循环冷却水系统

循环冷却水系统——孙明峰一、冷却水的分类二、循环冷却水系统的组成三、循环冷却水的水质特点四、循环冷却水系统产生的问题五、循环冷却水的水质控制六、水质分析项目及含义目录原理：冷水流过需要降温的生产设备（常称换热设备，如换热器、冷凝器、反应器），使其降温，而冷水温度上升。冷却水按系统划分为直流冷却水和循环冷却水。一、冷却水的分类1、直流冷却水系统在直流水系统中，冷却水只经换热器一次利用后就被排掉了，所以直流水又称为一次利用水，由于用水量很大，因此在水量丰富的地区也不提倡采用直流水系统。2、循环冷却水系统在循环水系统中，冷却水可以反复使用，水经换热器后温度升高，由冷却塔或其他冷却设备将水温降低下来，再由泵将水送往用户，水如此不断的进行重复使用。2.1封闭式循环冷却水系统冷却水收回利用，循环不已，因此，水量损失很少。水中各种矿物质和离子含量一般不发生变化，而水的再冷却是在另一台换热设备中用其他冷却介质来进行冷却的。2.2敞开式循环冷却水系统冷却水循环再用。水的再冷却是通过冷却塔来进行的。水中各种矿物质和离子含量也不断被浓缩增加。补充水系统旁滤水处理系统管网系统水冷却设施二、循环冷却水系统的组成1、补充水系统循环冷却水在运行过程中，由于水的蒸发、系统的排污、风吹损失、渗漏等原因，水量会逐渐减少，为了保证循环冷却水系统正常运行，必须向系统中补充水，此水可以是新鲜水，也可以是再生水。1.1循环水补充水的水质要求水温要尽可能低一些水的浊度要低水质不易结垢水质对金属设备不易产生腐蚀水质不易滋生藻类2、旁滤水系统旁滤水处理的目的是保持循环冷却水水质稳定，使循环冷却水系统在一定条件下可靠稳定、节水、经济地运行。循环冷却水在循环过程中，可能受到空气带入的灰尘、粉尘等悬浮固体物，换热设备的渗漏而带入的污染物及其他杂质等污染，使水质不断恶化，另外由于循环冷却水运行过程中的水质浓缩而引起某一项或几项成分超出允许值。对系统分流出的旁滤水进行相应处理，可以维持水质指标在允许范围内。敞开式循环冷却水系统的旁滤水量，应考虑循环冷却水中的物料平衡、水量平衡、运行环境以及运行经验等多方面因素，过滤水量宜为循环冷却水循环量的1%-5%。3、管网系统分区给水系统分压给水系统分质给水系统4、水冷却设施风筒式冷却塔鼓风式冷却塔抽风式冷却塔1、循环冷却水四种水量损失：蒸发损失风吹损失渗漏损失排污损失三、循环冷却水的水质特点2、循环冷却水中的CO2散失和O2的增加天然水中含有一定数量的重碳酸盐和游离CO2，水在冷却塔淋洒过程中（相当于曝气）将使CO2散失和O2增加。3、循环冷却水的水质污染大气中杂物进入冷却系统；冷却塔风机漏油及塔体的腐蚀剥落物进入冷却水中；冷却水处理中加入药剂产生沉淀；微生物繁殖及分泌物形成的粘性污垢。1、水垢附着碳酸钙沉淀在换热器表面即为结垢，影响换热器的效率，堵塞水流。四、循环冷却水系统产生的问题水浓缩后，成垢离子成倍增加。特别由于碳酸氢盐是很不稳定的盐类，它在换热器表面上受热会分解为碳酸盐和二氧化碳。碳酸钙的溶解度很低，在传热表面上结碳酸钙水垢的倾向增加，这是问题之一。2、设备腐蚀2.1冷却水中溶解氧引起的电化学腐蚀由于水与空气能充分地接触，因此水中溶解的O2

可达到饱和状态。当碳钢与溶有O2

的冷却水接触时，碳钢的表面会形成许多腐蚀微电池，其阳极区和阴极区会发生系列氧化还原反应。阳极区Fe=Fe2++2e

阴极区1/2O2+H2O+2e=2OH-

水中

Fe2++2OH-=Fe(OH)2

Fe(OH)2

→Fe(OH)3

上述反应使金属不断溶解而被腐蚀。2.2有害离子引起腐蚀当Cl-

和SO42-

离子浓度增加时，会加速碳钢的腐蚀。Cl-和SO42-

会使金属上的保护膜的保护性能降低，尤其是Cl-的离子半径小，穿透力强，容易穿过膜层（Fe3O4），置换氧原子形成氯化物，加速阳极过程的进行，使腐蚀加速。对不锈钢制成的换热器，一般要求Cl-的含量不超过50～100mg/L。3、微被生物的滋芦生和热粘泥冷却水的微蜘生物撤一般旗是细段菌和凝藻类脑。在纳循环贫水中彼，由团于养流分的矩浓缩软，水岩温的互升高和日光照射代，给裙细菌阶和藻稿类创腿造了垒迅速须繁殖势的条削件。波大量茂细菌柱分泌陡出的辩粘液吐像粘蹈合剂贼一样烫，能现使水能中漂装浮的陆灰尘腊杂质狗和化裤学沉维淀物谣等粘格附在倘一起屡。这趁种沉静积物蛾有人薪称它饱为生糊物粘粘泥，斧也有肿人把臭它叫喊做软骂垢。3.贼1微生物的滋绳生和旧粘泥拴积附脉的危昆害性款：管道腐昂蚀冷却水驴的流量黎减少降低康换热悔器的汇冷却阁效率将管孔团堵死，诱迫使停依产清洗1、水钟垢的挣控制(1高)离子纱交换伏树脂庭法：离子再交换聋树脂法就是献让水通晓过离子批交换树恩脂，将Ca2+、Mg2+从水稠中置差换出版来并寺结合羊在树摧脂上中，达花到从眨水中脖除去Ca2+、Mg2+目的墓。用遥不同伏性质逼的离回子交真换树泥脂，潮可以羽很简孙便的出从硬批水中房诚除去Ca2+、Mg2+等离杠子，很使水府软化逃。(Na型树脂葡软化法饿、氢型但树脂软强化、强深酸型氢患型树脂萍软化法侮、弱酸含型氢型揉树脂软淘化法、悲氢钠型厨树脂软耐化法）五、展循环呀冷却匪水的趴水质念控制(2)石灰软海化法补充水未进馅入循环黎冷却水乳系统之稠前，在丽预处理枕时就投幼加适当这的石灰慰，让水脱中的碳霞酸氢钙馒与石灰兔在澄清箱池中预锐先反应羡，生成董碳酸钙算沉淀析五出，从片而除去冰水中的Ca2+。反应式护：Ca屈(H迅CO3)2+C演a(O喜H)2=友2C妄aC骆O3+2际H2O(3)投加阻拢垢剂结晶动力系学观糕点：纠钙垢膊析出胜的过译程就单是微示溶性蚁盐从策溶液熟中结涌晶沉加淀的围过程就。其挺首先最要生弟成晶意核，勿形成补少量需的微补晶粒洁，这久些微汽晶粒倡在溶至液中披通过蓄热运鲁动发债生相满互碰鲁撞和仇金属零器壁拉碰撞谨，小悼晶体荒变成枪大晶香体，埋并在董金属沿器壁匙形成裁覆盖考传热额面的刷垢层裕。无机垢晶面体在称成长蛇时，齐是按瓜照一道定晶晓格排然列的挺，结杏晶致暮密，奖比较斯坚硬舍。当誉水中小含有谊聚羧症酸等凶阻垢店剂时鸽，由击于聚咏羧酸不等有框机酸伐基团晓具有未对金日属离部子的楼螯合做能力掉，因广而对迎无机供垢的傍结晶毙形成激了干蜡扰，国使晶躺格发笑生了银歪曲,成为轰不规版则的捕晶体眨。这集个过将程称旗之为疫晶格乖畸变贱作用盐。晶格丹畸变使硬垢尾变为无央定型软秤垢。这茶种垢的搞结晶长俘不大，嘴垢层中烂有大量冒空隙，航几乎无侵粘结力锣，易被蝇水流冲狮走排出缠。聚磷早酸盐等药剂文在水中歪能夺取何钙镁离责子，形鸡成稳定福的络合此物。这选样实际捕上就降社低了水需中钙镁际离子的珠浓度，虽减少了Ca2+与CO32-结合们形成CaC财O3机会。肃换言之落，就是匆提高了与循环水涨中钙镁绒离子的崭允许浓参度，增瘦大了钙挑镁盐的春溶解度耽。络合增溶醉的作用貌可以使攀更多的搬碳酸钙蹈稳定在凯水中不巾析出。2、腐耗蚀的旷控制2.仅1添加缓蚀剂(1左)缓蚀剂定义：纲缓蚀剂输是一种轨用于腐息蚀介质厦中抑制居金属腐移蚀的添印加剂。使用特斤点：1）用染量少乎；2）使用残浓度低卸；3）不统需特群殊的尤附加兴设备波；4）不需梯改变金请属设备仓或构件吃的材质咐或进行剧表面处蜡理；5）经衰济效恰益高支且适崭应性强(2你)基本要求：1)在经蛮济上领是有见利的称；2)其飞溅光、泄漏须、排放留及处理抓后的排幸放，在涂环保上委是容许川的；3)与冷细却水豆中存窃在的展各种如物质寸及加典入的事阻垢酬剂等潜药剂炸是相敌容的券，甚采至有旷协同毫作用樱；4)对系盐统中造各种盐金属张的缓行蚀效趟果都由是可尸以接旺受的刷；5)不会造久成换热屡金属表疮面传热昨系数降钱低；6)在冷却颤水运行帽的pH值范怖围内刘，有奸较好秆的缓隆蚀作葛用。(3)常用的冷掀却水副缓蚀他剂1、铬酸沃盐；2、亚硝麦酸盐铬酸盐抵的优点铸：不仅钢意铁，而馋且对铜纯、锌、师铝及其返合金都尿能给予见良好的货保护；适用的pH值范围晚很宽(秩pH＝6-1即1)；缓蚀锹效果载特别唱好。铬酸盐霞的缺点率：毒性大重，有严吸格的排陡放要求燥；容易杠被还傲原而鱼失效云，不沿宜用脊于有氏还原政性物惕质泄给漏的保冷却盒水系关统中咽。2.2适当提高冷样却水的pH值(1踏)适当提高运恒行pH值可以折降低碳搅钢的腐阶蚀速度铁的氧化款物溶于挥酸性环虫境，低粥碳钢在低pH值条件诞下腐蚀打速度快费，在高pH值下腐夏蚀速度渠减慢，诞一般保仓持pH在8-9腹.5之间。(2)适当提高pH值的方辜法曝气：江吹脱CO2，就毛可提密高水闪中pH值。少量加践酸：也占是将水苗中的重模碳酸根伟离子变狼为二氧四化碳，愧加以曝扫气，把夺二氧化笛碳吹脱锡掉，就兰可适当絮提高水谷中的pH值，挎但一窗定要贯注意事控制胖酸的响投加票量。2.货3使用耐蚀材苹料换热摄器采用耐蚀金馒属材料翠为原料靠来制作更换热器进：传统沙耐蚀材祸料如铜柄合金、甜不锈钢回、石墨拦、玻璃悬等，新竭型耐蚀京材料钛掀合金、列铝镁合匹金、氟迁塑料、伯聚丙稀壳等材料勉。根据工艺楚介质真的腐状蚀性炼能来须决定苦换热霞器的脉腐蚀两性能退。2.4涂料覆盖惕法在碳钢换沟热器的睛传热表争面涂上载防腐材拐料，形还成一层柿连续的府牢固附群着的薄弃膜，使站金属与皂冷却水陕隔绝，押避免受避到腐蚀进。目前国内广志泛使用削的是以赏环氧三扭聚氰胺蕉甲醛树商脂为基残料的防培腐涂料膏（简称殿为CH-傍784涂料）底。2.5阴极保俘护法电化刑学腐并蚀反应衬中，吐阳极涉的金主属受饥到腐庙蚀，口而阴怕极上核的金衰属并图未受示到腐苹蚀。奶因此崭，如模果改醉变设餐备外卖部条深件，痛使其桶整个箩变成碰一个葬大的少阴极短，则后设备转就会筑被保扒护不蚕被腐息蚀。傲这种史方法蒸即称吧为阴室极保葡护法奔。护屏保拳护：在需巴要保近护的习碳钢辅或铜岛换热仅器上翠，用诱电位欺较低垫的锌返、镁掀或其巾合金肆作为执阳极麻，使教换热惩器受疏到保省护，敲这种因方法师称之贷为护闸屏保龙护。外加电闻流保护：将需穷要保虚护的情碳钢嫂设备网接到仅直流顷电源层的负伏极上树，在介正极疲上接迁上辅捧助阳临极如家石墨翅、炭英精等国，使弯碳钢塑设备野在外狭加电桨流的揪作用抽下变控成阴步极而余受到乡丰保护。3、微技生物册的控爹制3.1选用耐期蚀材料在换热器淘等关键竟部位或碑因工艺鹿要求金脱属器壁渔较薄的基地方，适可选用亚耐微生味物腐蚀些的金属钓。几种喘常用金晌属耐微麦生物腐档蚀的性烤能排列得如下：钛＞不锈锋钢＞黄愤铜＞纯愉铜＞硬里铝＞碳盼钢这是在一滩般情况工下的大狮致排列岛，在一骨些特殊栏环境中纽奉则应具而体分析筝，选用恐材料。或例如在次合成氨境厂，大饰气中氨形含量较兄高，则柿铜的腐挨蚀速度够很快。3.2控制剑水质控制冷却垫水中秘的氧梳含量坦、pH、悬浮柴物和微愧生物的风养料（村油类、设氨等）梳对于在素含尘量埋较大的秆环境中饶的冷却墓水系统冤，最好陪加装旁覆滤设备代。3.3采用杀生柏涂料在采用防律腐涂料换保护金四属换热圈器的冷叛却水一尾侧时，傻所用涂班料应能惑耐受冷介却水中户微生物针的破坏茶。涂料扔中添加昆能抑制律微生物腹生长的坐杀生剂(例如偏虏硼酸钡知、氧化敞亚铜、脚氧化锌能、三丁掏基氧化摩锡等)是人企们常唉采用什的一未些控锤制微碗生物个生长棚、破唯坏涂唱料和筹引起显腐蚀恒的有赢效措痛施。用由改性乘水破璃础、氧化瓣亚铜、葵氧化锌单和填料穗等制成乡丰的无机幕防藻涂南料涂刷乳在冷却稳塔和水惨池的内竹壁上，计则不但柏可以控恰制冷却锈水系统市中冷却罚塔、水蜡池内壁医、抽风衫筒、收淋水器等退处藻类叙的生长裂，而且昂还可以研抑制冷练却水中敢异养菌矿的生长绣。3.厨4阴极保冷护采用外加像电流狗保护艇法或宇牺牲竟阳极锻保护黎法，金可控矿制阴政极金倾属上瞧硫酸淹盐还诸原菌辱的繁普殖。3.笼5清洗用物理或鼓化学清购洗的方界法去除办微生物订粘泥，怨可去除自大部分颂的微生读物，并拥破坏了励微生物佩赖以生嚷存的环秒境，微况生物繁独殖的速概度受挫郑。清洗后剩下取来的微答生物暴辟露在外收，更易吃于被杀腾生剂杀牺死。对于一个嫌已经蝴被微率生物雷严重雾污染怀的冷巴却水哭系统映来说纪，清蚁洗是闪一个剥十分驾有效勇的措湿施。3.粗6防止阳光照婶射采用各种方甲式防止郊或减少鼻阳光直劝接照射腿冷却水所，可大叉幅减小至藻类繁秆殖的速域度。3.瞒7添加杀倡生剂往冷却烫水系疾统中委添加税杀生竿剂（驻也称村杀菌堆灭藻残剂）川是控作制微食生物槽繁殖雾的最缝有效熔、最找常用骆的方柔法之耀一。塌只要川选药麻得当庙，方天法合竟适，言添加四杀生替剂能枣有效帅控制证微生恢物的垂繁殖卷。3.唯8旁流过滤在循环冷材却水系理统中设疲计安装呀用砂子限或无烟害煤等为设滤料的核旁滤池介过滤冷廊却水是战一种控并制微生蚀物生长壤的有效棒措施。州通过旁激流过滤比，可以勺在不影益响冷却仔水系统授正常运宅行的情既况下除临去水中括大部分笼微生物惑。3.9混凝沉询淀在补充水担的前处崇理或循壳环冷却绍水的旁狠流处理叔中，常暗用铝盐横、铁盐允等混凝惑剂或高拣分子絮客凝剂。源这些药盲剂能在畜絮凝沉课淀过程粮中将水镰中的微晓生物随羊生成的钟絮凝体忽一起沉伙淀下来挺，从而咸把它们山除去。弟此法除兵去的微纷生物可看占水体躬中微生爷物的80圆%左右。3.1瞒0噬菌劲体法噬菌姑体是一种惊能够吃选掉细菌漂的微生杏物，称山为细菌窗病毒。棵它与动雪物病毒寻、植物尚病毒不贴同，只饮对细菌台的细胞扰发生作脑用，故盟是一种妨很小的浅但非常叔有用的广病毒。噬菌阻体靠寄生太在“宿促主”的霉细菌体赢内进行参繁殖，咐结果将衡宿主吃帮掉，该川过程叫限溶菌作折用。这测是防止挎和消除腰冷却水汤中生物旅黏泥的徐一种有胃前途的胆生物方裳法。实茄验发现指，该法变对防止译电站的著海水冷耀却水系叶统和造蕉纸厂的兼工业水由系统中耗的黏泥斧非常有展效。1、电导削率电阻君率的补倒数象称为征电导登率，薯单位是μs/倚cm电导率属仅决定换于水中碌离子的牙多少和眨性质。乓代表了汗水中的环含盐量,因此电肚导率越趣高水中泡含盐量舅越高。六、水谨质分析徐项目及罩含义2、酸匀度指水中际能与志强碱蜂发生喜中和劲作用坊的物端质的怠总量跨，包盐括无悲机酸遥、有虹机酸故、强桌酸弱锤碱盐错等。酸度的蠢数值越钳大说明窄溶液酸除性越强。3、碱度指水中矛能与强罗酸发生旋中和反穷应物质招的总量梅。一般水贞中碱度终由氢氧与化物、难碳酸盐稻、重碳饲酸盐组柴成，称居为总碱绝度。总碱脖度＝泉在甲崇基橙桨指示抹剂变捷色的销等当萍点时播所需内的酸传量＝HC愿O3-+专CO32-+O月H-＝M碱度碱度糖只存蜂在于pH=爱4.3以上4、pHpH是水中氢离子丧浓度的怕负对数pH主=-盾lo奶g10(H+mol厘/l)5、硬室度一般旱将水拳中钙海、镁魂离子昏称作怕硬度肃，钙第离子委叫钙帖硬度化，钙呀、镁浆离子泥总量街叫总柏硬度废。硬度分郑为碳酸丙盐硬度(暂时史硬度)和非碳酸破盐硬度(永久硬挥度)。碳酸杰盐硬衔度：主要精是由屑钙、孙镁的进碳酸详氢盐[Ca陷(HC泊O3)2、Mg(五HCO3)2]所形口成的内硬度酒，还基有少菌量的涛碳酸求盐硬涝度。粒碳酸宴氢盐伤硬度屡经加做热之待后分珍解成达沉淀港物从故水中团除去某，故木亦称屋为暂时普硬度。非碳谢酸盐逐硬度越：主要是宿由钙镁注的硫酸签盐、氯伍化物和挎硝酸盐雾等盐类包所形成黑的硬度角。这类敬硬度不振能用加严热分解杀的方法筐除去，椅故也称鄙为永久稿硬度，悔如CaS柏O4、Mg锦SO4、CaC拜l2、Mg巧Cl2、Ca(宅NO3)2、Mg(骂NO3)2等。碳酸赌盐硬谦度和桂非碳彼酸盐胞硬度严之和劳称为总硬乓度；当水的总把硬度小率于总碱众度时，伞它们之削差，称拐为负硬度。6、浓筹缩倍峡数在循环嘴冷却水乖中，由届于蒸发疫而浓缩胁的溶解冶固体与习补充水捏中溶解怒固体的冠比值。虎在实际洪测量中炎，通常繁为循环痰冷却水掠的