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循環(huán)冷卻水常發(fā)生的問題
日期：2024-10-23 01:42
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摘要：、水垢沉積：
工業(yè)冷卻水所采用的水源主要來自地下水或自來水，水中含有甚多之溶存固體物隨著補(bǔ)充水進(jìn)入系統(tǒng)，當(dāng)冷卻水循環(huán)使用，濃縮倍數(shù)逐漸升，或系統(tǒng)流程溫度過，冷卻水之水溫跟著升，則水質(zhì)會(huì)逐漸變化。當(dāng)冷卻水中可溶解物質(zhì)之濃縮超過其在水中之溶解度時(shí)，水垢因而產(chǎn)生。
冷卻水中的水垢般由CaCO3、Ca3(PO4)2、CaSO4、硅酸鈣(鎂)等微溶鹽組成。這些鹽的溶解度很小，如在0℃時(shí)，CaCO3的溶解度是20mg/L，Ca3(PO4)2的溶解度只有0.1mg/L，而且它們的溶解度隨pH值和水溫的升而降低，因此特別容易在溫度的傳熱部位達(dá)...
、水垢沉積：
工業(yè)冷卻水所采用的水源主要來自地下水或自來水，水中含有甚多之溶存固體物隨著補(bǔ)充水進(jìn)入系統(tǒng)，當(dāng)冷卻水循環(huán)使用，濃縮倍數(shù)逐漸升，或系統(tǒng)流程溫度過，冷卻水之水溫跟著升，則水質(zhì)會(huì)逐漸變化。當(dāng)冷卻水中可溶解物質(zhì)之濃縮超過其在水中之溶解度時(shí)，水垢因而產(chǎn)生。
冷卻水中的水垢般由CaCO3、Ca3(PO4)2、CaSO4、硅酸鈣(鎂)等微溶鹽組成。這些鹽的溶解度很小，如在0℃時(shí)，CaCO3的溶解度是20mg/L，Ca3(PO4)2的溶解度只有0.1mg/L，而且它們的溶解度隨pH值和水溫的升而降低，因此特別容易在溫度的傳熱部位達(dá)到過飽和狀態(tài)而結(jié)晶析出，當(dāng)水流速度較小或傳熱面較粗糙時(shí)，這些結(jié)晶就容易沉積在傳熱表面上形成水垢。
控制冷卻水結(jié)垢的途徑主要有三條：(1)降低水中結(jié)垢離子的濃度使其保持在允許的范圍內(nèi)；(2)穩(wěn)定水中結(jié)垢離子的平衡關(guān)系；(3)破壞結(jié)垢離子的結(jié)晶長大。在選擇控制水垢的具體方案時(shí)，應(yīng)綜合考慮循環(huán)水量大小、使用要求、藥劑來源等因素。
．腐蝕：
冷卻水對(duì)碳鋼的腐蝕是個(gè)電化學(xué)過程。由于碳鋼組織和表面以及與其接觸的溶液狀態(tài)的不均勻性，表面上會(huì)形成許多微小面積的低電位區(qū)(陽)和電位區(qū)(陰)，每對(duì)陽和陰通過金屬本體構(gòu)成個(gè)腐蝕原電池，分別發(fā)生氧化和還原反應(yīng)。
在陽 Fe→Fe2+ +2e
在陰 1/2O2+H2O+2e→2OH-
在水中 Fe2++2OH-→Fe(OH)2↓
2Fe(OH)2+1/2O2+H2O→2Fe(OH)3↓
因?yàn)榻饘俦砻娴牟痪鶆蛐允堑?，所以電化學(xué)腐蝕條件普遍存在，只要金屬與含溶解氧的水接觸，上述腐蝕反應(yīng)就會(huì)繼續(xù)進(jìn)行下去。
控制腐蝕的基本方法有三類：(1)通過電鍍或浸涂的方法在金屬表面形成防腐層、使金屬和循環(huán)水隔；(2)電化學(xué)保護(hù)法，即在冷卻水系統(tǒng)中，般使用電電位比鐵低的鎂、鋅等犧牲陽與需要保護(hù)的碳鋼設(shè)備連接，使碳鋼設(shè)備整個(gè)成為陰而受到保護(hù)、或者將需要保護(hù)的碳鋼設(shè)備接到直流電源的負(fù)上，并在正上再接個(gè)輔助陽、如石墨\炭精等，設(shè)備在外加電流作用下轉(zhuǎn)成陰而受到保護(hù)；(3)向循環(huán)水中投加無機(jī)或有機(jī)緩蝕劑、使金屬表面形成層均勻致密、不易剝落的保護(hù)膜，這是目前內(nèi)外普遍采用的處理方法。為了提藥劑效果，通常在系統(tǒng)正常運(yùn)行之前，投加濃度緩蝕劑，進(jìn)行預(yù)膜處理，待成膜后，再降低藥劑濃度，使其用量能維持和修補(bǔ)緩蝕膜就可以了。
三．微生物滋長：
在大多數(shù)開放式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中，大量的水經(jīng)由制程設(shè)備再回流至冷卻水塔中，水溫經(jīng)蒸發(fā)而降低，冷卻水性質(zhì)隨之改善。當(dāng)水在塔中蒸發(fā)后，冷卻水中所含有之有機(jī)物、無機(jī)物、微生物濃度均已增加，由于溫水，加上有機(jī)物及無機(jī)物之營養(yǎng)劑，了微生物良好之成長條件。
工業(yè)冷卻水所采用的水源主要來自地下水或自來水，水中含有甚多之溶存固體物隨著補(bǔ)充水進(jìn)入系統(tǒng)，當(dāng)冷卻水循環(huán)使用，濃縮倍數(shù)逐漸升，或系統(tǒng)流程溫度過，冷卻水之水溫跟著升，則水質(zhì)會(huì)逐漸變化。當(dāng)冷卻水中可溶解物質(zhì)之濃縮超過其在水中之溶解度時(shí)，水垢因而產(chǎn)生。
冷卻水中的水垢般由CaCO3、Ca3(PO4)2、CaSO4、硅酸鈣(鎂)等微溶鹽組成。這些鹽的溶解度很小，如在0℃時(shí)，CaCO3的溶解度是20mg/L，Ca3(PO4)2的溶解度只有0.1mg/L，而且它們的溶解度隨pH值和水溫的升而降低，因此特別容易在溫度的傳熱部位達(dá)到過飽和狀態(tài)而結(jié)晶析出，當(dāng)水流速度較小或傳熱面較粗糙時(shí)，這些結(jié)晶就容易沉積在傳熱表面上形成水垢。
控制冷卻水結(jié)垢的途徑主要有三條：(1)降低水中結(jié)垢離子的濃度使其保持在允許的范圍內(nèi)；(2)穩(wěn)定水中結(jié)垢離子的平衡關(guān)系；(3)破壞結(jié)垢離子的結(jié)晶長大。在選擇控制水垢的具體方案時(shí)，應(yīng)綜合考慮循環(huán)水量大小、使用要求、藥劑來源等因素。
．腐蝕：
冷卻水對(duì)碳鋼的腐蝕是個(gè)電化學(xué)過程。由于碳鋼組織和表面以及與其接觸的溶液狀態(tài)的不均勻性，表面上會(huì)形成許多微小面積的低電位區(qū)(陽)和電位區(qū)(陰)，每對(duì)陽和陰通過金屬本體構(gòu)成個(gè)腐蝕原電池，分別發(fā)生氧化和還原反應(yīng)。
在陽 Fe→Fe2+ +2e
在陰 1/2O2+H2O+2e→2OH-
在水中 Fe2++2OH-→Fe(OH)2↓
2Fe(OH)2+1/2O2+H2O→2Fe(OH)3↓
因?yàn)榻饘俦砻娴牟痪鶆蛐允堑?，所以電化學(xué)腐蝕條件普遍存在，只要金屬與含溶解氧的水接觸，上述腐蝕反應(yīng)就會(huì)繼續(xù)進(jìn)行下去。
控制腐蝕的基本方法有三類：(1)通過電鍍或浸涂的方法在金屬表面形成防腐層、使金屬和循環(huán)水隔；(2)電化學(xué)保護(hù)法，即在冷卻水系統(tǒng)中，般使用電電位比鐵低的鎂、鋅等犧牲陽與需要保護(hù)的碳鋼設(shè)備連接，使碳鋼設(shè)備整個(gè)成為陰而受到保護(hù)、或者將需要保護(hù)的碳鋼設(shè)備接到直流電源的負(fù)上，并在正上再接個(gè)輔助陽、如石墨\炭精等，設(shè)備在外加電流作用下轉(zhuǎn)成陰而受到保護(hù)；(3)向循環(huán)水中投加無機(jī)或有機(jī)緩蝕劑、使金屬表面形成層均勻致密、不易剝落的保護(hù)膜，這是目前內(nèi)外普遍采用的處理方法。為了提藥劑效果，通常在系統(tǒng)正常運(yùn)行之前，投加濃度緩蝕劑，進(jìn)行預(yù)膜處理，待成膜后，再降低藥劑濃度，使其用量能維持和修補(bǔ)緩蝕膜就可以了。
三．微生物滋長：
在大多數(shù)開放式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中，大量的水經(jīng)由制程設(shè)備再回流至冷卻水塔中，水溫經(jīng)蒸發(fā)而降低，冷卻水性質(zhì)隨之改善。當(dāng)水在塔中蒸發(fā)后，冷卻水中所含有之有機(jī)物、無機(jī)物、微生物濃度均已增加，由于溫水，加上有機(jī)物及無機(jī)物之營養(yǎng)劑，了微生物良好之成長條件。
微生物在冷卻水系統(tǒng)中繁殖形成粘泥，使傳熱效率下降，加速金屬腐蝕，影響輸水，粘泥腐敗后產(chǎn)生臭味，使水質(zhì)變差。因粘泥引起的故障往往與腐蝕和水垢故障同時(shí)發(fā)生，按照故障的表現(xiàn)形式，可分為粘泥附著型和淤泥堆積型類，前者主要是微生物及其代謝物和泥砂等的混合物附著于固體表面上而發(fā)生故障，常發(fā)生在管道、池壁、冷卻塔填料上，后者是水中懸浮物在流速低的部位沉積，生成軟泥狀物質(zhì)而發(fā)生故障，常發(fā)生在水池底部。在換熱器殼程和配水池中類故障都可能發(fā)生。
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