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循环水冷却器增加物理防垢设施方案

目录

一、循环水冷却器水垢的形成

二、循环水换热器结垢严重对生产装置带来的问题

三、循环水冷却器除垢方法

一、循环水冷却器水垢的形成

循环水中含有各种矿物、无机盐和微生物。在开放式循环冷却水系统中，由于水的不断蒸发浓

缩，水中的杂质会发生各种物理和化学变化，其中的盐类达到饱和之后，随着热量的传递，温度的

升高，会陆续有结晶析出。其中酸式碳酸盐易受热分解形成难溶的碳酸盐沉淀。

在水循环系统中，由于水中溶有各种矿物质，如钙和镁的硫酸盐和重碳酸盐，它们溶解于水中

时，将以Ca2+、Mg2+及SO42−和HCO3−、CO3-的状态长时间地在系统管路中流动。在用水

设备管道与大地相连的状态下，由于设备接地呈负极性，于是正离子（Ca2+，Mg2+）将受器壁

吸引而产生附壁效应，负离子（SO42-，HCO3-，CO32-），又将和固定在器壁上的正离子结合

，产生难溶性的碳酸盐沉淀而形成水垢。

二、循环水换热器结垢严重对生产装置带来的问题

（1）循环水冷却器结垢影响换热效率

水垢的导热系数比钢铁的导热系数小几十倍甚至几百倍，水冷器结垢后会使受热面的传热性能变

差，据《工业能源》杂志提供的权威统计数据，水垢每年在换热设备和管道中的沉积厚度在4mm以

上，而换热设备水垢每增加1mm，换热系数下降9～9.6%，能耗将增加10%以上，造成装置循环水

换热器的换热效率降低，导致产品质量下降，严重时可造成整个冷却系统不能正常运行，会迫使装置

停车，造成生产事故，并带来重大的经济损失。

二、循环水换热器结垢严重对生产装置带来的问题

（2）循环水冷却器结垢会发生垢下腐蚀

水垢导致金属发生沉积物下腐蚀（垢下腐蚀），金属壁（如：换热器管束）有水垢附着的条件下，从水垢

的孔、缝隙渗入的循环水，在沉积的水垢层与金属之间急剧蒸发，在水垢层下，循环水中的溶解物可能被浓缩

到很高的浓度，其中，有些物质在高温高浓度的条件下会对金属发生严重的腐蚀，如NaOH等，结垢、腐蚀

过程相互促进，会很快导致金属的损坏，以致换热器管束泄露。工艺介质漏入循环水系统中，加剧了管道和设

备的腐蚀与结垢，使整个生产设备的使用寿命大大降低。

由于循环水冷却器管束腐蚀导致介质泄漏进入循环水系统，介质泄漏又引起循环水质恶化，促进了微生物

的生长，又加剧了换热器的腐蚀，最终导致更大面积的泄漏，直至循环水全面恶化，循环水水质恶化在腐蚀设

备的同时，也影响换热器的换热效率，耗能增大；循环水的水质变差，当循环水的各项指标不能满足《工业循

环冷却水处理设计规范》GB50050及生产装置循环水水质要求时，需要用大量的新鲜水进行置换，并且需要

增加缓蚀剂、阻垢剂、杀菌剂以及PH调节等药剂的投加量，不但造成水资源浪费，同时增加了循环水系统的

运行费用，置换污水需要排入污水处理场，因此也增大了污水处理场的负荷及相关费用。

三、循环水冷却器除垢方法

（1）彻底方法

采用软水设备，将循环补充水处理成软水，水中的钙、镁离子基本通过设备处理掉，可彻底解决

循环系统结垢问题。缺点：投资巨大，不适用于大规模工业装置。

（2）机械清洗

采用铁丝、钢丝毛刷、胶球对水冷器管束的水垢进行机械清洗。优点：方便、费用低;对设备无腐

蚀。缺点：效果差，清洗不彻底;应用领域狭窄。如果采用坚硬的钢丝器具，容易管壁;在降低管子寿命

的同时，也会增加以后垢的生成速度(因为管壁被破坏的比较粗糙了)；如果采用柔软的钢丝器具，会

造成清洗不彻底的现象;不但增加了能耗，而且使垢的生成速度会加快，增加企业的停机清洗时间和频

率。胶球清洗只能用于一些特定的设备，不具备普遍应用性，而且只能清除90%的水垢。不能形成表

层钝化，不能阻碍“垢质成分”对金属管壁的腐蚀，加剧了金属管壁的腐蚀和老化。此清洗方式不能

在线除垢。

三、循环水冷却器除垢方法

（3）高压水清洗

采用高压水对水冷器管束的水垢进行清洗。优点：比较方便，除垢效果比较良好，对设备无腐

蚀。缺点：压力小的时候(500公斤以下)不能有效去除水垢，压力大时(800公斤以上)容易损坏管壁

。据统计：凡是经常用高压水枪清洗的设备，在清洗三次后会有40%的情况出现管子渗漏现象而影

响正常生产。不能形成表层钝化，不能阻碍“垢质成分”对金属管壁的腐蚀，加剧了金属管壁的腐蚀

和老化。费用高，企业很难自主清洗。此清洗方式不能在线除垢。

（4）化学清洗

通过添加化学阻垢、酸洗、阴阳离子交