GB/T39296-2020
循环冷却水处理运行效果评价监测换热器法
Operationeffectevaluationofrecirculatingcoolingwatertreatment—Methodofmonitoringheatexchanger
- 中国标准分类号（CCS）G76
- 国际标准分类号（ICS）13.060.25
- 实施日期2021-10-01
- 文件格式PDF
- 文本页数15页
- 文件大小1.02M
以图片形式预览循环冷却水处理运行效果评价监测换热器法
循环冷却水处理运行效果评价监测换热器法
国家标准 GB/T39296一2020 循环冷却水处理运行效果评价 监测换热器法 Operationeffeeteyaluationofreeireulatingcoolingwatertreatment Methodofmonitoringheate%changer 2020-11-19发布 2021-10-01实施 国家市场监督管理总局 发布 国家标涯花管理委员会国家标准
GB/39296一2020 前 言 本标准按照GB/T1.1一2009给出的规则起草
本标准由石油和化学工业联合会提出
本标准由全国化学标准化技术委员会(SAC/TC63)归口
本标准起草单位:石油化工股份有限公司北京化工研究院、山东泰和水处理科技股份有限公 司天津海化环境工程有限公司、江海环保有限公司、中海油天津化工研究设计院有限公司、天津正达科 技有限责任公司,山东鑫泰水处理技术股份有限公司、石家庄给源环保科技有限公司、河南清水源科技 股份有限公司
本标准主要起草人:任志峰、齐晓婧、陆彩霞、赵荣明,邮和生、李琳、崔进、李永广、韩新磊,邵宏谦
GB/39296一2020 循环冷却水处理运行效果评价 监测换热器法 范围 本标准规定了监测换热器法用于循环冷却水处理运行效果评价的材料和设备、方法过程、结果计算 及评价报告等技术要求
本标准适用于正常运行条件下通过监测循环冷却水系统旁路监测换热器上腐蚀、结垢和生物黏泥 情况,来评价间冷开式循环冷却水系统的水处理运行效果
规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的
凡是注目期的引用文件,仅注目期的版本适用于本文 件
凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件
GB/T10123-2001金属和合金的腐蚀基本术语和定义 GB/T18590金属和合金的腐蚀点蚀评定方法 HG/T3523冷却水化学处理标准腐蚀试片技术条件 术语和定义 GB/T10123一2001界定的以及下列术语和定义适用于本文件
为了便于使用,以下重复列出了 GB/T101232001中的某些术语和定义
3.1 循环冷却水reeirculatingcoolingwater 以直接或间接冷却石油化工、钢铁产品或满足其他工业生产需要为目的，经换热后返回冷却构筑 物降温,并经必要的处理,再循环使用的水
3.2 循环冷却水系统 recirculatingcoolingwatersystem 以水作为冷却介质,并循环运行的一种给水系统
注:由换热设备、冷却设备、处理设施、水系、管道及其他有关设施组成
本标准特指间冷开式循环冷却水系统,即 循环冷却水与被冷却介质间接传热且与大气直接接触散热的循环冷却水系统
3.3 heat 监测换热器 monitoring exchanger 模拟装置水冷器工况,用以监控循环冷却水系统腐蚀和沉积状况及变化趋势的小型热交换器
3.4 监测试管monmitoringtesttubhe 试管tube 置于监测换热器中用于监测腐蚀和沉积的标准金属直管
3.5 压力降监测管pressure-dropmonitoringpipe 通过测定两端压差,以监测附着型生物黏泥量而水平安装的不锈钢直管
GB/T39296一2020 3.6 监测试片monitoringtestcouponm 试片 coupon 置于监测换热器或塔池中用于监测腐蚀的标准金属片
3.7 腐蚀速率 c0rr0siOnrate 以金属腐蚀失重而算得的每年平均腐蚀深度
注:单位为毫米每年mm/a)
3.8 黏附速率adhesionrate 换热器表面单位传热面积上每月的污垢增长量
注:单位为毫克每平方厘米月[mg/em'月),简写为mem]
3.9 热阻thermalresistance 监测换热器的传热阻力,数值为传热系数的倒数
注:单位为平方米开尔文每瓦(m=.K/w) 3.10 点蚀pittingcorrosion 产生于金属表面向内部扩展的点坑,即空穴的局部腐蚀
[GB/T101232001,定义3.17] 方法提要 采用监测换热器评价循环冷却水系统水处理运行效果的方法,即以电加热产生的常压饱和蒸汽或 工业低压饱和蒸汽为热介质,以循环冷却水为冷却介质,在规定循环冷却水流速、初始进出水温差、蒸汽 温度和材料材质等条件下,根据监测周期内试管质量变化计算试管的腐蚀速率和黏附速率,根据在线监 测的温度和流量等数据计算热阻
在流量恒定条件下,根据压力降监测管压差变化在线监测生物黏泥 附着情况
在线监测数据实现实时远传
流程示意图参见附录A图A.1
材料和设备 5 5.1 -般要求 5.1.1监测换热器包含压力降监测管、在线腐蚀监测仪及其他有关设施
5.1.2监测换热器试管进水应从循环冷却水系统的给水总管上接出,压力降监测管进水宜为循环冷却 水回水;出水应予以回收
5.1.3监测换热器不应露天放置,应满足仪器仪表的环境要求,环境温度宜0C50C,相对湿度宜不 大于80%,应预留试管拆卸和设备检修的空间
5.1.4应采用循环冷却水走管程的三管式监测换热器,三根试管呈正三角形排列,管心距为31mm. 5.1.5监测换热器的热介质可采用工业低压饱和蒸汽或电加热除盐水产生的常压饱和燕汽
5.1.6监测换热器界区内的管路、阀门及管件应选用耐蚀能力不低于0Crl8Ni9(S30408)的不锈钢 材质
5.1.7试管和压力降监测管的进水管线上,应安装过滤器,滤网孔径宜4mm 5.1.8流量计和挂片器所在管段均宜设置副线
GB/39296一2020 5.1.9应在监测换热器的管线低位设置排水口
5.1.10测试仪器和设备,包括烘箱、感量分别为0.lmg和0.01g的天平,以及清洗、剖开和观测试管 的有关设备和器具
5.2试管 5.2.1应采用19mm×2mm的无缝金属直管,有效长度为1177mm,有效传热面积为0.055m
5.2.2材质应与循环冷却水系统内换热器主材质相当
5.2.3碳钢或铜材质试管外表面应镀铬,厚度为50m,镀层应完好;内表面应光洁、无锈蚀
5.2.4运输和储存应有防潮、防锈措施
5.3挂片器 应配备于监测换热器试管的出水侧,外壁透明,且避免阳光直射
5.3.1 5.3.2试片架和固定件应采用塑料材质,试片架宜垂直安装
5.3.3应悬挂I型或I型试片,试片满足HG/T3523要求,材质应与循环冷却水系统内换热器主材质 相当;每种材质试片不应少于两片
5.3.4试片悬挂方向与水流一致,试片与挂片器内壁不应直接接触,试片与试片架间距不应小于 3nmm,试片与试片间距不应小于15mm挂片器内径宜40 mm
5.4压力降监测管 5.4.1应采用内径16mm的0Cr17Ni12Mo2(S31608)不锈钢直管,有效长度为1200mm,两端各配备 不小于300mm的0Crl7Ni12Mo2(S31608)不锈钢直管;内表面应光洁、无锈蚀
5.4.2应配备压差计,精确到0.01kPa 5.5仪器仪表 监测换热器进水端应安装流量计,误差不超过士2.5%,流量应自动控制 5.5.1 5.5.2试管循环冷却水进、出口端和换热腔蒸汽侧应安装温度计,远传温度精确到0.1C,换热腔蒸汽 温度应自动控制
5.5.3蒸汽进口管侧应安装压力表,分度值0.02MPa
5.5.4在线腐蚀监测仪,精确到0.001 tmm/a
5.5.5应配备可编程逻辑控制器(PLC)或将在线监测数据直接接人分布式控制系统(DCS),实现流量、 温度、压差、腐蚀速率和热阻数据的存储、计算和远传
5.6安装方式 挂片器、压力降监测管及仪器仪表等安装方式参见图A.1和图A.2
方法过程 6.1前处理 试管和试片的前处理方法参见附录B
6.2安装和拆检 6.2.1试管 6.2.1.1关闭换热腔热源,待温度低于50C后,再关闭试管进水,排空后拆下试管,观察试管内、外壁形
GB/T39296一2020 态,两端采取密封措施以待后续处理
6.2.1.2将经前处理的试管安装在管板上,两端安装密封圈,与进出水管道连接 6.2.1.3在拆装过程中应避免物理损伤
6.2.2试片 6.2.2.1关闭挂片器进水,将挂片器中的试片取出,用滤纸擦干表面并包裹
6.2.2.2将经前处理的试片安装在挂片器中,试片朝外,确保挂片器不漏水
6.2.2.3经前处理的试片不应直接与手或污物接触
6.2.3压力降监测管 投用压力降监测管,出口阀打开后再慢开人口阀,确保空气排尽
6.2.3.1 6.2.3.2投用压差计,确保其两端引压管中充满水且无气泡
6.2.4在线腐蚀监测仪 6.2.4.1按照说明书安装或更换腐蚀测试探头
6.2.4.2按照说明书进行仪器校准和参数设置
6.3运行 6.3.1投运 6.3.1.1开启试管进水,流量应设定为1.5m/h一2.0m/h,并保持恒定
6.3.1.2开启换热腔热源,换热腔内的饱和蒸汽温度应控制在97C104C,并保持恒定
6.3.1.3试管进出水温差仅控制初始温差为(10士1)C,运行中不再控制,应保持蒸汽流量、换热腔温度 和循环冷却水流量恒定
6.3.1.4挂片器内流速不应小于0.3m/s
6.3.1.5压力降监测管的流量应为1.1nm/h,并保持恒定
当物料泄漏或生物黏泥大量生长导致压力 降监测管堵塞或压力降过大时,可拆下用水清洗后装回系统
6.3.1.6运行过程中不应中断循环冷却水
6.3.2监测周期 6.3.2.1 试管监测周期应为一个月;材质相同时,其中一根试管监测周期可为一年或一个检修周期
6.3.2.2循环冷却水系统运行期间压力降监测管应连续监测
6.3.3数据记录 6.3.3.1试管进出水温度、流量和燕汽温度等数据应至少12h记录一次
6.3.3.2压差计数据应至少12h记录一次
6.4后处理 试管和试片的后处理方法参见附录B
结果计算 7.1试管腐蚀速率 试管的腐蚀速率ra,按式(1)计算
GB/39296一2020 365( ml0一m12 ×1000 ree xdLp 式中 试管的腐蚀速率,单位为毫米每年(mm/a); 365 -从年换算为天的数值,单位为天每年(d/a); 经前处理后试管的质量的数值,单位为克(g) mo 清洗后试管的质量的数值,单位为克(g) 1？ 试管内径的数值,单位为毫米(mm) 试管长度的数值,单位为毫米(mm) 监测时间的数值,单位为天(d); 试管材料的密度的数值,单位为克每立方厘米(g/enm)(p眼钢=7.85,p朋=8.94,p做朋=8.65. =7.92 p不锈解 7.2试管黏附速率 试管的黏附速率r,dle.,按式(2)计算 30(m1一m ×10" radhe TlLt 式中: -试管的黏附速率,单位为毫克每平方厘米月(me cm radhe 30 -从月换算为天的数值,单位为天每月d/m); 监测后试管的质量的数值,单位为克(g); 77 清洗后试管的质量的数值,单位为克(g); m12 试管内径的数值,单位为毫米(mm) -试管长度的数值,单位为毫米mm); 监测时间的数值,单位为天(d). 7.3热阻 热阻R,,按式(3)计算 2.58rdlL 3600Td,L (二-)x" aH二-)xi- R，一 3 4186.8× 式中: R 热阻,单位为平方米开尔文每瓦(m'
K/w); 3600 从小时换算为秒的数值,单位为秒每小时(s/h); 试管内径的数值,单位为毫米(mm); 试管有效传热长度的数值,单位为毫米(mm); ！ 蒸汽温度的数值,单位为摄氏度(C) 监测换热器试管进水温度的数值,单位为摄氏度(C); 186.8 水的比热容的数值,单位为焦耳每千克开尔文[/(kgK)]; 监测换热器试管进水流量的数值,单位为立方米每小时(m'/h); -监测换热器试管出水温度的数值,单位为摄氏度(C). 7.4试片腐蚀速率 试片的腐蚀速率rm,按式(4)计算:
GB/T39296一2020 365m 一m4 ×10 r”eo三 .( Ap 式中 试片的腐蚀速率,单位为毫米每年(mm/a); rm 365 从年换算为天的数值,单位为天每年(d/a); 经前处理试片的质量的数值,单位为克(g); m 清洗后试片的质量的数值,单位为克(g):; m 试片的表面积的数值,单位为平方厘米(cm='). 监测时间的数值,单位为天(d); =8.65 试片材料的密度的数值,单位为克每立方厘米(g/em')(p眼到=7.85,P=8.94,p武树一 p不锈朋=7.92). 7.5点蚀测试 观察试管内部和试片表面腐蚀状况,如有明显点蚀,应注意蚀坑的大小、形状、数目和分布情况,测 出最大和最小坑深,对有代表性试验结果应照相存档
点蚀测试方法按G;B/T18590的规定执行
8 评价报告 按照试验情况记录填写监测报告并评价,主要包括试管的腐蚀速率和黏附速率,试片的腐蚀情况、 在线腐蚀速率,压力降监测管的压差及热阻等内容,报告格式可参见附录C，
GB/39296一2020 附 录 A 资料性附录 示 意 图 图A.1为流程示意图,图A.2为挂片器及试片安装示意图
蒸入口 集散型仪表 远传仪表 换热腔 现场仪表 进水室 流量计 调节阀 出水室 燕汽调节树 挂片器 排水 阀门 177mm 疏水网 环本给态 过滤器 减压网 却塔集水池 在线腐蚀监测仪ce 300 压力降监渊价 300 m 200mm 流量 冷却塔集水池 压力 压差 Pd 温度 排水 还本巴杰 图A.1流程示意图 试片架 挂片器 螺栓 螺母 试片安装正视 抽片器示意附 试片安装侧视图 图A.2挂片器及试片安装示意图
GB/T39296一2020 附录 B 资料性附录) 试管和试片的前处理和后处理方法 B.1 前处理方法 B.1.1试管 B.1.1.1端头宜采用钢印编号
B.1.1.2用无水乙醇浸泡内壁5min10min后刷洗,用水冲洗，经无水乙醇脱水后冷风吹干
B.1.1.3常温下称量试管的质量m,,精确到0.01g,同时测量试管长度L1,并采取防潮,防锈措施
B.1.1.4经前处理的试管宜在3d内使用
B.1.2试片 B.1.2.1在无水乙醇中用脱脂棉球擦拭,再用清洁的无水乙醇浸泡脱水
B.1.2.2取出试片,置于滤纸上冷风吹干,用滤纸包裹并放人干燥器,干燥0.5h后称量试片的质量 nm,精确到0.1mg B.1.2.3处理过程中需避免试片的污染和物理损伤
B.2后处理方法 B.2.1试管 B.2.1.1清除外表面污垢,水平置于105C110C烘箱中,干燥至恒量
B.2.1.2水平取出,避免管中沉积物掉落自然冷却至常温后称量试管的质量mi,精确到0,.01g
B.2.1.3宜用物理方法清除和采集试管内沉积物并记录颜色和形态,按HG;/T3610、HG;/T3530、 HG;/T3531、HG:/T3532、HG/T3533、HG;/T3534、HG:/T3535、HG;/T3536、HG/T4322或 DL/Tll51.22规定的方法对沉积物进行成分分析
B.2.1.4用含有表面活性剂的水刷洗内壁
B.2.1.5用胶皮塞塞紧底部管口,竖直放置,由上部管口缓慢倒人酸洗液,充满并浸泡,酸洗液成分及 浸泡时间参见表B.1
表B.1酸洗液成分及浸泡时间 材质 酸洗液成分(质量分数 浸泡时间/min 碳钢 5~10 盐酸溶液(10%,其中含有0,5%六次甲基四胺 硝酸溶液(10% 5l0 不锈钢 铜及铜合金 硫酸溶液(G%一10%) 35 B.2.1.6试管中保留1/3的酸洗液,刷洗内壁后,全部排出
B.2.1.7用水冲洗后再用无水乙醇脱水,若试管内仍有污垢和腐蚀产物,则重复B.2.1.5,B.2.1.6和 B.2.1.7步骤,直至除尽 B.2.1.8用冷风吹干后,于105C~1l0C烘箱中干燥至恒量,称量试管的质量me,精确到0.01g
GB/39296一2020 B.2.1.9处理试管时不能破坏外壁镀铬层,并做好个人防护
B.2.1.10可剖开试管观察其内部腐蚀状况
B.2.2试片 B.2.2.1观察记录试片表面状况,宜拍照存档
B.2.2.2在酸洗液(成分参见表B.1)中用脱脂棉球擦洗试片,腐蚀产物较多时,先用物理方法清理
B.2.2.3酸洗后立即用水冲洗、无水乙醇脱水,冷风吹干后滤纸包裹,于干燥器内保存
B.2.2.4干燥0.5h后称量试片的质量m4,精确到0.1mg"
GB/T39296一2020 附 录 资料性附录) 监测报告格式 监测报告格式见表C.1一表C.5
表c.1试管监测报告 年 月 循环冷却水系统名称 日 安装时间 拆卸时间 腐蚀速率 黏附速率 试管编号 材质 年-月-日-时) 年-月-日-时) mm/a mem 平均值" 管内沉积物描述及成分分析 管内腐蚀包括点蚀")描述 测试人: 备注 同期同种材质新试管的腐蚀速率和黏附速率应取平均值
如有点蚀,宜另附照片
10
GB/39296一2020 表c.2试片监测报告 年 月 日 循环冷却水系统名称 安装时间 拆卸时间 腐蚀速率 试片编号 材质 年-月-日-时 年-月日-时 mm/a 平均值" 平均值" 腐蚀(包括点蚀")描述 测试人: 备注: 同期同种材质试片的腐蚀速率应取平均值
如有点蚀,宜另附照片
表c.3在线腐蚀速率监测报告 年 月 E 循环冷却水系统名称: 开始时间 截止时间 年-月-日-时 年-月-日-时 腐蚀速率趋势图: 腐蚀速率趋势图分析 备注，监测周期与试管一致 1
GB/T39296一2020 表c.4压差监测报告 年 日 循环冷却水系统名称 月 开始时间 截止时间 年-月-日-时 年-月-日-时 压差趋势图: 压差趋势图分析及运行描述 备注:1 监测周期与试管一致; 运行措述包括杀菌剥离剂投加、物料泄漏和异养菌数量变化等情况
表C.5热阻监测报告 年 月 日 循环冷却水系统名称 开始时间 截止时间 (年-月-日-时 (年-月-日-时 热阻趋势图 热阻趋势图分析 备注，监测周期与试管一致
12
GB/39296一2020 参考文献 [1]DL/T1151.22火力发电厂垢和腐蚀产物分析方法第22部分:X-射线荧光光谱和X-射线 衍射分析 [[2]HG/T3530工业循环冷却水污垢和腐蚀产物试样的采取和制备 [3]HG;/T3531工业循环冷却水污垢和腐蚀产物中水分含量的测定 [4]HG:/T3532工业循环冷却水污垢和腐蚀产物中碗化亚铁含量的测定 [叮 HG:/T3533工业循环冷却水污垢和腐蚀产物中灼烧失重测定方法 [ HG:/T3534工业循环冷却水污垢和腐蚀产物中酸不溶物、磷、铁、铝、钙、镁、锌、铜含量测 定方法 [7] HG/T3535工业循环冷却水污垢和腐蚀产物中硫酸盐含量测定方法 [[8]HG/T3536工业循环冷却水污垢和腐蚀产物中二氧化碳含量的测定方法 [[9]HG/T3610工业循环冷却水污垢和腐蚀产物分析方法规则 工业环冷却水污垢和腐蚀产物中硅酸盐的测定 101HG/T4322 13
循环冷却水处理运行效果评价监测换热器法GB/T39296-2020解读
循环冷却水是许多工业企业生产中必不可少的水源之一。然而，由于长期使用会导致水质变差、污垢堆积等问题，需要对其进行处理。为此，《循环冷却水处理运行效果评价监测换热器法》（GB/T39296-2020）规定了一套评价标准和监测方法。 该规范主要包括以下几个方面： 一、适用范围 该规范适用于各类循环冷却水的处理过程评价和监测，以及检验换热器的清洗效果、性能恢复情况等。 二、评价指标 对于循环冷却水的处理效果，该规范规定了多项评价指标，包括溶解性固体、游离氯、磷酸根、硝酸根、铜、铁、锌等。对于换热器的清洗效果和性能恢复情况，也有相应的评价指标。 三、监测方法 为了保证评价结果的准确性和可靠性，该规范规定了一系列监测方法，包括取样方法、检测方法、仪器设备要求等。同时，为了方便实施，规范还提供了详细的操作流程和注意事项。 四、报告内容 针对评价结果，该规范也规定了相应的报告内容，包括技术指标表、分析数据表、报告摘要等。这些报告内容可以帮助用户快速地了解处理效果和清洗结果，为后续的管理和调整提供参考依据。 总之，《循环冷却水处理运行效果评价监测换热器法》（GB/T39296-2020）的发布，对于规范循环冷却水的处理和清洗工作，提高水质质量和生产效率，都有着积极的意义和深远的影响。企业应当认真贯彻执行这一规范，推动循环冷却水的标准化、规范化和信息化进程。
