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阻垢剂解决循环冷却水中的三大难题

 在循环冷却水系统水侧主要存在三大问题:结垢、腐蚀和微生物生长。水处理的目的,就是要解决这三个问题,从而保证循环水系统长期稳定、有效运行,同时还要节约水资源,提高水的重复利用率。

 结垢与阻垢

 天然水中溶解有各种盐类,如重碳酸盐、碳酸盐、硫酸盐、硅酸盐等。当天然水作为补充水进入循环水系统后,经蒸发浓缩,水中离子浓度增加,PH值和温度等因素发生变化,致使离子过饱和而生成水垢。最常见的水垢成份是CaCO3。CaCO3在水中的溶解度很小,而且碳酸钙的溶解度与一般的盐类不同,它的溶解度随着温度的升高反而降低。也就是说,随着温度升高,CaCO3结垢倾向增大。结垢的危害有:

 (1)垢类都是热的不良导体,垢的沉积降低热效率。

 (2)垢的积聚导致局部腐蚀,使设备在短期内穿孔而破坏,缩短设备使用寿命。

 (3)垢在管内沉积降低了水流截面积,增大了水流阻力,使运转费升高。

 (4)增加了停车清洗时间,降低连续运转周期。

 (5)增加了清洗、运行处理的药剂费用。

 通过加入阻垢剂,由于药剂的螯合、致畸等作用,提高了CaCO3等盐类物质的溶解度,降低了结垢倾向,从而达到阻垢的目的。但是,加入阻垢剂并不等于完全消除了结垢倾向。还需要通过排污,控制浓缩倍数,从而使成垢离子控制在一定含量之内才能使循环水系统完全不结垢。排污和控制浓缩倍数是循环水管理必不可少的。

 腐蚀与防腐

 循环冷却水要解决的第二大问题是金属设备的腐蚀,金属(碳钢、不锈钢、铜等)表面与水接触,而水中含有溶解氧和CO2等各种杂质,由于电位差而产生电化学反应,从而使金属发生腐蚀损坏。腐蚀的结果导致以下几个问题:

 (1) 缩短设备寿命;

 (2) 腐蚀产物形成污垢,降低换热效率;

 (3) 因换热器破漏导致非预期停车。

 循环水系统中控制金属腐蚀的有效方法之一是添加缓蚀剂。通过在循环水中添加缓蚀剂,就能有效地降低循环水系统中金属设备的腐蚀速度。

 微生物生长与杀生

 循环冷却水系统要解决的第三大问题是水中微生物的生长。为什么在循环水系统中会有大量微生物生长呢?

 天然水,尤其是地表水(河水、湖水),含有大量的微生物。当天然水作为补充水进入循环水系统后,把大量的微生物带入到系统中。另外,冷却塔喷淋过程中又从空气中捕集了大量的微生物。再者,循环水的温度范围(通常为20~40℃)特别有利于微生物的生长。某些工厂工艺介质泄漏入循环水系统,为其中的微生物提供了营养源,因此在循环水系统中,人们经常可以看到微生物大量生长的情景。

 微生物的危害:

 (1)铁细菌的生长和锈瘤引起管道堵塞和钢铁腐蚀。

 (2)硫酸盐还原菌:硫酸盐还原菌是厌氧菌,它能将水溶性硫酸盐还原成硫化氢,硫化氢对金属有腐蚀性。

 (3)产酸细菌的造酸作用,会对设备造成腐蚀。

 (4)真菌破坏木材中的纤维素,使冷却塔的木质构件朽蚀。

 (5)藻类形成团块进入换热器会堵塞管路,降低水流量,从而降低其冷却作用。硅藻是形成硅垢的原因之一,有些藻类将分解缓蚀剂。

 微生物的大量生长,并与泥沙、尘土等混合形成附着的或堆积的微生物粘泥,这些微生物粘泥在循环水系统中会引起以下这些故障:

 (1) 粘泥附着在换热器通道表面上,降低换热效率;

 (2) 大量的粘泥将堵塞换热器通道,从而降低流量和冷却效果,增加泵压;

 (3) 粘泥集积在冷却塔填料的表面或填料间,堵塞了冷却水的通过,降低了冷却塔的冷却效果;

 (4) 粘泥覆盖在金属表面,形成差异电池,导致金属设备腐蚀。

 控制微生物生长的有效方法之一是添加杀生剂(杀菌灭藻剂)。另外,由于微生物对杀生剂具有适应性,长期使用同一种杀生剂会逐渐失去杀生效果,因此杀生剂宜选用多种并交替使用。

 在水处理情况不好的系统中,这三种问题往往是同时存在的,而且是互相影响的。下图就是两个典型的水处理不好的换热器的照片。在循环冷却水系统水侧主要存在三大问题:结垢、腐蚀和微生物生长。水处理的目的,就是要解决这三个问题,从而保证循环水系统长期稳定、有效运行,同时还要节约水资源,提高水的重复利用率。

 结垢与阻垢

 天然水中溶解有各种盐类,如重碳酸盐、碳酸盐、硫酸盐、硅酸盐等。当天然水作为补充水进入循环水系统后,经蒸发浓缩,水中离子浓度增加,PH值和温度等因素发生变化,致使离子过饱和而生成水垢。最常见的水垢成份是CaCO3。CaCO3在水中的溶解度很小,而且碳酸钙的溶解度与一般的盐类不同,它的溶解度随着温度的升高反而降低。也就是说,随着温度升高,CaCO3结垢倾向增大。结垢的危害有:

 (1)垢类都是热的不良导体,垢的沉积降低热效率。

 (2)垢的积聚导致局部腐蚀,使设备在短期内穿孔而破坏,缩短设备使用寿命。

 (3)垢在管内沉积降低了水流截面积,增大了水流阻力,使运转费升高。

 (4)增加了停车清洗时间,降低连续运转周期。

 (5)增加了清洗、运行处理的药剂费用。

 通过加入药剂,由于药剂的螯合、致畸等作用,提高了CaCO3等盐类物质的溶解度,降低了结垢倾向,从而达到阻垢的目的。但是,加入阻垢剂并不等于完全消除了结垢倾向。还需要通过排污,控制浓缩倍数,从而使成垢离子控制在一定含量之内才能使循环水系统完全不结垢。排污和控制浓缩倍数是循环水管理必不可少的。

 腐蚀与防腐

 循环冷却水要解决的第二大问题是金属设备的腐蚀,金属(碳钢、不锈钢、铜等)表面与水接触,而水中含有溶解氧和CO2等各种杂质,由于电位差而产生电化学反应,从而使金属发生腐蚀损坏。腐蚀的结果导致以下几个问题:

 (1) 缩短设备寿命;

 (2) 腐蚀产物形成污垢,降低换热效率;

 (3) 因换热器破漏导致非预期停车。

 循环水系统中控制金属腐蚀的有效方法之一是添加缓蚀剂。通过在循环水中添加缓蚀剂,就能有效地降低循环水系统中金属设备的腐蚀速度。

 微生物生长与杀生

 循环冷却水系统要解决的第三大问题是水中微生物的生长。为什么在循环水系统中会有大量微生物生长呢?

 天然水,尤其是地表水(河水、湖水),含有大量的微生物。当天然水作为补充水进入循环水系统后,把大量的微生物带入到系统中。另外,冷却塔喷淋过程中又从空气中捕集了大量的微生物。再者,循环水的温度范围(通常为20~40℃)特别有利于微生物的生长。某些工厂工艺介质泄漏入循环水系统,为其中的微生物提供了营养源,因此在循环水系统中,人们经常可以看到微生物大量生长的情景。

 微生物的危害:

 (1)铁细菌的生长和锈瘤引起管道堵塞和钢铁腐蚀。

 (2)硫酸盐还原菌:硫酸盐还原菌是厌氧菌,它能将水溶性硫酸盐还原成硫化氢,硫化氢对金属有腐蚀性。

 (3)产酸细菌的造酸作用,会对设备造成腐蚀。

 (4)真菌破坏木材中的纤维素,使冷却塔的木质构件朽蚀。

 (5)藻类形成团块进入换热器会堵塞管路,降低水流量,从而降低其冷却作用。硅藻是形成硅垢的原因之一,有些藻类将分解缓蚀剂。

 微生物的大量生长,并与泥沙、尘土等混合形成附着的或堆积的微生物粘泥,这些微生物粘泥在循环水系统中会引起以下这些故障:

 (1) 粘泥附着在换热器通道表面上,降低换热效率;

 (2) 大量的粘泥将堵塞换热器通道,从而降低流量和冷却效果,增加泵压;

 (3) 粘泥集积在冷却塔填料的表面或填料间,堵塞了冷却水的通过,降低了冷却塔的冷却效果;

 (4) 粘泥覆盖在金属表面,形成差异电池,导致金属设备腐蚀。

 控制微生物生长的有效方法之一是添加杀生剂(杀菌灭藻剂)。另外,由于微生物对杀生剂具有适应性,长期使用同一种杀生剂会逐渐失去杀生效果,因此杀生剂宜选用多种并交替使用。

 在水处理情况不好的系统中,这三种问题往往是同时存在的,而且是互相影响的。下图就是两个典型的水处理不好的换热器的照片。

 

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