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旁滤装置在循环冷却水系统中的必要性
来源:www.yishuisc.com   发布时间:2015-03-03

专业水处理厂家告诉您旁滤装置在循环冷却水系统中的必要性。

在工业生产中,循环冷却水系统贯穿于某些生产装置或设备中,以水为冷却介质循环运行,在交换设备余热保护其正常运转的同时也节约了大量的水资源。 

按照循环冷却水系统的结构特点可分为敞开式循环体系和密闭式循环体系,前者一般在大型循环冷却水系统中应用,如火力发电机组、中央空调机组等,与空气直接接触,补水量较大;而后者一般存在于小型的循环冷却水系统中,如加工机床、空压机、空分设备、电焊机等设备,不与空气直接相通,耗水量较小。但无论是何种结构的循环冷却水系统,在实际运行中,当外界条件(如温度、流速、盐分浓度)发生改变时,尤其是当循环水处于较高的浓缩倍率时,循环水质多表现为不稳定的状态,极易产生金属材质腐蚀、设备表面结垢、粘泥沉积与微生物滋生等三类问题。如不进行科学的水处理,势必会引起管道堵塞、设备腐蚀泄漏、换热效率降低等一系列问题,对系统设备和管道造成损坏或非计划性停机停产。

一般来说,在工业循环冷却水系统中由于水质不稳定而主要存在着这三类问题,即金属材质腐蚀、设备表面结垢、粘泥沉积与微生物滋生。而这三者不是孤立存在的,是互相联系和相互影响的,如水垢和污垢往往结合在一起,结垢和生物粘泥又能引起或加重腐蚀。这些水垢、腐蚀物及生物粘泥给设备的安全运行带来了严重的危害。 

现将其发生原因及控制方法分述如下:

 1.金属材质腐蚀的产生 

在金属表面上所发生的腐蚀是经由化学或电化学反应而导致金属材质毁坏的现象。工业循环冷却水系统中的热交换管与输水管道一般为TP304不锈钢、黄铜及普通碳钢金属材质构成,在长期的水环境运行条件下,即使是不锈钢材质也同样会存在一定程度上的腐蚀,只是其抗腐蚀性能较普通碳钢的强。 

循环冷却水中影响金属腐蚀的因素比较复杂,主要有以下几种:pH值、阴离子、硬度、金属离子、溶解气体、悬浮固体、沉积物、流速、水温等。 

1.1有害离子引起的腐蚀 

循环冷却水在浓缩过程中,各种盐类的浓度相应增加,当氯根离子和硫酸根离子浓度较高时,容易破坏金属表面的保护膜,增加其腐蚀反应的阳极过程速度,引起金属的局部腐蚀。尤其是氯根离子的半径小,穿透性强,若水中浓度超过一定限值后则易在金属材质表面上形成点蚀。 

1.2氧腐蚀 

循环水在冷却水塔处与空气密切接触,水中溶解氧含量高达810ppm,碳钢金属材质与循环水中的氧气极易发生化学反应,促成金属腐蚀。其化学反应式如下: 

Fe+O2+H2=Fe(OH)3↓ 

1.3电化学腐蚀 

金属管材本身含有多种化学杂质,金属和杂质之间存在电位差,在水介质中,可形成无数微腐蚀原电池。特别是两种不同的金属接触时,因金属间电位差而造成原电池腐蚀,即电化学腐蚀。例如热交换器的不锈钢管与碳钢端板,其接触部分的碳钢材质会因此加速腐蚀。 

1.4生物性腐蚀 

在循环冷却水中滋生着大量的铁细菌、硫酸盐还原菌、产酸细菌等,这些细菌的新陈代谢产物可引起金属材质腐蚀。 

1.5沉积物腐蚀 

沉积物腐蚀是由金属表面沉积物产生的腐蚀,通常也叫垢下腐蚀。例如,泥砂、水垢、粘泥、杂屑等沉积在金属表面,无形中形成了缝隙,造成循环水中离子浓度差,形成同一处金属表面出现不同的电极电位现象,造成电化学反应,最终导致金属腐蚀。 

一般来说,控制金属腐蚀的方法主要有:防腐涂料涂覆;阴极保护(牺牲阳极法),提高循环水的pH值(碱性处理法);选用耐蚀材料的换热管等。 目前控制金属腐蚀最为有效且安全的方法是在循环冷却水中通过添加含缓蚀成分的水质稳定剂,在金属表面形成致密的保护膜层,保护金属不被腐蚀。 

2.结垢及沉积物的产生与危害 

在循环冷却水系统中,所溶解的重碳酸盐浓度随着蒸发浓缩而增加,当其浓度达到饱和状态,或者在经过换热器传热表面使水温升高时,水中盐份溶解平衡遭到破坏,会发生下列反应即水垢的生成: 

Ca(HCO3)2 =CaCO3↓+CO2+H2O 

生成的CaCO3水垢沉积在换热器的传热表面,形成一层硬垢,导热性能很差,严重影响换热效率。 

其次,循环水系统设备、管道主要材质是碳钢,其腐蚀产物主要是氢氧化物和铁的氧化物的水合物,呈胶体状态,稳定地悬浮于水中,但当通过热交换器时易在受热面胶体相互凝集沉淀。沉淀的Fe2O3由于它的不连续性和不致密性而对金属无保护作用,而且由于它的磁性,粘着力强,且比重大,消除困难,形成污垢。 

另外,循环水中也有天然有机物、泥沙、微生物群落等悬浮物,它们于流速慢或温度高的地方慢慢沉积而形成污垢沉积在设备、管道表面。 

水垢和污垢沉积在设备、管道等的表面时,将造成下列不良后果: 

a、降低传热效率或传热不匀。 

b、设备腐蚀(垢下腐蚀)。 

c、阻塞管路,更可能造成非计划性停机停产。 

目前控制水垢和沉积物的方法主要有:一是按照国家GB50050-2007《工业循环冷却水设计规范》规定,通过设置旁滤系统、加强排污和补水工艺等措施降低循环水的浊度;二是通过投加含阻垢和分散成分的水质稳定剂,这也是最为常用的方法。  

3.微生物粘泥及其危害 

循环冷却水中的微生物主要包括细菌、真菌及藻类,由于其散布在自然界的各个角落,而循环冷却水之温度、pH值、溶解氧、光照条件等均适合微生物繁衍。若未得到有效控制,则微生物不断繁殖滋生,并分泌出大量粘液,将水中不溶性杂质粘结在一起,产生粘泥附着于设备和管道的内表面,堵塞热交换器,阻碍水的流动,并降低热交换效率;而且在粘泥沉积的地方往往会造成沉积物下腐蚀。 

目前控制菌藻等微生物滋生的有效措施是科学投加杀菌灭藻剂,起到杀灭菌藻和剥离生物粘泥的作用。 

为了使循环冷却水系统正常运行,防止循环冷却水在冷却设备、输水管线内形成污垢、产生腐蚀及附着生物粘泥,提高热交换设备的冷却效果,确保生产运行的经济性和安全性,就必须对循环冷却水系统进行清洗除垢及缓蚀、阻垢分散、菌藻控制等日常的水质稳定处理。目前最为有效的措施是通过投加阻垢缓蚀剂及杀菌灭藻剂等化学水质稳定剂以降低设备和管道的腐蚀,控制结垢生成,抑制微生物繁衍,保证系统正常安全运行。这不仅能延长设备的使用寿命,降低动力消耗,并且能节约能源和水资源,减少污水排放,对环境保护有非常深远的意义。

本文出自:旁流水处理器高速过滤砂缸多介质过滤器——常州溢水环境工程有限公司(www.yishuisc.com)


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