循环冷却水垢的防治.docVIP

循环冷却水垢的防治 倪勇强 (杭州蓝星水处理技术有限公司， 杭州 310006) ??? 摘? 要：介绍了循环冷却水垢的形成机理、结垢趋势判断的方法和除垢的措施，阐明了循环冷却水水质稳定处理的必要性。??? 关键词：循环冷却水；水垢；形成；判断；水处理 ??? 目前，冷却水的循环使用作为节水技术之一，已被广泛应用于各行各业中。它把已用于冷却的水通过冷却塔降温后再用于冷却，这样可以大大节约用水量。但是由于水分不断地被蒸发，水中的盐类和其他杂质被浓缩，加上冷却水通过冷却塔时与空气充分地接触，溶解氧和细菌含量大量增加，从而导致循环冷却水中出现结垢、腐蚀与微生物滋生的三大弊病，使换热效率大为降低，威胁设备的正常运行。 1 循环冷却水垢的形成与判断1.1循环冷却水垢形成的机理??? 水垢根据其形成原因的不同大致可分为硬垢和软垢两种。硬垢的主要成分是碳酸盐、硫酸盐、硅酸盐和磷酸盐等。软垢的主要成分是锈垢、微生物和粘泥灰沙等。??? 先以碳酸盐垢为例介绍硬垢形成的机理。由于溶解在水中的Ca(HCO3)2在加热过程中失去平衡，分解为CaCO3,CO2和H2O，而CaCO3的溶解度较低，所以首先在冷却系统的表面沉积下来：其他硅酸盐和磷酸盐等硬垢形成的原因大致相同。??? 软垢中锈垢的主要成分为氧化铁、氧化亚铁、氧化铜等。锈垢形成的原因主要是由于金属本体的腐蚀，机理比较复杂。以铁腐蚀为例可以分为三类：??? (1) O2和CO2引起的腐蚀??? O2的腐蚀主要按下列方式进行：??? 生成的Fe2O3结构疏松，无保护作用。??? (2) 铁锈(氧化铁)引起的腐蚀??? 铁锈和氧一样，可作为腐蚀反应的去极化剂，总反应为：??? (3) 电偶腐蚀??? 循环水系统中有钢管、镀锌管和铜管等不同金属材料。当这些不同电化学活性的金属相互接触时，会形成一个小的腐蚀电池。当水中存在有铜离子时，即使其在水中的浓度很低，但它是阳极反应的去极化剂，因而对腐蚀过程有明显的影响。随着铜离子浓度的增加，由于Fe和Zn的活性大于Cu，就会在钢管和镀锌管上出现沉淀铜现象，在铜管上产生点蚀。??? 另外，在循环冷却水系统中，由于水的温度和pH值适宜多种微生物的生长，而且随着冷却水浓缩倍数的增加，给微生物提供了大量的有机物、碳酸盐、硝酸盐和铁等各种营养物质，再加上循环水冷却塔常年敞开在室外，与阳光和氧气充分接触，给微生物的光合作用提供了充足的能量，从而造成循环冷却水系统中微生物大量繁殖，产生许多菌藻、粘泥和灰沙的混合物软垢，极大地影响了循环冷却水系统的传质效率和换热效果。1.2循环冷却水结垢趋势的判断??? 判断水质的结垢或腐蚀程度可根据各种试验结果。在试验之前先按照水质及某些运行条件进行计算，作出对结垢或腐蚀倾向的初步判断。1.2.1以碳酸盐为主的结垢趋势的判断1.2.1.1朗格利尔(Langelien)饱和指数法1.2.1.2赖兹纳(Ryznam)稳定指数法1.2.2硫酸钙垢结垢趋势的判断??? 如果循环冷却水中离子含量(均以CaCO3计，mg/L)的乘积大于1.5×105则将会产生硫酸钙垢。硅酸镁结垢趋势的判断??? 当镁含量大于40mg/L时，应控制Mg2+与SiO2的乘积＜15000,Mg2+以CaCO3计mg/L。??? 以上判断方法均有一定的参考价值，但只是以单一盐类来考虑的，而水中的离子是复杂平衡，互有影响，且计算中无法考虑微生物对腐蚀结垢的影响。因此，上述指标不能作为表示水质的绝对指标。在使用中还要考虑其它因素予以修正，需要丰富的经验才能科学地判断。值得注意的是：以上计算是针对未加药的循环水系统。如果系统加入水质稳定剂后，水质会有所改善。根据我们的经验，水处理系统一般控制在LSI-1.0~2.0范围,水质较为正常。2循环冷却水垢的防治措施??? 在判明循环系统水垢形成的原因以及分析清楚垢样的成分以后，就可以制定防治水垢的方案，解决的办法主要有化学清洗和水质稳定处理两种。化学清洗可分为不停机分散清洗和停机清洗。不停机分散清洗就是在系统运行的状态下，以分散清洗剂代替冷却水进行循环，通过排污达到清洗除垢的目的。停机清洗是系统停止以后，通过外置泵站动力，将清洗剂进行循环，达到清洗的目的。??? 停机清洗工艺程序如下：??? 系统水压检漏(水冲洗)→杀菌除藻→脱脂→脱脂后水冲洗→除垢除锈→漂洗→中和→钝化预膜??? 水质稳定处理是通过使用缓蚀阻垢剂和杀菌灭藻剂，并且定期对水质进行化学分析，从而保持药剂含量和水质各成分的化学平衡，防止污物或结垢的发生，控制腐蚀的趋势，达到长期保养设备的目的。根据实践经验，我们建议新建系统在进行开机前清洗后应作水质稳定处理。使用一至三年的系统(特殊情况除外)一般不宜进行大规模的化学清洗；而