HG/T 2160-2008.Dynamic simulation method for cooling wat.
1范围
HG/T 2160规定了敞开式循环冷却水动态模拟试验的适用范围、技术要求、试验方法。
HG/T 2160适用于敞开式循环冷却水系统中,金属材料(包括黑色、有色金属)间壁式换热设备在实验室内进行小型动态模拟试验，也适用于中型动态模拟试验。现场监测换热器试验亦可参照使用。
2规范性引用文件
下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件,其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准,然而,鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件,其最新版本适用于本标准。
GB/T 5776-2005金属和合金在表面海水常规暴露腐蚀和评定的导则
GB/T 6903-2005锅炉用水和冷却水分析方法通则
GB/T 6904-1986锅炉用水和冷却水分析方法pH测定玻璃电极法
GB/T 6907-2005锅炉用水和冷却水分析方法水样的采集方法
GB/T 6908-2005锅炉用水和冷却水分析方法电导率的测定
GB/T 6909.1-1986锅炉用水和冷却水分析方法硬度的测定高硬度
GB/T 6912.1-2006锅炉用水和冷却水分析方法硝酸盐和亚硝酸盐的测定硝酸盐紫外光度法
GB/T 6912.2-1987锅炉用水和冷却水分析方法硝酸盐和亚硝酸盐的测定亚硝酸盐紫外光度法
GB/T 6912.3-1986锅炉用水和冷却水分析方法硝酸盐和亚硝酸盐的测定ar萘胺盐酸盐光度法
GB/T 14640工业循环冷却水中钾含量的测定原子吸收光谱法
GB/T 15451工业循环冷却水中碱度测定方法
GB/T 15452-1995工业循环冷却水中钙、镁离子的测定EDTA滴定法
GB/T 15453-1995工业循环冷却水中氯离子的测定硝酸银滴定法
GB/T 15893.2-1995工业循环冷却水中硫酸盐的测定重量法
GB/T 50050工业循环冷却水处理设计规范

ICs 71. 040. 01
备案号：23731—2008
中华人民共和国化工行业标准
HG/T 2160--2008
代聋HG/T 2160—1991
冷却水动态模拟试验方法
Dynamic simulation method for cooling water2008-04-23发布
2008-10-01实施
山华人民共利国国家发展利革委员会发布
本标准代替HG/T2160--1991《冷却水动态模拟试验方法》。本标准与 HG/T 2160—1991 相比，主要变化如下：试验管采用单管，并增大了试验管的直径；对试验装置增加了过程控制系统，提高了试验运行参数精度。本标准的附录A、附录B.附录C均为规范性附录。本标准由中国石油和化学工业协会提出。本标准由全国化学标准化技术委员会水处理剂分会(SAC/TC63/SC5)归口。HG/T2160—2008
本标准负责起草单位：光明化工研究设计院、天津化工研究设计院、上海高森水处理有限公司等，本标准土要起草人：李成国、郭喜民、郭丰祥、张铺芳、邵宏谦。本标准于1991年首饮发布。
冷却水动态模拟试验方法
本标准规定了开式循怀冷却水动态模拟试验的适用范国、技术要求，试验方法HG/T 2160—2008
本标准适用于散开式循环冷却水系统中，金属材料（包括黑色、有色金属）问壁式换热设备在实验空内逃行小型动态模拟试验，也适用于中型动态模拟试验。现场监测换热器试验亦可参照使用，规范性引用文件
下列文件宁的条款过本标准的引用而成为本标推的条款，凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括断误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。.GB/T5776—-2005金高和含金在表面海水常规暴露腐蚀和评定的导则GB/T6903—2C05锅炉用水和冷却水分析方法通测
GB/T6904—1986锅炉用水和冷却水分析方法pH测定玻璃电极法GB/T G907—2005
蜗炉用水和冷却水分析方法水样的采集方法GB/T 6908—2005
锅炉用水和冷却水分析方法
电导率的测定
GB/T 6909.1—1986
锅炉用水和冷却水分析方法
硬度的测定高硬度
GB/T 6912.1—2006
锅炉用水和冷却水分析方法
GB/T 6912.2—1987
锅炉用水和冷却水分析方法
GB/T 6912. 3—1985
锅炉用水和冷却水分析方法
硝酸盐和亚硝酸盐的测定：硝酸盐紫外光硝酸盐和亚硝酸盐的测定
硝酸盐和业硝酸盐的测定
GB/T14640工业循环冷却水中钾含量的测定原子吸收光谱法GB/T15451T业循环冷却水中碱度测定方法GB/115452—1995上收循环冷却水中钙、镁离了的测定EDTA滴定法GB/T15453--1995工业循环冷水中氯离子的测定硝酸银滴定法GB/T15893.2—1995T业循环冷却水中硫酸盐的测定：重量法GB/T.50050
工业循环冷却水处理设范
HG/T3523
HG/T 3540
HG/T 3530:
冷却水化学处埋标准腐蚀产物分析方法规则工业循环冷却水中磷含量的测定钼酸铵分光光度法工业循环冷却水污垢和腐蚀产物试样的调查、采取和制备HG/T 3531
工业循环冷却水污垢和腐蚀产物中水分含量测定方法HG/T3532
HG/T 3533
HG/T 3534
HG/T 3535
HG/T 3536
HG/T 3610
工业循环冷却水污垢和腐蚀产物中硫化亚铁含景测定疗法工业循不冷却水污垢和腐蚀产物中灼烧失罩测定方法亚硝酸盐紫外光
α-蔡胺盐酸盐光
工业循坏冷却水污垢利腐蚀产物中酸不溶物、磷、铁、铝、钙、镁、锌、钢含量测定方法工业循环冷却水污垢和腐蚀产物中硫酸盐含量测定方法工业循环冷却水污垢和腐蚀产物中二氯化碳含量测定方法工业循环冷却水污垢和腐蚀产物分析法则HG/T2160—2008
3方法提要
冷却水动态模拟试验方法是在实验室给定条竹下，用常压饱和蒸汽加热模拟换热器，模拟冷却水现场的流速、水质、流态、换热材质，换热强度、冷却水进出口温度、浓缩倍数、PII值、电导率值、水处理剂添浓度等主要工艺参数，综合评定水处理剂的缓蚀和医垢性能，见图1补水槽：
集水鸿：
冷却塔：
电动风门：
填料；
轴流风机：
一浮球泻：
塔底测通元件
水泵：
一电动调节阀和流最传感器；
试验装置
4.1模拟换热系统
4.1.1模拟换热器
转了流壁计：
人口测温岩件;
模拟换热器：
试验管：
出山测元件
15,17-
一挂片简；
18·…-排污阀和流量计·
1电加热器；
2—电热蒸汽沪
冷溉器。
冷却水动态模拟试验装置流程示意图4.1.1.1由耐腐蚀的金属材料制造、外壁有良好的保温层4.1.1.2·热介质为常压下饱和蒸汽，对于换热度小的试验：也可以使用热水作为热介质。4.1.1.3模拟换热器的有效长度根据试验管长度而定，--般不小于700mtm4. 1. 2 试验管
4.1.2.1尺寸：DN19mm×2mm无缝金属单管组成（也可根据需要采用其他尺寸的试验管）。H长度不小于630mm，其有效换热长度不小于570mm。4.1.2.2材质：20号优质碳素钢(GB699-1999)亦可选用与所模拟现场设备相同的金属材料。2
4:1.2.3内璧要求无麻点、裂纹、锈蚀等明显的缺陷，黑色金属试管外壁镀硬铬4.1.3密封接头
材质：聚四氟乙烯或耐温150℃的非金属材料。4.2冷却塔系统
4.2.1集水池
4.2.1.1容积：-般按循环冷却水每小时用量的1/3~1/5计算。4.2.1.2材质：工程塑料或不锈钢材料。4.2.1.3液位应恒定，并能自动控制和加人补充水，4.2.2冷却塔
HG/T2160—2008
4.2.2.1尺寸：应根据当地气溺湿度和工艺温差定。通带直径为300mum、商1500mm，填料高度为其塔身的3/4左右，冷却降温幅度可达10℃～15℃。4.2.2.2材质：有机玻璃等工程塑料。4.2.2.3填料；聚肉烯多孔球，8mm。4.2.3风机
全封闭轴流防湿风机，通风量不小于3700m/h。4.2.4水泵
一般采用扬程16m，流量1.6m*/h，耐腐蚀泵。4.3常压饱和蒸汽系统
4.3.1电热蒸汽炉体积：701：
4.3.2电热蒸汽炉体材质：耐腐蚀金扇材料。4.3.3电热蒸汽炉电热棒材质.功率：耐离蚀金属材料，15kV·A。4.3.4过量蒸汽冷避器材质，耐腐蚀金属材料。4.3.5相应连接管路材质：耐腐蚀金嵩材料。4.4过程控制系统
4.4.1测温元件：Pt100型铂电阻（分辨率0.1℃）.也可用水银温度计（分度值0.1℃）。4.4.2流量计：可用玻离转了流量计：最小分度值小于控制值士2%，安装时应考虑便于拆卸清洗。也可用电子式流量计（如涡流或屯磁流量计）。4.4.3对于需要调pH值的循环水系统，应具备pH值、电导率值在线检测和控制功能。4.4.4循环水系统能自动补水。
4.4.5过程控制。
4.4.5.1试验过程中,采用微机控制和处理数据。微机系统自动测控冷却水流量.其精度为流量的士1%；白动测控模拟换热器人口水温，其精度为土0.2℃；白动测控冷部水pH值，其精度为二0.2；白动测控冷却水电导率值，其精度由工艺条件决定。4.4.5.2微机测控系统可显示和记录冷卸水瞬时流量、模拟换热器人口水温、出口水温、温差、换热蒸汽温度、PHI值、电导率值和瞬时污垢热阻值，及相对应的过程曲线。4.5水路系统
管道：耐蚀管材(PPR1、UPVC或ABS工程塑料管）。试验水质
5.1试验水质采用实际上况用水，若无法采用时，可根据水中主要成分配水5.2应对配制水主要成分的含量进行分析。6试验准备
试验管前处理
HG/T2160--2008
选管：根据工艺条件，选择相应的材质、管径。密封好后的试验管其长度不得大于模拟换热器6. 1. 1
长度。
6.1.2内表面处理：先用粗砂纸[通常粒度为60(2号)将试验管内坑蚀、点独磨乎，再用细砂纸[通常粒度为150(2/0号）进一步打磨，然后按GB/T5776一2005附录A对诚验管进行清洗6.1.3称重：碳钢及低合金钢，称准至1mg：耐蚀材料称准至0.5mg。如用大口径试验管时，可称准至5mg。
6.1.4装管和测量寸测量模拟换热器内端长度L（mm）准确到1mm，见图2，将已称过的试验管(4.l.2)与接头（4.1.3)联接。检查联接处是否漏水。摸拟换热器；
试验管：
一入口菩封接头
出口封接头
人口感温件；
出口感温件；
一换热蒸汽入口；
-换热汽出口。
图2模拟换热器内试验管有效传热长度示意图6.1.5记录：将试验管的质量、长度、腐蚀面积、传热面积分别记录在附录A表人.3的表格中。6.2：仪表的校正
应事先对流量、温度，PH值、导率值等计量仪表进行校正。6.3清洗
每次试验前用自来水行系统消洗，需要时亦可用2%盐酸溶液（含1%六次甲基园胺）进行清洗。清洗时，水走旁路，不经过模拟换热器。6.4预膜及水处理剂投加方式
试验管若要预膜时，可待上述6.1～6.3工作完毕后，直接一次性投加预膜剂于集水池中。正常运行时，必须勾的毅加水处理剂于集水池中。7试验步骤
7.1开机
每次开机时，必须开启循环水泵，然后再通人蒸汽，停机时应先停蒸汽加热，30min后再停水泵。7.2清洁管热阻测定
待蒸汽温度、冷却水流量和人口水温已达到规定值，并稳定2h～6h后，可每隔15min～30min测量冷却水进出口温度和蒸汽温度共8次，测量肘应严格地将流量、入口水温，蒸汽温度控制在规定值。用数理统计方法舍去其中异常值，求出其算术平均值。清洁管热阻以-表示，单位为m·C/W,按式(1)计算：式中：
Td×3 600/
4186.8G/7±
0:86元;t
清洁管热阻，单位为平方米，摄氏度每瓦（m2试管内径，单位为米（m);
冷却水流量，单位为千克每小时（kg/h）蒸汽温度：单位为摄氏度（℃）；冷却水过口温度，单位为摄氏度（℃）；冷却水出温度,单位为摄氏度(℃);T-t进
水的热容，单位为焦耳每干克·摄氏度/(kg·℃)试验管有效换热长度，单位为米（m）；，从小时换算为秒的数值。
7:3瞬时污垢热阻测定
HG/T 2160-2008
测定清洁管热随：后，可每隔2h按7.2方法测定瞬时污垢热阻（rsi），瞬时污垢热阻以rs表示，单位为m2，/W，按式（2)计算：
0.86rdiLT—ta
式中：
冷却水流量，单位为千克每小时(kg/h)；1
清洁管热阻，单位为平方米·摄氏度每瓦（m2.℃/W）：冷却水瞬时进口温度，单位为摄氏度（℃）；冷却水瞬时出口温度单位为摄氏度（℃)；蒸汽温度，单位为摄氏度（℃）：试管内径,单位为浆(m)
试验管有效换热长度，单位为米（m）。7.4浓缩倍数、极限碳酸盐硬度和蒸发量的测定(2)
在不排污情况下，每隔2h按GB/T15453,GB/T【4G40和CB/T15451.测定氯化物、钾离子和
碱度：
总碱度（M)
钾离子（元药剂干扰时，亦可选用氯离子）浓缩倍数以K+计。b)\
浓缩倍数的计算：冷却水中浓缩倍数(N)可按式(3)计算：7. 4. 1
式中：
循环冷却水中钾离子的质量浓度的数值，单位为毫克每升（mg/l.）补充水中钾离子的质量浓度的数值，单位为毫克每升（mg/L.)。P补
7.4.2极限碳酸盐硬度的计算：以mmal/L表示的极限碳酸盐硬度（M)接式(4)计算）M-N
循环冷却水瞬时浓缩倍数；
循环冷却水瞬时总碱度的质量浓度的数值，单位为毫克每升（ng/L）一补充水瞬时总碱度的质量浓度的数值，单位为紊克每升(mg/L)。Mi-免费标准bzxz.net
当M循值符合式（4)时，即为极限碳酸盐硬度M。(3)
【4】
HG/T 2160--2008
7.4.3蒸发水量的计算：以m/h表示的循环冷邯水蒸发水量（Q.）可按附录C中C.2计算。7. 5排污水量和补充水量的计算以 t3 /h表示的排污水量(Q)和补充水量(Qm)可按附录 C 中 C. 3 计算。7.6分析测定项目
除钾离子、氯化物和碱度必须测定外，其余化学分析测定项目可根据工艺要求白行决定。7.7试验周期
连续试验周期不得少丁15天，以瞬时污垢热阻值稳定48h，不再增长作为试验结束的依据。试验过程中若出现故障，玲却水循环中断次数不得大于2欲，每砍时间不得人于6h。8试验后处理
8.1试验结束后,将试验管取下,观察腐蚀和结垢情况，分别測定污垢化学成分,年污垢热阻「_，污垢沉积率mcm，平均垢厚X，垢层密度p和腐蚀率B，局部腐蚀深度8.2将试验管一端紧压在橡皮胶板上，另一端用滴定管加人蒸馏水至试验管充满水，量取体积为V1，将水放出后,试验管在105℃鼓风烘箱中于燥至恒量,其质量为G2。8.3用不锈钢匙轻刮烘干后管内污垢，按HG/T3610、HG/T3530、HG/T3531、HG/T3532、HG/T3533、HG/T3534、HG/T3535.HG/T3536方法测定污垢的成分。8. 4上述试验管再按附录B的方法进行处理。8.5再按8.2方法量取休积并称量，其体积和质量分别为V2和G。8.6将试验管剖开，详细观察记录腐蚀形貌，典型的试样应进行拍照。9
结果的计算
9.1腐蚀
9. 1. 1 以 mm/a表示的年腐蚀率(B)按式(5)计算：B
我中：
K---—3. 55X103;
G一试管腐蚀后诫少的质量,单位为克(g),T—试验时间,单位为天(d);
A——试管腐蚀面积,单位为乎方厘米(crm2）D——金属密度，单位为克每立方厘米（g/cm2）（碳钢7.85,铜8.94，黄铜8.65,不锈钢7.92)。9.1.2以 tmm表示的局部腐蚀深度包括平均深度及最大深度,其测定方法见附录 C.1.3.9.2污垢
9.2.1以mg/cm2 表示的污垢沉积率(mcm)按戏(6)计算：mcm=
式中：
30(G2-Gs)
一试验管试验后的质量，单位为毫克（mg）；一试验管去除污垢后的质量,单位为毫克(mg);Gg
一试验管内表面的面积，单位为平方米（cm）T——诚验时间，单位为天(d)。9.2.2以m2，℃/W表示的年污垢热阻(+）按下列方法测定和计算：(5)
立）曲线法：按7.3测出的瞬时污垢热阻，用数埋统计方法舍去异常值，以为纵坐标，相应的HG/T 2160—2008
时问（d)为横坐标，用微机或人工绘制污垢热阻-时问曲线，然后取图中平滑曲线最高的r：值乘1.1即为年污垢热阻（）如图3所示。
b）两点法：从图3中选择既接近平滑面线又靠近实测曲线的两个点。这两个点必须符合d（大数）=2d1（天数），然后按式（7)计算年污垢热阻：r(d)
ra=2ra(di)-rs(ds)
式中：
ri(di)-
rai(ds)
运行di 时间的瞬时污垢热阻，单位为平方米·摄氏度或(nz，℃/W);运行d3时间的瞬时污垢热阻，单位为平方米·摄氏度每瓦（m2·℃/W）。y = 0.3612ln(x)+ 0.6754
时间t，
图3污垢热阻-时间曲线
9. 2. 3 平均垢厚(X)按附录 C 中 C. 1 计算。9. 2. 4 垢密度(p)按附录 C中 C. 2 计算9.2.5污垢化学成分按HIG/T3531、HG/T3532、HG/T3533、HG/T353、HG/T3535和HG/T3536规定的测定方法进行测定。试验报告主要内容
10.1试验管材质，牌号、尺寸和处理方式等工艺参数：如浓缩倍数，PH值，水处理剂含量控制范围，传热面积，冷却水进出口温差，换热强10.2
度等。
水质分析。
试验结果。
HG/T·2160--2008
测定项目
测定项目
测定时间一
水质成分分析
附录A
【规范性附录】
记录表格式
表A.1水质及水处理剂分析报表
单位为旁克每升(mg/L)
水处归剂成分分析
测定项目
表A.2·动态模拟试验原始数据记录表蒸汽温度
冷却水人口
温度℃
冷水出门
温度/℃
温（4）
/(kg/h)
！浓缩倍数
瞬耐污热里
预条件
试验管长度1/m
表A.3动态模拟试验原始记录表
测定项月
减验管腐他面积(内轻）A/cm
试验管原重 G1 / mg
试验管试验后重G2/mg
垢增重(G:一Ga) /mg
试验管去污端后重 G3 /rag
离蚀失重(G一G)/mz
离蚀率B/（mm/年）
试验管试验后体积V./mL
试验管去垢后体积V2/ml.
积差(Vz-V)/mL
传热面积F/zn2
垢密度p/（g/cm）
平均垢厚x/nin
污垢沉积率mem/[mg/（cm2，月）年污垢热阻/(m2，r/W)
HG/T2160—2008
HG/T2160-2008
附录B
【规范性附录”
试验管内表面后处理方法
B.1.1将已刮去大部分污垢和腐蚀产蜘的试验管，一端紧压在橡皮胶板上，另一端用滴管小心加入盐酸溶液（配制方法：盐酸500mL，六次甲基四胺40品，加水至1L），直至除净污垢和腐蚀产物为止，但不得破坏试验管外敏铬层：并立即用自来水冲洗至中性。B.1.2用80g/L氢氧化钠溶液中和，再用自米水冲洗干净。B.t.3放人无水乙醇中浸泡1min~2min。B.1:4取出后及时用电吹风吹干，效在干燥器中1h后称重。B.2不锈钢
操作步骤同B.1,但盐酸溶液改用硝酸溶液（配制方法：硝酸100mL，加水至1L)并在60℃C下浸泡20mine
铝和铝合金
操作步骤同B.1，但盐酸溶液改为磷酸溶液[配制方法：磷酸50mL，铬酐（CrO）20g，加水至1L]，并在80℃--90℃下没泡10min
B.4铜和铜合金
操作步骤同B.「,但盐酸溶液改为硫酸溶液（配制方法：900mL水加人100mL硫酸混匀)并在室温下浸泡1min~3min。
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