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循环冷却水系统运行过程中的问题
发表于:2019/11/11    来源:广州百冠节能科技有限公司_空水冷冷却系统_中央空调节能_高压变频冷却系统_广州百冠节能科技有限公司
 

  工业循环冷却水系统在运行过程中,水分蒸发、风吹损失等情况使循环水不断浓缩,其中所含的盐类超标,阴阳离子增加,pH值明显变化,致使水质恶化。而且循环水的温度、pH值和营养成分有利于微生物的繁殖,充足的日光照射更使得冷却塔成为藻类生长的理想场所。

  一、循环水运行过程中产生的主要问题

  (1)水垢:循环水在冷却过程中不断地蒸发,使得含盐浓度不断增高,进而超过某些盐类的溶解度而沉淀,常见的有碳酸钙、磷酸钙、硅酸镁等水垢。水垢的质地比较致密,这大大降低了传热效率,0.6毫米的垢厚就足以使传热系数降低20%

  (2)污垢:污垢主要由水中的有机物、微生物菌落和分泌物、泥沙、粉尘等构成,污垢的质地松软,不仅降低传热效率而且还会引起垢下腐蚀,缩短设备使用寿命。

  (3)腐蚀:循环水对换热设备的腐蚀,主要是电化腐蚀,产生的原因有设备制造缺陷、水中充足的氧气、水中腐蚀性离子(Cl-Fe2+Cu2+)以及微生物分泌的黏液所生成的污垢等因素,腐蚀的后果十分严重,不加控制下在极短的时间内就可以使换热器、输水管路设备报废。

  (4)微生物黏泥:因为循环水中有充足的氧气、合适的温度以及富养条件,很适合微生物的生长繁殖,如不及时控制将迅速导致水质恶化、发臭、变黑,冷却塔大量黏垢沉积甚至堵塞,冷却散热效果大幅下降,设备腐蚀加剧。

  二、水垢的形成

  在循环水系统中,水垢是由过饱和的水溶性组分形成的,水中溶解有各种盐类,如碳酸氢盐、碳酸盐、氯化物、硅酸盐等,其中以溶解的碳酸氢盐(碳酸氢钙、碳酸氢镁等)最不稳定,极容易分解生成碳酸盐。因此,当冷却水中溶解的碳酸氢盐较多时,水流通过换热器表面,特别是温度较高的表面,就会受热分解。水中溶有磷酸盐与钙离子时,也将产生磷酸钙的沉淀;碳酸钙和磷酸钙与一般的盐类不同,其溶解度不是随温度的升高而加大,而是随着温度的升高而降低。

  因此,在换热器传热表面上,这些难溶性盐很容易达到过饱和状态而在水中结晶,尤其当水流速度小或传热面较粗糙时,这些结晶沉淀物就会沉积在传热表面上,形成通常所称的水垢。由于这些水垢结晶致密,比较坚硬,又称之为硬垢,常见的水垢成分为:碳酸钙,硫酸钙,磷酸钙,镁盐,硅酸盐。

  三、微生物危害

  循环冷却水中的微生物来自两个方面:一是冷却塔在水的蒸发过程中需要引入大量的空气,微生物也随空气带入冷却水中;二是冷却水系统的补充水或多或少都会有微生物,这些微生物也随补充水进入冷却水系统中。

  藻类在日光的照射下,会与水中的二氧化碳、碳酸氢根等碳源发生光合作用,吸收碳素作营养而放出氧,因此,当藻类大量繁殖时,会增加水中溶解氧含量,有利于氧的去极化作用,腐蚀过程因此而加速。微生物在循环水系统中的大量繁殖,会使循环水颜色变黑,发生恶臭,污染环境。同时,会形成大量黏泥使冷却塔的冷却效率降低,木材变质腐烂。

  黏泥沉积在换热器内,使传热效率降低和水头损失增加,沉积在金属表面的黏泥会引起严重的垢下腐蚀,同时它还隔绝了缓蚀阻垢剂对金属的作用,使药剂不能发挥应有的缓蚀阻垢效能。

  微生物黏泥除了会加速垢下腐蚀外,有些细菌在代谢过程中,生物分泌物还会直接对金属构成腐蚀。所有这些问题导致循环水系统不能长期安全运转,影响生产,造成严重的经济损失。因此,微生物的危害与水垢、腐蚀对冷却水系统的危害是一样的严重,甚至可以说,三者比较起来控制微生物的危害是首要的。

  循环水中微生物的动向可以通过以下化学分析项目进行测定:

  (1)余氯(游离氯):加氯杀菌时要注意余氯出现的时间和余氯量,因为微生物繁殖严重时会使循环水中耗氯量大大地增加。

  (2)氨:循环水中一般不含氨,但由于工艺介质泄漏或吸入空气中的氨时也会使水中出现氨,这时不能掉以轻心,除积极寻找氨的泄漏点外,还要注意水中是否含有亚硝酸根,水中的氨含量最好是控制在10 mg/L以下。

  (3NO2-:当水中出现氨和亚硝酸根时,说明水中已有亚硝酸菌将氨转化为亚硝酸根,这时循环水系统加氯将变得十分困难,耗氯量增加,余氯难以达到指标,水中NO2-含量最好是控制在小于1 mg/L

  (4COD:水中微生物繁殖严重时会使COD增加,因为细菌分泌的黏液增加了水中有机物含量,故通过COD的分析,可以观察到水中微生物变化的动向,正常情况下水中COD最好小于5 mg/LKMnO4法)。

 
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