淺議循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的阻垢和緩蝕

劉雪梅

摘 要：循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中的結(jié)垢和腐蝕問題，會印象到換熱設(shè)備的傳熱效率，增加水流阻力，浪費(fèi)能源，縮短設(shè)備壽命等，同時在水資源日益短缺的今天，國家不斷提高水資源和水排污費(fèi)用的標(biāo)準(zhǔn)，就使得每個用水大企業(yè)不得不強(qiáng)化循環(huán)水裝置的運(yùn)行，提高水的重復(fù)利用率，減少新水的補(bǔ)加量，并減少廢水排放量。文章結(jié)合企業(yè)循環(huán)冷卻水系統(tǒng)運(yùn)行特點(diǎn)和水質(zhì)狀況，探討循環(huán)水在管道系統(tǒng)中結(jié)構(gòu)和腐蝕的機(jī)理，研究防治結(jié)垢和腐蝕的方法和常用藥劑，從而提高企業(yè)循環(huán)水的使用效率。

關(guān)鍵詞：循環(huán)冷卻水；組垢；緩釋

中圖分類號：X703 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-8937（2014）29-0097-01

1 工業(yè)冷卻水循環(huán)利用的意義

現(xiàn)代許多耗水量大的電力、冶金、化工、煉油等工業(yè)生產(chǎn)過程中均釋出大量的熱，通常水作為吸收和傳遞熱量的良好介質(zhì)及時帶走所釋熱量，以維持生產(chǎn)的正常進(jìn)行。為了節(jié)約日益緊缺的水資源和保護(hù)水環(huán)境，提高工業(yè)用水的重復(fù)利用率，防止天然水經(jīng)冷卻升溫后直流排放可能造成的水體熱污染，許多工業(yè)企業(yè)都建立循環(huán)冷卻水系統(tǒng)，將流經(jīng)換熱器等工藝設(shè)備升溫后的冷卻用水，通過冷卻塔等冷卻構(gòu)筑物或冷卻設(shè)備，是水降溫后循環(huán)使用。下圖既是應(yīng)用最普遍的熱水與空氣直接接觸降溫的敞開式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的工藝流程。水池中溫度較低的冷卻水，經(jīng)水泵抽送至換熱器冷卻工藝介質(zhì)，水溫升高后的冷卻水再流經(jīng)冷卻塔，通過水與空氣對流接觸冷卻降溫然后循環(huán)重復(fù)利用如圖1所示。

在循環(huán)冷卻過程中，不斷有少量水分因蒸發(fā)、風(fēng)吹、排污、滲漏而散失，因此循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中，經(jīng)常要按照循環(huán)水量的5‰或更多一些水量進(jìn)行補(bǔ)充。為了適當(dāng)改善循環(huán)水系統(tǒng)中的水質(zhì)，常將一部分循環(huán)水經(jīng)旁濾池凈化后回入循環(huán)水系統(tǒng)中使用。

2 循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的結(jié)垢和腐蝕機(jī)理

要了解循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中的結(jié)垢和腐蝕機(jī)理，首先要了解冷卻水中污染物的來源，循環(huán)冷卻水再運(yùn)行過程中可能不斷接受外界帶來的污染物質(zhì)。如可能隨補(bǔ)充天然原水中帶入的雜質(zhì)；原水中投加混凝劑的余留物，在冷卻塔噴淋冷卻過程中，可能混入隨空氣帶來的灰塵、煙氣等雜質(zhì)，水冷卻過程中，因逸出二氧化碳?xì)怏w而容易析出的碳酸鈣，水流經(jīng)換熱器過程中可能溶入的某些油類或其他泄露的工藝物料；冷卻水中加入的某些阻垢、緩蝕和殺生等藥劑可能滯留水中的雜質(zhì)。不斷增多雜質(zhì)的循環(huán)冷卻水，在冷卻蒸發(fā)過程中經(jīng)受濃縮，水中鹽類濃度增大，處在水溫、PH值和堿度逐漸升高的條件下，就容易使某些鹽類溶解度下降，使水達(dá)到過飽和狀態(tài)，水垢呈晶體析出。

金屬等材料與周圍介質(zhì)發(fā)生化學(xué)或電化學(xué)作用等遭受破壞的過程，成為腐蝕。腐蝕產(chǎn)物會形成污垢，污垢覆蓋金屬等材料的表面會導(dǎo)致腐蝕，腐蝕過程與污垢形成過程密切相關(guān)，相互影響，從機(jī)理方面考慮，腐蝕可分為化學(xué)腐蝕、電化學(xué)腐蝕和微生物腐蝕三類。酸類、溶解氧、二氧化碳等化學(xué)物質(zhì)與金屬等材料發(fā)生化學(xué)反應(yīng)所造成的破壞，成為化學(xué)腐蝕；金屬在水溶液中的腐蝕，是包括氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)的有電子轉(zhuǎn)移的化學(xué)反應(yīng)過程，成為電化學(xué)腐蝕；細(xì)菌、微生物的繁殖會促進(jìn)金屬等材料的腐蝕過程，起腐蝕的催化作用，成為微生物腐蝕，其中電化學(xué)腐蝕占主導(dǎo)地位。

在電化學(xué)腐蝕過程中，由于水份不斷蒸發(fā)濃縮，循環(huán)水中溶解鹽類濃度不斷提高，促進(jìn)了循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的金屬在水中發(fā)生了有電子轉(zhuǎn)移的氧化和還原反應(yīng)。

3 循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的阻垢和緩蝕

3.1 污垢的阻抑

循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中的污垢包括泥垢和粘垢兩類，主要由水中的懸浮物質(zhì)和生物性粘泥所造成，懸浮物質(zhì)也往往參雜在生物粘泥里。阻抑水中污垢的途徑有兩個：一是嚴(yán)格控制循環(huán)水系統(tǒng)的補(bǔ)充水的水質(zhì)，加強(qiáng)處理；二是加強(qiáng)循環(huán)冷卻水的水質(zhì)處理。

循環(huán)水系統(tǒng)的補(bǔ)充水，必須加強(qiáng)水質(zhì)預(yù)處理，嚴(yán)格控制水中懸浮雜質(zhì)、鋁、鐵等含量。為了抑制菌、藻繁殖，補(bǔ)充水中應(yīng)保持一定游離性余氯。

由于循環(huán)冷卻水不斷濃縮，菌、藻繁殖和增加外界侵入的各種雜質(zhì)，需要進(jìn)行水質(zhì)處理，以減少污垢的危害性?？梢圆捎貌粩鄬⒀h(huán)水中的一部分水量過濾凈化，以減少循環(huán)水中的懸浮雜質(zhì)和膠體雜質(zhì)濃度的方式。旁濾水量的大小，應(yīng)與補(bǔ)充水帶入循環(huán)水系統(tǒng)中的雜質(zhì)數(shù)量，冷卻過程中溶入的空氣污染雜質(zhì)數(shù)量，系統(tǒng)運(yùn)行的濃縮倍數(shù)，水質(zhì)控制所能容許的極限濃度等因素有關(guān)。

循環(huán)水中存在著細(xì)菌，包括有鐵細(xì)菌、硫酸鹽還原菌、硫細(xì)菌等，還存在著一定的藍(lán)藻、綠藻、硅藻等，含有一部分原生動物，多生長在冷卻塔壁或水池壁上，也有存在于管垢中，循環(huán)水系統(tǒng)中加入的各種無機(jī)或有機(jī)殺生劑，能殺死或抑制水中微生物的生長繁殖，減輕循環(huán)水中污垢的危害作用。

循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中投加的殺生劑品種，應(yīng)根據(jù)以下的一些基本要求恰當(dāng)選用。殺生劑應(yīng)具有廣譜性，對水中常見的各類菌、藻都有殺生能力，且對生物粘泥有穿透性和分散性。殺生劑應(yīng)與循環(huán)水系統(tǒng)中所用的緩蝕劑和阻垢劑不相干擾，有較好的匹配作用。

3.2 水垢的阻抑

循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中，主要防止等微溶鹽類從水中析出，粘著在設(shè)備或管壁上形成水垢，其中最常見的是碳酸鈣水垢?？刂扑赋练e的方法有兩類：一類是控制循環(huán)水系統(tǒng)中結(jié)成水垢的可能性和趨向的化學(xué)熱力方法，可通過減少鈣鎂等成垢離子的濃度，降低水的PH值和水的堿度等來達(dá)到；一類是控制水垢生長速度和形成過程的化學(xué)動力學(xué)方法，可通過在循環(huán)水中投加酸或化學(xué)藥劑，改變水中微溶鹽類的晶體生長過程和生長形態(tài)，提高循環(huán)水系統(tǒng)容許的極限碳酸鹽硬度值來達(dá)到。

3.3 循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的緩蝕

循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中，防止和延緩金屬腐蝕的基本方法有以下幾類。

3.3.1 表面涂防腐層

通過電鍍或化學(xué)品浸涂的方法，在需要保護(hù)的金屬表面鍍一層其他的金屬保護(hù)薄層或化學(xué)防腐劑等。

3.3.2 陰極保護(hù)法

為防止金屬的電化學(xué)腐蝕，可采取措施，使欲保護(hù)的金屬結(jié)構(gòu)整個表面成為陰極，這類電氣防腐蝕方法，是有效的金屬防蝕辦法。

3.3.3 陽極保護(hù)法

將欲保護(hù)的金屬結(jié)構(gòu)，通過導(dǎo)線連接在外加直流電源的正極上，于是陽極電位向正方向移動，即出現(xiàn)鈍化現(xiàn)象，從而抑制金屬的腐蝕。

3.3.4 藥劑法

向循環(huán)水中投加無機(jī)或有機(jī)的緩蝕劑，使金屬表面上形成一層均勻致密、不易剝落的緩蝕保護(hù)膜，以抑制金屬的腐蝕。

4 結(jié) 語

本文通過對循環(huán)水系統(tǒng)結(jié)垢和腐蝕的機(jī)理的闡述，明確了循環(huán)水系統(tǒng)處理的一些基本原則和方法，對企業(yè)循環(huán)水系統(tǒng)的設(shè)計和運(yùn)行具有借鑒意義。

參考文獻(xiàn)：

[1] 楊欽，嚴(yán)熙世.給水工程[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，1999.

[2] 李德興.冷卻塔[M].上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，1981.

摘 要：循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中的結(jié)垢和腐蝕問題，會印象到換熱設(shè)備的傳熱效率，增加水流阻力，浪費(fèi)能源，縮短設(shè)備壽命等，同時在水資源日益短缺的今天，國家不斷提高水資源和水排污費(fèi)用的標(biāo)準(zhǔn)，就使得每個用水大企業(yè)不得不強(qiáng)化循環(huán)水裝置的運(yùn)行，提高水的重復(fù)利用率，減少新水的補(bǔ)加量，并減少廢水排放量。文章結(jié)合企業(yè)循環(huán)冷卻水系統(tǒng)運(yùn)行特點(diǎn)和水質(zhì)狀況，探討循環(huán)水在管道系統(tǒng)中結(jié)構(gòu)和腐蝕的機(jī)理，研究防治結(jié)垢和腐蝕的方法和常用藥劑，從而提高企業(yè)循環(huán)水的使用效率。

關(guān)鍵詞：循環(huán)冷卻水；組垢；緩釋

中圖分類號：X703 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-8937（2014）29-0097-01

1 工業(yè)冷卻水循環(huán)利用的意義

現(xiàn)代許多耗水量大的電力、冶金、化工、煉油等工業(yè)生產(chǎn)過程中均釋出大量的熱，通常水作為吸收和傳遞熱量的良好介質(zhì)及時帶走所釋熱量，以維持生產(chǎn)的正常進(jìn)行。為了節(jié)約日益緊缺的水資源和保護(hù)水環(huán)境，提高工業(yè)用水的重復(fù)利用率，防止天然水經(jīng)冷卻升溫后直流排放可能造成的水體熱污染，許多工業(yè)企業(yè)都建立循環(huán)冷卻水系統(tǒng)，將流經(jīng)換熱器等工藝設(shè)備升溫后的冷卻用水，通過冷卻塔等冷卻構(gòu)筑物或冷卻設(shè)備，是水降溫后循環(huán)使用。下圖既是應(yīng)用最普遍的熱水與空氣直接接觸降溫的敞開式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的工藝流程。水池中溫度較低的冷卻水，經(jīng)水泵抽送至換熱器冷卻工藝介質(zhì)，水溫升高后的冷卻水再流經(jīng)冷卻塔，通過水與空氣對流接觸冷卻降溫然后循環(huán)重復(fù)利用如圖1所示。

在循環(huán)冷卻過程中，不斷有少量水分因蒸發(fā)、風(fēng)吹、排污、滲漏而散失，因此循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中，經(jīng)常要按照循環(huán)水量的5‰或更多一些水量進(jìn)行補(bǔ)充。為了適當(dāng)改善循環(huán)水系統(tǒng)中的水質(zhì)，常將一部分循環(huán)水經(jīng)旁濾池凈化后回入循環(huán)水系統(tǒng)中使用。

2 循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的結(jié)垢和腐蝕機(jī)理

要了解循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中的結(jié)垢和腐蝕機(jī)理，首先要了解冷卻水中污染物的來源，循環(huán)冷卻水再運(yùn)行過程中可能不斷接受外界帶來的污染物質(zhì)。如可能隨補(bǔ)充天然原水中帶入的雜質(zhì)；原水中投加混凝劑的余留物，在冷卻塔噴淋冷卻過程中，可能混入隨空氣帶來的灰塵、煙氣等雜質(zhì)，水冷卻過程中，因逸出二氧化碳?xì)怏w而容易析出的碳酸鈣，水流經(jīng)換熱器過程中可能溶入的某些油類或其他泄露的工藝物料；冷卻水中加入的某些阻垢、緩蝕和殺生等藥劑可能滯留水中的雜質(zhì)。不斷增多雜質(zhì)的循環(huán)冷卻水，在冷卻蒸發(fā)過程中經(jīng)受濃縮，水中鹽類濃度增大，處在水溫、PH值和堿度逐漸升高的條件下，就容易使某些鹽類溶解度下降，使水達(dá)到過飽和狀態(tài)，水垢呈晶體析出。

金屬等材料與周圍介質(zhì)發(fā)生化學(xué)或電化學(xué)作用等遭受破壞的過程，成為腐蝕。腐蝕產(chǎn)物會形成污垢，污垢覆蓋金屬等材料的表面會導(dǎo)致腐蝕，腐蝕過程與污垢形成過程密切相關(guān)，相互影響，從機(jī)理方面考慮，腐蝕可分為化學(xué)腐蝕、電化學(xué)腐蝕和微生物腐蝕三類。酸類、溶解氧、二氧化碳等化學(xué)物質(zhì)與金屬等材料發(fā)生化學(xué)反應(yīng)所造成的破壞，成為化學(xué)腐蝕；金屬在水溶液中的腐蝕，是包括氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)的有電子轉(zhuǎn)移的化學(xué)反應(yīng)過程，成為電化學(xué)腐蝕；細(xì)菌、微生物的繁殖會促進(jìn)金屬等材料的腐蝕過程，起腐蝕的催化作用，成為微生物腐蝕，其中電化學(xué)腐蝕占主導(dǎo)地位。

在電化學(xué)腐蝕過程中，由于水份不斷蒸發(fā)濃縮，循環(huán)水中溶解鹽類濃度不斷提高，促進(jìn)了循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的金屬在水中發(fā)生了有電子轉(zhuǎn)移的氧化和還原反應(yīng)。

3 循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的阻垢和緩蝕

3.1 污垢的阻抑

循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中的污垢包括泥垢和粘垢兩類，主要由水中的懸浮物質(zhì)和生物性粘泥所造成，懸浮物質(zhì)也往往參雜在生物粘泥里。阻抑水中污垢的途徑有兩個：一是嚴(yán)格控制循環(huán)水系統(tǒng)的補(bǔ)充水的水質(zhì)，加強(qiáng)處理；二是加強(qiáng)循環(huán)冷卻水的水質(zhì)處理。

循環(huán)水系統(tǒng)的補(bǔ)充水，必須加強(qiáng)水質(zhì)預(yù)處理，嚴(yán)格控制水中懸浮雜質(zhì)、鋁、鐵等含量。為了抑制菌、藻繁殖，補(bǔ)充水中應(yīng)保持一定游離性余氯。

由于循環(huán)冷卻水不斷濃縮，菌、藻繁殖和增加外界侵入的各種雜質(zhì)，需要進(jìn)行水質(zhì)處理，以減少污垢的危害性?？梢圆捎貌粩鄬⒀h(huán)水中的一部分水量過濾凈化，以減少循環(huán)水中的懸浮雜質(zhì)和膠體雜質(zhì)濃度的方式。旁濾水量的大小，應(yīng)與補(bǔ)充水帶入循環(huán)水系統(tǒng)中的雜質(zhì)數(shù)量，冷卻過程中溶入的空氣污染雜質(zhì)數(shù)量，系統(tǒng)運(yùn)行的濃縮倍數(shù)，水質(zhì)控制所能容許的極限濃度等因素有關(guān)。

循環(huán)水中存在著細(xì)菌，包括有鐵細(xì)菌、硫酸鹽還原菌、硫細(xì)菌等，還存在著一定的藍(lán)藻、綠藻、硅藻等，含有一部分原生動物，多生長在冷卻塔壁或水池壁上，也有存在于管垢中，循環(huán)水系統(tǒng)中加入的各種無機(jī)或有機(jī)殺生劑，能殺死或抑制水中微生物的生長繁殖，減輕循環(huán)水中污垢的危害作用。

循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中投加的殺生劑品種，應(yīng)根據(jù)以下的一些基本要求恰當(dāng)選用。殺生劑應(yīng)具有廣譜性，對水中常見的各類菌、藻都有殺生能力，且對生物粘泥有穿透性和分散性。殺生劑應(yīng)與循環(huán)水系統(tǒng)中所用的緩蝕劑和阻垢劑不相干擾，有較好的匹配作用。

3.2 水垢的阻抑

循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中，主要防止等微溶鹽類從水中析出，粘著在設(shè)備或管壁上形成水垢，其中最常見的是碳酸鈣水垢?？刂扑赋练e的方法有兩類：一類是控制循環(huán)水系統(tǒng)中結(jié)成水垢的可能性和趨向的化學(xué)熱力方法，可通過減少鈣鎂等成垢離子的濃度，降低水的PH值和水的堿度等來達(dá)到；一類是控制水垢生長速度和形成過程的化學(xué)動力學(xué)方法，可通過在循環(huán)水中投加酸或化學(xué)藥劑，改變水中微溶鹽類的晶體生長過程和生長形態(tài)，提高循環(huán)水系統(tǒng)容許的極限碳酸鹽硬度值來達(dá)到。

3.3 循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的緩蝕

循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中，防止和延緩金屬腐蝕的基本方法有以下幾類。

3.3.1 表面涂防腐層

通過電鍍或化學(xué)品浸涂的方法，在需要保護(hù)的金屬表面鍍一層其他的金屬保護(hù)薄層或化學(xué)防腐劑等。

3.3.2 陰極保護(hù)法

為防止金屬的電化學(xué)腐蝕，可采取措施，使欲保護(hù)的金屬結(jié)構(gòu)整個表面成為陰極，這類電氣防腐蝕方法，是有效的金屬防蝕辦法。

3.3.3 陽極保護(hù)法

將欲保護(hù)的金屬結(jié)構(gòu)，通過導(dǎo)線連接在外加直流電源的正極上，于是陽極電位向正方向移動，即出現(xiàn)鈍化現(xiàn)象，從而抑制金屬的腐蝕。

3.3.4 藥劑法

向循環(huán)水中投加無機(jī)或有機(jī)的緩蝕劑，使金屬表面上形成一層均勻致密、不易剝落的緩蝕保護(hù)膜，以抑制金屬的腐蝕。

4 結(jié) 語

本文通過對循環(huán)水系統(tǒng)結(jié)垢和腐蝕的機(jī)理的闡述，明確了循環(huán)水系統(tǒng)處理的一些基本原則和方法，對企業(yè)循環(huán)水系統(tǒng)的設(shè)計和運(yùn)行具有借鑒意義。

參考文獻(xiàn)：

[1] 楊欽，嚴(yán)熙世.給水工程[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，1999.

[2] 李德興.冷卻塔[M].上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，1981.

摘 要：循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中的結(jié)垢和腐蝕問題，會印象到換熱設(shè)備的傳熱效率，增加水流阻力，浪費(fèi)能源，縮短設(shè)備壽命等，同時在水資源日益短缺的今天，國家不斷提高水資源和水排污費(fèi)用的標(biāo)準(zhǔn)，就使得每個用水大企業(yè)不得不強(qiáng)化循環(huán)水裝置的運(yùn)行，提高水的重復(fù)利用率，減少新水的補(bǔ)加量，并減少廢水排放量。文章結(jié)合企業(yè)循環(huán)冷卻水系統(tǒng)運(yùn)行特點(diǎn)和水質(zhì)狀況，探討循環(huán)水在管道系統(tǒng)中結(jié)構(gòu)和腐蝕的機(jī)理，研究防治結(jié)垢和腐蝕的方法和常用藥劑，從而提高企業(yè)循環(huán)水的使用效率。

關(guān)鍵詞：循環(huán)冷卻水；組垢；緩釋

中圖分類號：X703 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-8937（2014）29-0097-01

1 工業(yè)冷卻水循環(huán)利用的意義

現(xiàn)代許多耗水量大的電力、冶金、化工、煉油等工業(yè)生產(chǎn)過程中均釋出大量的熱，通常水作為吸收和傳遞熱量的良好介質(zhì)及時帶走所釋熱量，以維持生產(chǎn)的正常進(jìn)行。為了節(jié)約日益緊缺的水資源和保護(hù)水環(huán)境，提高工業(yè)用水的重復(fù)利用率，防止天然水經(jīng)冷卻升溫后直流排放可能造成的水體熱污染，許多工業(yè)企業(yè)都建立循環(huán)冷卻水系統(tǒng)，將流經(jīng)換熱器等工藝設(shè)備升溫后的冷卻用水，通過冷卻塔等冷卻構(gòu)筑物或冷卻設(shè)備，是水降溫后循環(huán)使用。下圖既是應(yīng)用最普遍的熱水與空氣直接接觸降溫的敞開式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的工藝流程。水池中溫度較低的冷卻水，經(jīng)水泵抽送至換熱器冷卻工藝介質(zhì)，水溫升高后的冷卻水再流經(jīng)冷卻塔，通過水與空氣對流接觸冷卻降溫然后循環(huán)重復(fù)利用如圖1所示。

在循環(huán)冷卻過程中，不斷有少量水分因蒸發(fā)、風(fēng)吹、排污、滲漏而散失，因此循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中，經(jīng)常要按照循環(huán)水量的5‰或更多一些水量進(jìn)行補(bǔ)充。為了適當(dāng)改善循環(huán)水系統(tǒng)中的水質(zhì)，常將一部分循環(huán)水經(jīng)旁濾池凈化后回入循環(huán)水系統(tǒng)中使用。

2 循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的結(jié)垢和腐蝕機(jī)理

要了解循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中的結(jié)垢和腐蝕機(jī)理，首先要了解冷卻水中污染物的來源，循環(huán)冷卻水再運(yùn)行過程中可能不斷接受外界帶來的污染物質(zhì)。如可能隨補(bǔ)充天然原水中帶入的雜質(zhì)；原水中投加混凝劑的余留物，在冷卻塔噴淋冷卻過程中，可能混入隨空氣帶來的灰塵、煙氣等雜質(zhì)，水冷卻過程中，因逸出二氧化碳?xì)怏w而容易析出的碳酸鈣，水流經(jīng)換熱器過程中可能溶入的某些油類或其他泄露的工藝物料；冷卻水中加入的某些阻垢、緩蝕和殺生等藥劑可能滯留水中的雜質(zhì)。不斷增多雜質(zhì)的循環(huán)冷卻水，在冷卻蒸發(fā)過程中經(jīng)受濃縮，水中鹽類濃度增大，處在水溫、PH值和堿度逐漸升高的條件下，就容易使某些鹽類溶解度下降，使水達(dá)到過飽和狀態(tài)，水垢呈晶體析出。

金屬等材料與周圍介質(zhì)發(fā)生化學(xué)或電化學(xué)作用等遭受破壞的過程，成為腐蝕。腐蝕產(chǎn)物會形成污垢，污垢覆蓋金屬等材料的表面會導(dǎo)致腐蝕，腐蝕過程與污垢形成過程密切相關(guān)，相互影響，從機(jī)理方面考慮，腐蝕可分為化學(xué)腐蝕、電化學(xué)腐蝕和微生物腐蝕三類。酸類、溶解氧、二氧化碳等化學(xué)物質(zhì)與金屬等材料發(fā)生化學(xué)反應(yīng)所造成的破壞，成為化學(xué)腐蝕；金屬在水溶液中的腐蝕，是包括氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)的有電子轉(zhuǎn)移的化學(xué)反應(yīng)過程，成為電化學(xué)腐蝕；細(xì)菌、微生物的繁殖會促進(jìn)金屬等材料的腐蝕過程，起腐蝕的催化作用，成為微生物腐蝕，其中電化學(xué)腐蝕占主導(dǎo)地位。

在電化學(xué)腐蝕過程中，由于水份不斷蒸發(fā)濃縮，循環(huán)水中溶解鹽類濃度不斷提高，促進(jìn)了循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的金屬在水中發(fā)生了有電子轉(zhuǎn)移的氧化和還原反應(yīng)。

3 循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的阻垢和緩蝕

3.1 污垢的阻抑

循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中的污垢包括泥垢和粘垢兩類，主要由水中的懸浮物質(zhì)和生物性粘泥所造成，懸浮物質(zhì)也往往參雜在生物粘泥里。阻抑水中污垢的途徑有兩個：一是嚴(yán)格控制循環(huán)水系統(tǒng)的補(bǔ)充水的水質(zhì)，加強(qiáng)處理；二是加強(qiáng)循環(huán)冷卻水的水質(zhì)處理。

循環(huán)水系統(tǒng)的補(bǔ)充水，必須加強(qiáng)水質(zhì)預(yù)處理，嚴(yán)格控制水中懸浮雜質(zhì)、鋁、鐵等含量。為了抑制菌、藻繁殖，補(bǔ)充水中應(yīng)保持一定游離性余氯。

由于循環(huán)冷卻水不斷濃縮，菌、藻繁殖和增加外界侵入的各種雜質(zhì)，需要進(jìn)行水質(zhì)處理，以減少污垢的危害性。可以采用不斷將循環(huán)水中的一部分水量過濾凈化，以減少循環(huán)水中的懸浮雜質(zhì)和膠體雜質(zhì)濃度的方式。旁濾水量的大小，應(yīng)與補(bǔ)充水帶入循環(huán)水系統(tǒng)中的雜質(zhì)數(shù)量，冷卻過程中溶入的空氣污染雜質(zhì)數(shù)量，系統(tǒng)運(yùn)行的濃縮倍數(shù)，水質(zhì)控制所能容許的極限濃度等因素有關(guān)。

循環(huán)水中存在著細(xì)菌，包括有鐵細(xì)菌、硫酸鹽還原菌、硫細(xì)菌等，還存在著一定的藍(lán)藻、綠藻、硅藻等，含有一部分原生動物，多生長在冷卻塔壁或水池壁上，也有存在于管垢中，循環(huán)水系統(tǒng)中加入的各種無機(jī)或有機(jī)殺生劑，能殺死或抑制水中微生物的生長繁殖，減輕循環(huán)水中污垢的危害作用。

循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中投加的殺生劑品種，應(yīng)根據(jù)以下的一些基本要求恰當(dāng)選用。殺生劑應(yīng)具有廣譜性，對水中常見的各類菌、藻都有殺生能力，且對生物粘泥有穿透性和分散性。殺生劑應(yīng)與循環(huán)水系統(tǒng)中所用的緩蝕劑和阻垢劑不相干擾，有較好的匹配作用。

3.2 水垢的阻抑

循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中，主要防止等微溶鹽類從水中析出，粘著在設(shè)備或管壁上形成水垢，其中最常見的是碳酸鈣水垢?？刂扑赋练e的方法有兩類：一類是控制循環(huán)水系統(tǒng)中結(jié)成水垢的可能性和趨向的化學(xué)熱力方法，可通過減少鈣鎂等成垢離子的濃度，降低水的PH值和水的堿度等來達(dá)到；一類是控制水垢生長速度和形成過程的化學(xué)動力學(xué)方法，可通過在循環(huán)水中投加酸或化學(xué)藥劑，改變水中微溶鹽類的晶體生長過程和生長形態(tài)，提高循環(huán)水系統(tǒng)容許的極限碳酸鹽硬度值來達(dá)到。

3.3 循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的緩蝕

循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中，防止和延緩金屬腐蝕的基本方法有以下幾類。

3.3.1 表面涂防腐層

通過電鍍或化學(xué)品浸涂的方法，在需要保護(hù)的金屬表面鍍一層其他的金屬保護(hù)薄層或化學(xué)防腐劑等。

3.3.2 陰極保護(hù)法

為防止金屬的電化學(xué)腐蝕，可采取措施，使欲保護(hù)的金屬結(jié)構(gòu)整個表面成為陰極，這類電氣防腐蝕方法，是有效的金屬防蝕辦法。

3.3.3 陽極保護(hù)法

將欲保護(hù)的金屬結(jié)構(gòu)，通過導(dǎo)線連接在外加直流電源的正極上，于是陽極電位向正方向移動，即出現(xiàn)鈍化現(xiàn)象，從而抑制金屬的腐蝕。

3.3.4 藥劑法

向循環(huán)水中投加無機(jī)或有機(jī)的緩蝕劑，使金屬表面上形成一層均勻致密、不易剝落的緩蝕保護(hù)膜，以抑制金屬的腐蝕。

4 結(jié) 語

本文通過對循環(huán)水系統(tǒng)結(jié)垢和腐蝕的機(jī)理的闡述，明確了循環(huán)水系統(tǒng)處理的一些基本原則和方法，對企業(yè)循環(huán)水系統(tǒng)的設(shè)計和運(yùn)行具有借鑒意義。

參考文獻(xiàn)：

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