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干货-循环水的常见问题分析及判断(结垢,腐蚀,微生物)

添加时间:2018-07-24

  循环水系统的降温是依靠冷却塔的蒸发作用带走热量的。由于水的蒸发,各种无机离子和有机物质浓度增加,即浓缩现象。浓缩会改变水的性质,加重水的结垢和腐蚀倾向;在冷却塔中,水在与空气接触中会失去部分游离的二氧化碳,使pH值升高,加大结垢倾向;另外空气中的氧进入水中,增加了水的腐蚀倾向;水在与空气接触过程中,还会将空气中的灰尘、微生物、污染气体(如二氧化硫、硫化氢和氨等)或昆虫等带入水系统,引起水质污染,产生细菌和藻类繁殖。
  每一个循环冷却水系统无论其设备材质如何,设备类型如何,也不论其补充水源如何,都会受沉积物的析出与附着、设备腐蚀和微生物滋生及黏泥问题的困扰。它们会威胁和破坏企业长周期地安全生产,甚至造成经济损失,因此决不能掉以轻心。
  1.沉积物的析出与附着—水垢与污垢
  1.1水垢
  水中溶解有各种盐类,如重碳酸盐、碳酸盐、硫酸盐、氯化物、硅酸盐,其中以溶解的重碳酸盐如Ca(HCO3)2、Mg(HCO3)2最不稳定,受热或CO2溢出,反应向右进行,即分解生成碳酸盐。
  Ca(HCO3)2?→CaCO3↓+?H2O+CO2↑
  常见的水垢组成为:碳酸钙、硫酸钙、磷酸钙、镁盐、硅酸盐。
  1.2?污垢
  油污、腐蚀产物、颗粒细小的泥砂、不溶性盐类的泥状物、胶状氢氧化物、特别是菌藻的尸体及其黏性分泌物是污垢的主要组成部分。
  在流速较慢的部位污垢沉积最多。它们是引起垢下腐蚀的主要原因,也是某些细菌如厌氧菌生存和繁殖的温床。
  1.3水垢与污垢的危害
  ①降低传热效率或传热不均。设备腐蚀(垢下腐蚀)。
  ②增加管线输送压力差及电力消耗。降低缓蚀剂性能。
  ③增加工厂非计划性停车。甚至会造成某些设备的直接报废。
  2.腐蚀机理及危害
  循环水的腐蚀主要为电化学腐蚀,也就是钢材与水中氧气作用而腐蚀;当微生物繁殖时,其微生物的分泌物与冷却水中有机物、无机物聚积而形成粘泥,沉积在系统中时,将造成沉积物下金属腐蚀。另外,pH值、温度、流速、大气污染物等也是影响腐蚀的因素。
  腐蚀主要危害:
  ①减少设备的使用寿命。增加设备维护费用及生产成本。设备穿孔造成报?废。
  ②资源和能源浪费严重。
  ③引发灾难性事故。
  ④造成环境污染,阻碍新技术的发展。
  3.微生物滋生及黏泥问题
  微生物危害在循环冷却水系统中是很严重的,有人认为对化学处理来说,微生物控制工作可说是“一荣俱荣,一损俱损”。国外也有文章认为“最大的挑战来自微生物繁殖”。与水垢、电化学腐蚀比起来,其危害更胜一筹。微生物带给系统的危害不外乎污垢和腐蚀。表现出来时,往往和水垢,电化学腐蚀的危害混合在一起。微生物粘泥是以微生物菌体及其粘结在一起的粘性物质(多糖类、蛋白质等)为主体组成。敞开式循环冷却水系统中,由产粘泥细菌引起的故障为最多,其次则是由藻类、霉菌(丝状菌)、球衣细菌(丝状细菌)引起的故障。
  3.1各种微生物的生长环境
  绝大多数水中微生物的生长温度在20~40℃;pH值5~9,部分微生物即使在温度70℃;pH值2~3之间也适宜繁殖。因此,在每个循环冷却水系统都有微生物的活动滋生。
  3.2微生物滋生及黏泥主要危害:
  ①形成污垢沉积物,降低冷却水的冷却效果,增加能耗并影响正常生产。
  ②大量的黏泥将堵塞换热器(冷却器)中冷却水的通道,从而使冷却水无法工作;少量的黏泥则减少冷却水通道的截面积,从而降低冷却水的流量和冷却效果,增加泵压。
  ③?黏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,降低冷却塔的冷却效果。
  ④?黏泥覆盖在换热器内的金属表面,阻止缓蚀剂与阻垢剂到达金属表面发挥其缓蚀与阻垢作用,阻止杀生剂杀灭黏泥中和黏泥下的微生物,降低这些药剂的功效,加剧了垢下腐蚀。
  ⑤?黏泥覆盖在金属表面,形成差异腐蚀电池,引起这些金属设备的腐蚀。
  结垢、腐蚀、微生物问题是制约循环冷却水系统正常运行的三大危害,通过以上的分析可以看出,这三个问题之间相互影响,因此,循环冷却水系统的化学处理方案必定是一个综合的方案,一套优秀的循环冷却水处理方案必须同时能够做到:良好的阻垢、缓蚀效果,卓有成效的杀生灭菌处理。

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