循環水的常見問題分析及判斷(結垢,腐蝕,微生物):
循環水系統的降溫是依靠冷卻塔的蒸發作用帶走熱量的。由于水的蒸發,各種無機離子和有機物質濃度增加,即濃縮現象。濃縮會改變水的性質,加重水的結垢和腐蝕傾向;在冷卻塔中,水在與空氣接觸中會失去部分游離的二氧化碳,使pH值升高,加大結垢傾向;另外空氣中的氧進入水中,增加了水的腐蝕傾向;水在與空氣接觸過程中,還會將空氣中的灰塵、微生物、污染氣體(如二氧化硫、硫化氫和氨等)或昆蟲等帶入水系統,引起水質污染,產生細菌和藻類繁殖。
每一個循環冷卻水系統無論其設備材質如何,設備類型如何,也不論其補充水源如何,都會受沉積物的析出與附著、設備腐蝕和微生物滋生及黏泥問題的困擾。它們會威脅和破壞企業長周期地安全生產,甚至造成經濟損失,因此決不能掉以輕心。
1.1水垢
水中溶解有各種鹽類,如重碳酸鹽、碳酸鹽、硫酸鹽、氯化物、硅酸鹽,其中以溶解的重碳酸鹽如Ca(HCO3)2、Mg(HCO3)2最不穩定,受熱或CO2溢出,反應向右進行,即分解生成碳酸鹽。
Ca(HCO3)2?→CaCO3↓+?H2O+CO2↑
常見的水垢組成為:碳酸鈣、硫酸鈣、磷酸鈣、鎂鹽、硅酸鹽。
1.2污垢
油污、腐蝕產物、顆粒細小的泥砂、不溶性鹽類的泥狀物、膠狀氫氧化物、特別是菌藻的尸體及其黏性分泌物是污垢的主要組成部分。
在流速較慢的部位污垢沉積最多。它們是引起垢下腐蝕的主要原因,也是某些細菌如厭氧菌生存和繁殖的溫床。
1.3水垢與污垢的危害
①降低傳熱效率或傳熱不均。設備腐蝕(垢下腐蝕)。
②增加管線輸送壓力差及電力消耗。降低緩蝕劑性能。
③增加工廠非計劃性停車。甚至會造成某些設備的直接報廢。
2.腐蝕機理及危害
循環水的腐蝕主要為電化學腐蝕,也就是鋼材與水中氧氣作用而腐蝕;當微生物繁殖時,其微生物的分泌物與冷卻水中有機物、無機物聚積而形成粘泥,沉積在系統中時,將造成沉積物下金屬腐蝕。另外,pH值、溫度、流速、大氣污染物等也是影響腐蝕的因素。
腐蝕主要危害:
①減少設備的使用壽命,增加設備維護費用及生產成本,設備穿孔造成報廢。
②資源和能源浪費嚴重。
③引發災難性事故。
④造成環境污染,阻礙新技術的發展。
3.微生物滋生及黏泥問題
微生物危害在循環冷卻水系統中是很嚴重的,國外好多文章認為“最大的挑戰來自微生物繁殖”。與水垢、電化學腐蝕比起來,其危害更勝一籌。微生物帶給系統的危害不外乎污垢和腐蝕。表現出來時,往往和水垢,電化學腐蝕的危害混合在一起。微生物粘泥是以微生物菌體及其粘結在一起的粘性物質(多糖類、蛋白質等)為主體組成。敞開式循環冷卻水系統中,由產粘泥細菌引起的故障為最多,其次則是由藻類、霉菌(絲狀菌)、球衣細菌(絲狀細菌)引起的故障。
3.1各種微生物的生長環境
絕大多數水中微生物的生長溫度在20~40℃;pH值5~9,部分微生物即使在溫度70℃;pH值2~3之間也適宜繁殖。因此,在每個循環冷卻水系統都有微生物的活動滋生。
3.2微生物滋生及黏泥主要危害:
①形成污垢沉積物,降低冷卻水的冷卻效果,增加能耗并影響正常生產。
②大量的黏泥將堵塞換熱器(冷卻器)中冷卻水的通道,從而使冷卻水無法工作;少量的黏泥則減少冷卻水通道的截面積,從而降低冷卻水的流量和冷卻效果,增加泵壓。
③黏泥集積在冷卻塔填料的表面或填料間,堵塞了冷卻水的通過,降低冷卻塔的冷卻效果。
④黏泥覆蓋在換熱器內的金屬表面,阻止緩蝕劑與阻垢劑到達金屬表面發揮其緩蝕與阻垢作用,阻止殺生劑殺滅黏泥中和黏泥下的微生物,降低這些藥劑的功效,加劇了垢下腐蝕。
⑤黏泥覆蓋在金屬表面,形成差異腐蝕電池,引起這些金屬設備的腐蝕。
結垢、腐蝕、微生物問題是制約循環冷卻水系統正常運行的三大危害,通過以上的分析可以看出,這三個問題之間相互影響,因此,循環冷卻水系統的化學處理方案必定是一個綜合的方案,一套優秀的循環冷卻水處理方案必須同時能夠做到:良好的阻垢、緩蝕效果,有成效的殺生滅菌處理。
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