循环冷却水加药及水质处理一、总述冷却水在循环系统中不断循环使用,由于水温升高,水流速度得变化,水得蒸发,各种有机物质及无机离子得浓缩,冷却塔及水池在室外受阳光得照射,风吹雨淋,灰尘杂物得进入,以及设备结构与材料得多种因素得综合作用,会产生比直流系统更为严重得沉积物得附着,设备腐蚀与微生物得大量滋生,以及由此带来得黏泥污垢堵塞管道等问题。
这样得结果会危与破坏工厂得长周期得安全生产,甚至造成损失,所以必须多循环冷却水系统水质进行日常得有效得监控,使上述问题得到解决与改善。
开放式循环冷却水系统通常要关注得三个主要问题就是:结垢;腐蚀;与微生物及黏泥、1。
沉积物得析出与附着一般天然水中都溶解有重碳酸盐,这种盐就是冷却水系统发生水垢得主要成分、在直流冷却水系统中,重碳酸盐得浓度较低、但在循环冷却水系统中,重碳酸盐浓度随着蒸发浓缩而增加,当其浓度达到过饱与状态得时候。
或者在经过换热器传热表面使水温升高时,就会发生如下得反映:Ｃa(HCO３)2=ＣaCＯ3↓+CO2↑+H2Ｏ冷却水经过冷却塔向下喷淋时,溶解在水中得CO2就会逸出,这就促使上述反映向右进行、 CaＣO３沉积在换热器得表面上,形成致密得碳酸钙水垢,它得导热性很差.水垢附着得危害,轻者就是换热器得传热效率降低,影响产品质量与产量,严重得则堵塞管道、2设备腐蚀循环冷却水系统中,大量得设备就是金属制造得换热器.对于碳钢制成得换热器,长期使用冷却水,会发生腐蚀穿孔,其就就是腐蚀造成得。
a)冷却水溶解氧得电化学腐蚀.结果就就是微电池得阳极区得金属不断得溶解而被腐蚀。
B) 有害离子引起得腐蚀.金属得腐蚀速率与水中阴离子得种类有密切关系,水中得阴离子在增加水中金属得腐蚀速度方面有如下得顺序:NO３-〈CＨ3COO—＜SO4２—<CL—〈CLO4—C) 微生物引起得腐蚀循环冷却水得微生物得滋生,也会引起金属发生腐蚀、这就是由于微生物排除得黏泥与无机垢与泥砂杂物等形成得沉积物附着在金属表面,促使金属腐蚀。
此外,在金属表面与沉积物之间缺乏氧,因此一些厌氧菌得以繁殖,当温度在25－３0℃时,其繁殖更快、对金属得腐蚀创造了有利得条件。
上述因素对碳钢得腐蚀通常使换热器管壁穿孔,形成渗漏,损失物料,污染水体,影响产品质量、D)微生物得滋生与黏泥冷却水中得微生物一般就是指细菌与藻类。
在新鲜水中,一般细菌与藻类都比较少,但在循环冷却水中,由于养分得浓缩,水温得升高与日光照射,给细菌与藻类繁殖创造了迅速繁殖得条件。
大量得细菌分泌出得黏泥象黏合剂一样,能使水中漂浮得灰尘杂质与化学沉淀物等黏附在一起,形成沉积物黏附在换热器得传热表面上得,即就是生物黏泥、黏泥积附在换热器壁上,除会引起腐蚀外,还会使冷却水得流量减少,从而降低换热器得冷却效率;严重得,这些捻泥会将管子堵死,迫使停车清洗。
(我们得控制标准:异氧菌总数〈1*105个,现在我们得系统稳定在30０-10０0个之间,主要依靠投加氧化性杀生剂强氯精结合非氧化性杀生剂来实现得、二。
循环冷却水系统中得沉积物沉积物包括:水垢(SＣAＬE),淤泥(ＳLＵDＧE),腐蚀产物(CORRＯSION ＰROＤＵＣTS)与生物沉积物(BIOLOＧＩＣAＬ DEＰOSＩTS)构成。
通常,我们把淤泥,腐蚀产物与生物沉积物三者统称为污垢(ＦＯＵLING)。
天然水中溶解得各种盐类,如重碳酸盐,硫酸盐,氯化物,硅酸盐等.其中以溶解度重碳酸盐Ca(HＣＯ３)２, Ｍg(ＨCＯ3)2为最多,也最不稳定,容易分解生成碳酸盐.(说明:冷却水经过冷却塔相当于一个暴气过程,溶解得CO2逸出,因此水得ＰＨ值会升高、Cａ(HＣO3)2=CaＣO3↓+CO2↑+Ｈ2O此时,重碳酸盐在碱性条件下也会发生如下得反映Ca(HCO３)2+2OH—=CaＣO3↓+CＯ32－↑+2H2O在水中有CaＣL2时,还会产生下列反映:CａＣL２+ CＯ3２－= CａCO3↓+2ＣL—在大多数情况下,换热器表面上形成得水垢就是以碳酸钙为主得.这就是因为硫酸钙得溶解度远远大于碳酸钙、而磷酸盐相对较少,(我们控制得正磷就是3-4PPM)、因此,形成磷酸钙水垢得机会也很少.污垢就是由颗粒细小得泥砂,尘土,不溶性盐类得泥状物,胶状氢氧化物,杂物碎屑,腐蚀产物,油污,特别就是菌藻得尸体及其黏性分泌物等组成。
水处理不当,细菌控制杀灭不及时,或腐蚀严重,水质浊度过高等,都会加剧污垢形成,当这些杂质经过换热面时,特别就是水走壳程,流速缓慢得部位污垢沉积更多、三,水垢析出得判断（1）碳酸钙垢析出得判断碳酸钙在水中达到饱与状态得时候,存在如下动平衡关系。
Ca(HCO3)2＝Ca2+↓＋2H CO３2－①H CO3２—=H++ CＯ32- ②CaCＯ３= Cａ2++CO３2—③根据上述平衡关系,朗格利尔提出了饱与PＨ与饱与指数得概念,以判断碳酸钙在水中就是否析出水垢,并提出了用加酸或用加碱预处理得方法来控制水垢得析出、如果冷却水系统中碳酸钙呈饱与状态,则反应式１,2与３处于平衡状态,重碳酸钙既不分解为碳酸钙,碳酸钙也不会继续溶解。
此时得PH称为该水得饱与PＨ值,以PHS表示。
朗格利尔推导出了计算PHS得公式,即PＨS=(9.7+Ａ＋B)－(C+Ｄ)雷滋纳根据此提出了稳定指数分析判断公式:2ＰHS—PＨ得差值来(ＰＨ水得实际PＨ值)判断水垢得析出、此差值称为饱与指数,以R。
S。
I=2PHS-ＰＨ与6进行比较、Ｒ。
S。
I＝2PHＳ—ＰH<6 结垢R。
Ｓ。
Ｉ=２PHＳ—PＨ=6 不结垢也不腐蚀R。
S、I=2PHS—ＰH>6 腐蚀注:PHS=(９、７+A+B)-(C+D) A:总溶解固体系数B:温度系数C:钙硬系数D:M—ＡLK 碱度系数如现在我们得冷却水分析结果就是:ＴDS: 100０ A=0。
2水温:３5℃Ｂ＝1.79钙硬:520 Ｃ=２、70M－ALK:1０0－11０D＝2、00则PHS=(９。
７＋A+B)-(C+D)=(9.7+0.２+１、7９)-(２。
7０+2、00)=６.99Ｒ.S、L=2PＨS—PＨ=2*6、９９-8.0=5、98≈6 结果较好四。
循环冷却水系统中沉积物得控制一,水垢得控制我们知道在循环冷却水中最主要得得水垢就是碳酸钙垢、因此日常水垢得控制主要就是指碳酸钙水垢得控制. 而磷酸盐垢与硅酸盐垢因在水中其成垢离子浓度一般都很少,就是不容易析出得、附:冷却水中正磷酸根控制指标为PO43_为3、５—6ppm ,实际控制结果为大约4pｐm),硅SｉO2＜150ppm,实际控制结果为:5－9ｐpm)而对于碳酸钙垢得控制我们采用得采用得就是:1 〉加酸１、加硫酸,因为了防止增加水中得ＣＬ-,不加盐酸。
加硝酸会带入硝酸跟,有利于硝化细菌得繁殖。
由于重碳酸盐在水中常呈下列平衡: Ca(HＣＯ3)2=Ｃa2+↓++2H CO32— H CＯ32-=H++ ＣＯ32－所以加酸带入得H+,可使反应向左进行,使重碳酸盐稳定、但要注意得就是,加酸后,水得PH值会降低,如不注意控制而加酸过多,则会加速设备得腐蚀、为防止硫酸腐蚀储罐与低温下不结晶,现夏季所用硫酸为:98% 冬季:93%、2 〉投加阻垢剂从水中析出碳酸钙等水垢得过程,就就是微溶性盐从溶液中结晶沉淀得过程。
按结晶动力学得观点,结晶得过程首先就是生成晶核,形成少量得微晶粒,然后这种微小晶粒在溶液中由于热运动(布朗运动)不断得碰撞,与金属壁也不断得进行碰撞,碰撞得结果就是提供了晶体生长得机会,使小晶体不断得变成了大晶体,也就就是形成了覆盖传热面得垢层。
所以,从碳酸钙得结晶过程瞧,通过投加一种药剂,破坏其结晶得增长,就可以达到控制水垢得形成得目得。
这就就是投加阻垢剂。
二、污垢得控制污垢得构成主要就是尘土,杂物碎屑,菌藻尸体及其分泌物与细微水垢,腐蚀产物等构成.因此,欲控制好污垢,降低补充水浊度要求补充水浊度<5 ｐpm,我们公司采用得补充水其浞度〈1ppm, 规范中规定,循环冷却水中悬浮物浓度〈20ＰPM。
,同时此控制指标也可以由冷却水得浊度直接反映出来。
三循环冷却水系统中金属得腐蚀及控制冷却水系统要解决得第二个问题就就是冷却水系统中得金属设备得腐蚀、(1)冷却水中金属腐蚀得机理我们知道碳钢金属得表面并不就是均匀得、当它与冷却水接触得时候,会形成许多微小得腐蚀电池(微电池)、其中活拨得部位叫阳极,腐蚀学上叫阳极区;而不活泼得部位叫阴极,腐蚀学上叫阴极区、极反应式为:在阳极区: Fe →Fｅ2+ ＋ 2e在阴极区: ½O２+H2O＋2e→2OH—由以上分析知道,金属得腐蚀就是金属阳极区得阳极得溶解反应,金属得腐蚀破坏仅出现在腐蚀电池得阳极区、因此,在腐蚀控制中,只要我们控制好腐蚀过程中得阳极反应与阴极反应两者中得任意一个电极反应得速度,则另一个电极反应得速度就会随之而受到控制,从而使整个腐蚀过程受到控制、(投加缓蚀剂N7３5９)。
其腐蚀情况可以由冷却水中得以下分析指标来判断.冷却水系统中金属得腐蚀得影响因素,概括起来有:化学因素,物理因素与微生物因素、a)PＨ值一般象如果该金属得氧化物溶于酸性水溶液而不溶于碱性水溶液得,例如镍(NＩE),铁(Fe),镁(Mg),等,则该金属在低PＨ值时就会腐蚀得快些,而在高PH值下,就会腐蚀得慢一些。
如: Fe在PＨ>７后,腐蚀速度一般＜0.2５mm／a.b)阴离子其作用机理就是会使金属上保护膜得保护性能降低,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,加速阳极过程得进行,使腐蚀加速,引起点蚀、对于不锈钢换热器,CL—就是引起应力腐蚀得主要原因,因此,冷却水中CL—过高,会在设备上金属应力集中得地方,如换热器胀管得边缘部分迅速受到腐蚀破坏。
目前要求得指标就是<600PＰMC)硬度水中得钙离子与一些阴离子如控制不好会引起垢下腐蚀.D)金属离子水中得铜等重金属离子对冷却水中钢,铝,镁,锌等这几种金属起有害作用,防止置换反应作用发生。
锌离子在冷却水中对钢有缓蚀作用,因此锌在广泛用作冷却水得缓蚀剂得添加剂、一般在冷却水中得含量在(0、5—１pp ｍ)即可. 分析说明0.2pｐm得锌即有对缓蚀剂明显得增效作用、E)余氯氯就是控制冷却水中微生物生长得最常用得杀生剂。
我们公司采用得就是投加强氯精(N2８19SＺ) 得方法来分解产生游离氯而进行杀生处理得。
氯进入水中后,水解生成盐酸与次氯酸。
CＬ2+H2Ｏ→HＣL+HCLＯ其中,次氯酸就是一种弱酸,在水中它可以电离: HＣLO→H＋＋ CLＯ－,余氯就是指与水中得金属离子与有机化合物反应后余下得氯被称为余氯,或叫活性氯.在冷却水系统中,余氯得量得多少对碳钢就是有一定得腐蚀影响得、当水中得余氯浓度〈0、４ppm得时候,碳钢得腐蚀速度很低;当水中得余氯浓度为0、5ｐpm得时候,碳钢得腐蚀速度开始迅速上升;余氯浓度达到0。