循环冷却水运行中常出现的问题
循环冷却水系统中,水温的升高、流速的变化、冷却水的蒸发、各种无机离子和有机物质的浓缩,冷却水直接与空气接触,溶解氧含量高,水中的藻类繁殖很快,加之冷却水系统的蒸发、飞溅、泄漏和排污损失的影响需要补充水,这些都是造成系统结垢、氧腐蚀、有害离子腐蚀和微生物腐蚀的重要原因。水垢的附着、设备腐蚀和微生物的大量滋生,可导致系统粘泥垢堵塞管道、水质指标低劣、换热效率下降,对企业的产品质量、安全生产和节能降耗造成严重威胁。
一、水垢析出降低传热效率:
天然水中大多溶解有重碳酸盐,这种盐是冷却水发生水垢附着的主要成分。盐的浓度随着蒸发浓缩而增加,当其浓度达到饱和状态时,或者经过换热器传热表面使水温升高时,会发生下列反应:Ca(HCO3)2→CaCO3+CO2+H20。而冷却水喷淋时,溶解在水中的游离CO2气体逸出,促使反应加快。这样CaCO3沉淀就附着在换热器的传热表面,积累形成致密的碳酸盐水垢,使传热表面的传热性能下降。水垢附着的危害很大,轻者降低换热器的传热效率;严重的堵塞管道,并形成有害离子侵蚀管路,降低了生产效率;增加清频度;增加了能耗和维护成本;影响安全生产。
二、设备腐蚀影响生产和缩短使用寿命:
在循环冷却水系统中,大量的设备是金属制造的换热器。长期使用循环冷却水,会发生腐蚀穿孔,其腐蚀的原因是多种因素综合造成的。
a.冷却水中溶解氧引起的电化学腐蚀:水与空气中氧气能充分地接触,因此水中溶解的02可达到饱和状态。当金属与溶有O2的冷却水接触时,由于金属表面会形成许多腐蚀微电池,微电池的阳极和阴极区分别发生氧化和还原反应,促使微电池在阳极区的金属不断的被溶解而被腐蚀。
b.有害离子的腐蚀:循环冷却水在浓缩过程中,除重碳酸盐浓度随浓缩倍数增长而增加外,其它的盐类如氯化物、硫酸盐等的浓度也会增加。当氯离子和硫酸根离子浓度增高时,会加速金属的腐蚀。氯离子和硫酸根离子会使金属表面保护膜的保护性能降低,尤其是CL-离子半径小,穿透性强,容易穿过膜层,置换氧原子形成氯化物,加速阳极过程的进行,所以氯离子是引起点蚀的原因之一。
c.微生物引起腐蚀:微生物的滋生也会使金属发生腐蚀。这是由于微生物排出的粘液与无机垢和泥沙杂物等形成的沉积物附着在金属表面,形成氧的浓差电池,促使金属腐蚀。此外,在金属表面的沉淀物之间缺乏氧,因此一些厌氧菌(主要是硫酸盐还原菌)得以繁殖,它分解水中的硫酸盐,产生H2S,引起碳钢腐蚀。腐蚀破坏冷却水系统,腐蚀产物沉积导致换热效率下降,引起设备泄漏,工艺侧或者水侧污染使能耗上升,维修清洗频度增加而造成费用上升,危害企业安全生产。
三、微生物粘泥导致系统失效:
在循环水中,由于水中营养成分的浓缩,水温的升高和日光的照射,给细菌和藻类创造了迅速繁殖的条件。大量细菌分泌出粘液和藻类产生的粘性物质,能使水中飘浮的灰尘杂质和化学沉淀物等粘附在一起,形成粘糊状的沉淀物称为生物粘泥,俗称“软垢”。附着在换热器管壁上的生物粘泥,除了会对设备管道造成微生物腐蚀外,还会降低换热器的冷却效率,甚至堵塞设备管道,迫使企业临时停产清洗。
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