循環(huán)水的常見問題分析及判斷

    循環(huán)水系統(tǒng)的降溫是依靠冷卻塔的蒸發(fā)作用帶走熱量的。由于水的蒸發(fā)，各種無機(jī)離子和有機(jī)物質(zhì)濃度增加，即濃縮現(xiàn)象。濃縮會改變水的性質(zhì)，加重水的結(jié)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(jié)垢傾向；另外空氣中的氧進(jìn)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(tǒng)，引起水質(zhì)污染，產(chǎn)生細(xì)菌和藻類繁殖。

每一個循環(huán)冷卻水系統(tǒng)無論其設(shè)備材質(zhì)如何，設(shè)備類型如何，也不論其補(bǔ)充水源如何，都會受沉積物的析出與附著、設(shè)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(yè)長周期地安全生產(chǎn)，甚至造成經(jīng)濟(jì)損失，因此決不能掉以輕心。

1．沉積物的析出與附著—水垢與污垢

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(wěn)定，受熱或CO2溢出，反應(yīng)向右進(jìn)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(chǎn)物、顆粒細(xì)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(xì)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(shè)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?xí)斐赡承┰O(shè)備的直接報廢。

2．腐蝕機(jī)理及危害

    循環(huán)水的腐蝕主要為電化學(xué)腐蝕，也就是鋼材與水中氧氣作用而腐蝕；當(dāng)微生物繁殖時，其微生物的分泌物與冷卻水中有機(jī)物、無機(jī)物聚積而形成粘泥，沉積在系統(tǒng)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(shè)備的使用壽命。增加設(shè)備維護(hù)費(fèi)用及生產(chǎn)成本。設(shè)備穿孔造成報 廢。

 ②資源和能源浪費(fèi)嚴(yán)重。

 ③引發(fā)災(zāi)難性事故。

 ④造成環(huán)境污染，阻礙新技術(shù)的發(fā)展。

3．微生物滋生及黏泥問題

    微生物危害在循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中是很嚴(yán)重的，有人認(rèn)為對化學(xué)處理來說，微生物控制工作可說是“一榮俱榮，一損俱損”。國外也有文章認(rèn)為“最大的挑戰(zhàn)來自微生物繁殖”。與水垢、電化學(xué)腐蝕比起來，其危害更勝一籌。微生物帶給系統(tǒng)的危害不外乎污垢和腐蝕。表現(xiàn)出來時，往往和水垢，電化學(xué)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(jié)在一起的粘性物質(zhì)（多糖類、蛋白質(zhì)等）為主體組成。敞開式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中，由產(chǎn)粘泥細(xì)菌引起的故障為最多，其次則是由藻類、霉菌（絲狀菌）、球衣細(xì)菌（絲狀細(xì)菌）引起的故障。

3.1 各種微生物的生長環(huán)境

絕大多數(shù)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(huán)冷卻水系統(tǒng)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(chǎn)。

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(nèi)的金屬表面，阻止緩蝕劑與阻垢劑到達(dá)金屬表面發(fā)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(shè)備的腐蝕。

    結(jié)垢、腐蝕、微生物問題是制約循環(huán)冷卻水系統(tǒng)正常運(yùn)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(huán)冷卻水系統(tǒng)的化學(xué)處理方案必定是一個綜合的方案，一套優(yōu)秀的循環(huán)冷卻水處理方案必須同時能夠做到：良好的阻垢、緩蝕效果，卓有成效的殺生滅菌處理。