下列規定：

3.2.4.1循環冷卻水回水管應設置直接接至冷卻塔集水

池的旁路管；

3.2.42換熱設備的接管宜預留接暫時旁路管的接口；

3.2.43循環冷卻水系統的補充水管管徑、集水池排空管

管徑應根據清洗、預膜置換時間的要求確定。置換時間應根

據供水能力確定，宜小于8小時。

當補充水管設有計量儀表時，應增設旁路管。

3.2.5冷卻塔集水池宜設置便于排除或者清除淤泥的設

施。集水池出口處和循環水泵吸水井宜設置便于清洗欄污濾

網。

33密閉式系統設計

3.3.1密閉式循環冷卻水系統容積可按下式計算：

V=Vf+Vpc

式中Vpc——管道和膨脹罐的容積m3

3.3.2密閉式循環冷卻水系統的加藥設施，應具備向補充

水和循環水投藥的功能。

33.3密閉式循環冷卻水系統的供水總管和換熱設備的

供水管，應設置管道過濾器。

3.3.4密閉式循環冷卻水系統的管道低點處應設置泄空

閥，管道高點處應設置自動排氣閥。

3.4阻垢^口緩蝕

3.4.1循環冷卻水的阻垢、緩蝕處理方案應經動態摹擬

試驗確定，亦可根據水質和工況條件類似的工廠運行經驗確

定。當做動態摹擬試驗進，應結合下列因素進行:

3.4.1.1補充水水質：

3.4.1.2污垢熱阻值

3.4.13腐蝕率

3.4.1.4濃縮倍數

3.4.1.5換熱設備的材質

3.4.1.6換熱設備的熱流密度

3.4.1.7換熱設備內水的流速

3.4.1.8循環冷卻水溫度

3.4.1.9藥劑的允許停留時間

3.4.1.10藥劑對環境的影響

3.4.1.11藥劑的熱穩定性與化學穩定性

3.4.2當敞開式系統換熱設備的材質為碳鋼彳盾環冷卻水

采用磷系復合配方處理時彳盾環冷卻水的主要水質標準除應

符合本規范3.1.7條的規定外,尚應符合下列規定：

3.4.2.1懸浮物宜小于10mg/L

3.422甲基橙堿度宜大于50mg/L（以CaCC）3計）

3.4.23正磷酸鹽含量（以POp-計）宜小于或者等于磷酸

鹽總含量的（以

PO43-i+）50%

3.4.3當采用聚磷酸鹽及其復合藥劑配方時，換熱設備出

口處的循環冷卻水溫度宜低于500℃

3.4.4當敞開式系統循環冷卻水處理采用含鋅鹽的復合

藥劑配方時，鋅鹽含量宜小于4.0mg/l（以Zri2+計）PH值宜小于

8.3時。當PH值大于時8.3,水中溶解鋅與總鋅分量比不應小

于80%

3.4.5當敞開式系統循環冷卻水處理采用全有機藥劑配

方時，循環冷卻水的主要水質標準除應符合本規范3.1.7條的

規則定外,尚應符合下列規定：

3.4.5.1PH值應大于8.0

3A5.2鈣硬度應大于60mg/L

3.4.53甲基橙堿度應大于100mg/L(以CaCC^計)

3.4.6當循環冷卻水系統中有銅或者銅合金換熱設備時,

循環冷卻水處理應投加銅緩蝕劑或者采用硫酸亞鐵進行銅

管成膜

3.4.7循環冷卻水系統阻垢、緩蝕劑的首次加藥量，可

按下列公式計算：

Gf=V-g/1000

式中：Gf一系統首次加藥量kg

g——單位循環冷卻水的加藥量mg/L

3.4.8敞開式循環冷卻水系統運行時，阻垢、緩蝕劑的

加藥量，可按下列公式計算：

G=Qc-g/[1000(N-1)]

式中G1系統運行時的加藥量kg/L

Qc蒸發水量m3/L

3.4.9密閉式循環冷卻水系統運行時,緩蝕劑加藥量可

按下列公式計算:

C=Qm-g/1000(3.4.9)

3.5WM

3.5.1敞開式循環冷卻水的菌藻處理應根據水質、菌藻

種類、阻垢劑和緩蝕劑的特性以及環境污染等因素綜合比較

確定。

3.5.2敞開式循環冷卻水的菌藻處理宜采用加氯為主,

并輔助投加氧化性殺菌滅藻劑。

3.5.3敞開式循環冷卻水的加氯處理宜用定期投加，每

天宜投加1-3次，余氯量宜控制在0.5-1.Omg/L之內。

每次加氯時間根據實驗確定，宜采用加氯量可按下

3-4ho

式計算：

GC=Q-gc/1000(3.5.3)

Gc加氯量kg/L

Q循環冷卻水量ms/h

gc單位循環冷卻水的加氯量,宜采用2-4mg/L

3.5.4液氯的投加點宜設在冷卻塔集水池水面以下2/3

水深處，應采取氯氣分布措施。

3.5.5非氧化性殺菌滅藻劑的選擇應符合下列規定：

3.5.5.1高效、廣譜、低毒:

3.5.5.2PH值的合用范圍較寬；

3.5.53具有較好的剝離生物粘泥作用;

3.5.5A與阻垢劑、緩蝕劑不相互干擾；

3.5?5.5易于降解并便于處理。

3.5.6非氧化性殺菌滅劑，每月宜投加1-2次。每次加

藥量可下式計算：

Gn=V-g/1000(3.5.6)

Gn加藥量kg

3.5.7非氧化性殺菌滅藻劑宜投加在冷卻塔集水池的出

水口處。

3.6

3.6.1循環冷卻水系統開車前,應進行清洗、預膜處理，

但密閉式系統的預膜處理應根據需要確定。

3.6.2循環冷卻水系統的水清洗,應符合下列規定：

3.6.2.1冷卻塔集水池、水泵吸水池、管徑大于或者等

于800mm的新管，應進行人工清掃；

3.62.2管道內的清洗水流速不應低于l.5m/s

3.6.23清洗水應從換熱設備的旁路管通過

3?6.2.4清洗時應加氯殺菌，水中余氯宜控制在0.8-

1.0mg/l之內

3.6.3換熱設備的化學清洗方式應符合下列規定：

3.63.1當換熱設備金屬表面有防護油或者油污時，宜采

用全系統化學清洗。可采用專用的清洗劑或者陰離子表面

活性劑；

3.63.2當換熱設金屬有浮銹時,宜采用系統化學清洗。

可采用專用的清洗劑;

3.6.33當換熱設備金屬表面銹蝕嚴重或者結垢嚴重時，

宜采用單臺酸洗。當采用全系統酸洗時，應對鋼筋混凝土材

質采取耐酸防腐措施。換熱設備酸洗后應進行中和、鈍化處

理；

3.63.4當換熱設備金屬表面附著生物粘泥時,可投加具

有剝離作用的非氧性殺菌滅藻劑進行全系統清洗。

3.6.4循環冷卻水系統的預膜處理應在系統清洗后即將

進行，預膜處理的配方和操作條件應根據換熱設備、材質、

水質、溫度等因素由試驗或者相似條件的運行經驗確定。

3.6.5當一個循環冷卻水系統向兩個或者兩個以上生產

裝置供水時，清洗、預膜應采取不同開車的處理措施。

3.6.6循環冷卻水系統清洗、預膜水應通過旁路管直接

回到冷卻塔集水池。

4旁流水處理

4.0.1循環冷卻水處理設計中有下列情況之一時，應設

置旁流水處理設施：

4.0.1.1循環冷卻水在循環過程中受到污染，不能滿足循

環冷卻水質標準的要求；

4.0.1.2經過技術經濟比較，需要采用旁流水處理以提高

設計濃縮倍數；

4.0.1.3生產工藝有特殊要求.

4.0.2旁流水處理設計方案應根據循環冷卻水水質標準，

結合去除的雜質種類、數量等因素綜合比較確定。

4.0.3敞開式系統采用旁流過濾方案支除懸浮物時，其

過濾水量可按下式計算；

Q『［Qm+Qm「(Qb+Qw)c』/(C<)

Qsi一旁流過濾水量

Qm——補充水的懸浮物

Qmi一補充水某成份的含量

Qri——循環冷卻水中某成份的含量

5補充水處理

5.0.1敞開式系統補充水處理設計方案應根據補充水量、

補充的水質成份、循環冷卻水的水質標準、設計濃縮倍數等

因素，并結合旁流水處理和全廠給水理的內容綜合確定。

5.0.2密閉式系統的補充水，應符合生產工藝對水質和

水溫的要求，可采用軟化水、除鹽水或者冷凝水等。當補充

水經除氧或者除氣處理后，應設封閉設施。

5.0.3循環冷卻水系統的補充水量可按下列公式計算：

5.03.1敞開式系統Qm=Qe+Qb+Qw5.03.1-1

Qm=Qe-N(N-1)5.0.3.1-2

5.03.2密閉式系統Q=a-V

式中a——經驗系數，可取a=0.001

5.0.4密閉式系統補充水管道的輸水能力，應在4-6h

內將系統充滿。

5.0.5補充水的加氯處理，宜采用連續投加方式。游離

性余氯量可控制在0.1-0.2mg/L的范圍內。

5.0.6補充水應控制鋁離子的含量。

6排水處理

6.0.1循環冷卻水系統的排水應包括系統排污水、排泥、

清洗和預膜的排水、旁流水處理及補充水處理過程中的排水

等，當水質超過排放標準時，應結合下列因素確定排水處理

設計方案；

6.0.1.1排水的水質和水量

6.0.1.2排方標準或者排入全廠污水處理設施的水質要求;

6.0.13重復使用條件。

6.0.2排水處理設施的設計能力應按正常的排方量確定。

當排水的水質、水量變化較大，影響污水處理設施正常運行

時，應設調節池。

6.0.3系統清洗、預膜的排水和殺菌滅藻劑毒性降解所

需的調節設施，宜結合全廠的排水調節設施統一設計。

6.0.4當排水需要進行生物處理時，宜結合全廠的生物

處理設施統一設計。

6.0.5密閉式系統因試車、停車或者緊急情況排出含有

高濃度藥劑的循環冷卻水時，應設置貯存設施。

7藥劑的貯存和投配

7.0.1循環冷卻水系統的水處理藥劑宜在全廠室內倉庫

貯存，并應在循環冷卻水裝置區內設藥劑貯存間。液氯

和非氧化性殺菌滅藻劑應設專用倉庫或者貯存間貯存。

7.0.2藥劑的貯存量應根據藥劑的消耗量，供應情況和

運輸條件等因素確定，或者按下列要求計算；

7.0.2.1全廠倉庫貯存的藥劑量可按15-30d消耗量計

算；

7.0.2.2貯存間貯存的藥劑量可按7-10d消耗量計算；

7.0.2.3酸貯罐容積宜按一罐車的容積加10d消耗量計

算。

7.0.3藥劑在室內的堆放高度宜符合下列規定：

7.03.1袋裝藥劑為1.5-2.0m

7.0.32散裝藥劑為1.0-1.5m

7.03.3桶裝藥劑為0.8-1.2m

7.0.4藥劑貯存間與加藥間宜相互毗邊,并設運輸和起

吊設備。

7.0.5濃酸的裝卸和投加應采用負壓抽吸、泵輸送或者

重力自流，不應采用壓縮空氣壓送。

7.0.6酸貯罐的數量不宜少于2個。貯罐應設安全圍堰

或者放置于事故池內，圍堰或者事故池應作內防腐處理并設

集水坑。

7.0.7藥劑溶解槽的設置的設置應符合下列規定；

7.071溶解槽的總容積可按的藥劑消耗量和的溶液濃

度確定;

7.0.7.2溶解槽應設攪拌設施；

7.0.73溶解槽宜設一個

7.0.7.4易溶藥劑的溶解槽可與溶液槽合并。

7.0.8藥劑溶液槽的設置應符合下列規定；

7.0.8.1溶液槽的總容積可按的藥劑消耗量和的溶液濃

度確定；

7。82溶液槽的數量不宜少于2個

7.0.8.3溶液槽宜設攪拌設施，攪拌方式應根據藥劑的性

質和配制條件確定.

7.0.9液態藥劑唾液甌

7.010藥劑溶液的計量宜采用講量泵或者轉子流量計，

計量設備宜設備用。

7.011液氯計量應有瞬時和累計計量,加氯機出口宜設

轉子流量計進行瞬時計量，氯瓶宜設磅秤進行累計計量。

7.0.12加氯機的總容量和臺數應按最大小加加氯量確

定。加氯機宜設備用。

7.0.13加氯間必須與其它工作間隔開，并應符合下列規

定；

7.0.13.1應設觀察窗和直接通向室外的外開門；

7.0.13.2氯瓶和加氯機不應挨近采暖設備,,

7.0.133應設通風設備,每小時換氣次數不宜小于8次,

通風孔應設在外孔應設在外下方;

7013.4室內電氣設備及燈具應采用密閉、防腐類型產

品，照明和通風設備的開關應設在室外；

7.0.13.5加氯間的附近應設置防毒面具、搶救器材和工

具箱

7.0.14當工作氯

瓶的容量大于或者等于時，氯瓶間應與加氯間隔開，

并應設起吊設備；當小于時，氯瓶間和加氯間宜合并，并

宜設起吊設備。

7.0.15向循環冷卻水直接投加濃酸時，應設置酸與水的

均勻混合設施。

7.0.16藥劑的貯存、配制、投加設施、計量儀表和輸送

管道等，應根據藥劑的性質采取相應的防腐、防潮、保溫和

清洗的措施。

7.0.17藥劑貯存間、加藥間、加氯間、酸貯罐、加酸設

施等，應根據藥劑性質及貯存、使用條件設置生產安全防護

搬。

7。18循環冷卻水系統可根據藥劑投加設施的具休需

要，結合循環冷卻水處理的內容規模設置維修工具。

8監測、控制和化驗

8.0.1循環冷卻水系統監測儀表的設置應符合下列要求；

8.0.1.1循環給水總管應設流量、溫度和壓力儀表；

8.0,1.2循環回水總管宜設流量、溫度和壓力儀表

8.0.13旁流水管、補