池爐用間接循環(huán)冷卻水水質(zhì)的控制摘要：循環(huán)冷卻水在長期循環(huán)使用后，必然會帶來沉積物附著、金屬腐蝕和微生物滋生等問題。本文通過對循環(huán)冷卻水容易產(chǎn)生問題的原因分析，找到合適的處理方法控制池爐用間接循環(huán)冷卻水的水質(zhì)，避免由于設(shè)備腐蝕和管路堵塞而影響池爐生產(chǎn)的安全穩(wěn)定。關(guān)鍵字：間接循環(huán)冷卻水水垢污垢腐蝕1.引言我公司池爐爐用間接循環(huán)環(huán)冷卻水采用用的是敞開式式循環(huán)冷卻系系統(tǒng)。在敞開開式循環(huán)冷卻卻系統(tǒng)中，冷冷卻水在系統(tǒng)統(tǒng)中不斷循環(huán)環(huán)使用，由于于水溫的升高高，水流速度度的變化，水水的蒸發(fā)，各各種無機(jī)離子子和有機(jī)物質(zhì)質(zhì)的濃縮，冷冷卻塔受到陽陽光照射，風(fēng)風(fēng)吹雨淋，灰灰塵雜物的進(jìn)進(jìn)入以及設(shè)備備結(jié)構(gòu)和材料料等各種因素素的綜合作用用，使冷卻水水系統(tǒng)中的各各項水質(zhì)指標(biāo)標(biāo)始終處于動動態(tài)變化之中中。補充水質(zhì)質(zhì)及系統(tǒng)操作作條件的偏離離，可導(dǎo)致系系統(tǒng)的結(jié)垢、沉沉積物的附著著、設(shè)備腐蝕蝕和微生物的的大量滋生，以以及由此形成成的黏泥污垢垢堵塞管道等等問題，它們們會威脅和破破壞工廠長期期的安全生產(chǎn)產(chǎn)，甚至造成成經(jīng)濟(jì)損失，因因此，必須對對引起上述問問題的原因進(jìn)進(jìn)行詳細(xì)的分分析，找到合合適的經(jīng)濟(jì)實實用的循環(huán)冷冷卻水處理方方法，解決或或改善冷卻水水的水質(zhì)。2.問題分析2.1水溫溫升高，水分分蒸發(fā)，水中中二氧化碳逸逸出或從外部部向水中引入入過量的鈣鎂鎂離子，都能能形成結(jié)垢。一般未處理理的水中都溶溶解有重碳酸酸鹽，重碳酸酸鹽的濃度隨隨著蒸發(fā)濃縮縮而增加，當(dāng)當(dāng)其濃度達(dá)到到過飽和狀態(tài)態(tài)時，或者經(jīng)經(jīng)過換熱器表表面使水溫升升高時，會發(fā)發(fā)生下列反應(yīng)應(yīng)：Ca(HCCO3)2=CaCOO3↓+CO2↑+H2OCaCO33沉積在換熱熱器傳熱表面面，形成致密密的碳酸鈣水水垢，它的導(dǎo)導(dǎo)熱性能很差差。不同的水水垢，其導(dǎo)熱熱系數(shù)不同，但但一般都不超超過1.16WW/(m.kk)，而鋼材的的導(dǎo)熱系數(shù)為為46.4～52.2WW/(m.kk)，必然會影影響換熱器的的傳熱效果。水垢附著的的危害，輕著著是降低換熱熱器的傳熱效效率，嚴(yán)重時時則管道被堵堵。2.2冷卻卻水系統(tǒng)中藻藻類和細(xì)菌生生長繁殖，特特別是鐵細(xì)菌菌和硫酸還原原菌的生長繁繁殖產(chǎn)生膠體體物質(zhì)，以及及大氣中塵埃埃落入，循環(huán)環(huán)過程中懸浮浮物顆粒不斷斷積累，因而而造成污垢。冷卻水中的的微生物一般般是指細(xì)菌和和藻類。在新新鮮水中一般般來說細(xì)菌和和藻類都較少少，但在循環(huán)環(huán)水中由于養(yǎng)養(yǎng)分的濃縮，水水溫的升高和和陽光照射，給給細(xì)菌和藻類類創(chuàng)造了迅速速繁殖的條件件。大量細(xì)菌菌分泌出的黏黏液像粘合劑劑一樣能使水水中飄浮的灰灰塵雜質(zhì)和化化學(xué)沉淀物黏黏附在一起，形形成黏糊糊的的沉淀物黏附附在換熱器的的傳熱表面上上，黏泥積附附在換熱器的的管壁上，除除了會引起腐腐蝕外，還會會使冷卻水的的流量減少，從從而降低換熱熱器的冷卻效效率，嚴(yán)重時時這些生物黏黏泥會將管子子堵死。2.3水中中溶解氧及有有害離子和微微生物的作用用產(chǎn)生化學(xué)腐腐蝕，金屬與與水接觸產(chǎn)生生電化學(xué)腐蝕蝕。在循環(huán)冷卻卻水系統(tǒng)中，大大量的設(shè)備是是金屬制造的的換熱器，由由于在敞開式式系統(tǒng)中水與與空氣充分接接觸，水中溶溶解的O2可達(dá)到飽和和狀態(tài)，當(dāng)碳碳鋼與溶解有有氧氣的冷卻卻水接觸時，由由于金屬表面面的不均一性性和冷卻水的的導(dǎo)電性，在在碳鋼表面會會形成許多腐腐蝕微電池，微微電池的陽極極區(qū)和陰極區(qū)區(qū)分別發(fā)生下下列氧化反應(yīng)應(yīng)和還原反應(yīng)應(yīng)。這些反應(yīng)應(yīng)，促使微電電池中陽極區(qū)區(qū)的金屬不斷斷溶解而被腐腐蝕。在陽極區(qū)Fe＝Fe2++2e在陰極區(qū)1/2OO2+H2O+2e＝2OH-在水中Fe2++2OHH-＝Fe(OHH)2Fe(OHH)2→Fe(OHH)3在水中如果果當(dāng)有一些有有害離子如CL－和SO42－離子濃度增增高時，會加加速碳鋼的腐腐蝕。CL－和SO42－會使金屬上上的保護(hù)模的的保護(hù)性能降降低，尤其是是CL－的離子半徑徑小，穿透性性強(qiáng)，容易穿穿過膜層置換換氧原子形成成氯化物，加加速陽極過程程的進(jìn)行，使使腐蝕加速，所所以氯離子是是引起點蝕的的原因之一。微微生物的滋生生也會使金屬屬發(fā)生腐蝕，這這是由于微生生物排出的黏黏液與無機(jī)垢垢和泥砂雜物物等形成的沉沉積物附著在在金屬表面，形形成氧的濃差差電池，促使使金屬腐蝕。此此外在金屬表表面和沉積物物之間缺乏氧氧，因此一些些厭氧菌得以以繁殖。鐵細(xì)菌是鋼鋼鐵銹瘤產(chǎn)生生的主要原因因，鐵細(xì)菌在在冷卻水系統(tǒng)統(tǒng)中產(chǎn)生大量量的氧化鐵沉沉淀是由于它它們能把可溶溶于水中的亞亞鐵離子轉(zhuǎn)變變?yōu)椴蝗苡谒娜趸F的水合物物作為其代謝謝作用的一部部分：2Fe2+++1.5OO2+XH2O→Fe2O3.xH2O鐵細(xì)菌的銹銹瘤遮蓋了鋼鋼鐵的表面，形形成氧濃差腐腐蝕電池，鐵鐵細(xì)菌還從鋼鋼鐵表面的陽陽極區(qū)除去亞亞鐵離子（腐腐蝕產(chǎn)物），從從而使鋼的腐腐蝕速度增加加。圖1示出了鐵細(xì)細(xì)菌通過銹瘤瘤建立氧濃差差腐蝕電池從從而引起鋼鐵鐵腐蝕的示意意圖。圖1鐵細(xì)細(xì)菌通過銹瘤瘤建立氧濃差差腐蝕電池引引起鋼鐵腐蝕蝕的示意圖

3.間接循環(huán)冷冷卻水水質(zhì)的的控制方法間接循環(huán)冷冷卻水水質(zhì)的的控制主要是是控制水垢、污污垢的生成和和減少換熱設(shè)設(shè)備的腐蝕，延延長設(shè)備的使使用壽命和減減少維修費用用。3.1水垢的控控制水中各種水水垢的產(chǎn)生為為陰陽離子共共同產(chǎn)生的結(jié)結(jié)果，所以處處理方法的的的主要手段就就是去除其中中一種離子或或同時去除形形成水垢的離離子，或使其其穩(wěn)定在水中中。原水和補充水的的預(yù)處理。通通過采用反滲滲透膜法（生生成純水）和和離子交換樹樹脂法（生產(chǎn)產(chǎn)去離子水）對對原水和補充充水進(jìn)行處理理，控制水的的硬度，以減減少冷卻水中中結(jié)垢離子Ca2+、Mg2+的數(shù)量。3.2污垢的控控制污垢的形成成主要是由塵塵土、雜物碎碎屑、菌藻尸尸體及其分泌泌物和細(xì)微水水垢腐蝕產(chǎn)物物等構(gòu)成，因因此在實際的的運行過程中中必須做到以以下幾點：降低補充水的濁濁度。投加殺菌滅藻劑劑，控制菌藻藻的滋生。根據(jù)間接循循環(huán)冷卻水為為敞開式循環(huán)環(huán)冷卻的特點點，經(jīng)過配方方篩選試驗，篩篩選出二氧化化氯作為殺生生劑，其具有有殺生能力強(qiáng)強(qiáng)，使用濃度度小和適用范范圍廣等優(yōu)點點，通過實際際應(yīng)用可以很很好的解決間間接循環(huán)冷卻卻水系統(tǒng)中藻藻類滋生的問問題。增加旁濾設(shè)備循環(huán)冷卻水水系統(tǒng)在穩(wěn)定定操作情況下下濁度會升高高的原因是由由于冷卻水經(jīng)經(jīng)過冷卻塔與與空氣接觸時時，空氣中的的灰塵會被洗洗入水中，采采用旁濾法處處理量通常為為循環(huán)水量的的2％～5％，可以去去除水中大部部分懸浮物固固體、粘泥和和微生物等。也也可以根據(jù)以以下公式進(jìn)行行較準(zhǔn)確的計計算：S

=（MCM（1+n）－BC）/（C－CS）S－旁流量量,

m3/h；M－補充水水量,

m3/h；CM－補補充水濁度,

mgg/L;C－增設(shè)旁旁濾設(shè)備后循循環(huán)水的最終終濁度，mg/L；CS－經(jīng)過過旁流后，旁旁流設(shè)備出口口的濁度，mg/L；Bc－排污污水瞬時排出出的懸浮固體體量，mg；n－參數(shù)，可可借鑒該廠附附近有增加旁旁流設(shè)備的；；老廠數(shù)據(jù)。按n＝c/(KCM－1)求出，其中c為老廠中循環(huán)水的濁度，K為該系統(tǒng)濃縮倍數(shù)，CM為該系統(tǒng)補充水的濁度。通過降低補補充水的濁度度，向冷卻水水系統(tǒng)中投加加殺生劑和增增加自清洗過過濾器作為旁旁濾器等方法法，使冷卻水水的濁度始終終穩(wěn)定在10mg//L左右。3.3設(shè)備腐蝕蝕的控制循環(huán)冷卻水水系統(tǒng)中金屬屬腐蝕控制的的方法很多，可可以根據(jù)系統(tǒng)統(tǒng)的特點和使使用的經(jīng)濟(jì)性性選擇合適的的控制方法。根根據(jù)間接冷卻卻水采用的是是敞開式循環(huán)環(huán)冷卻系統(tǒng)的的特點，我們們采用不加酸酸調(diào)節(jié)PH值，控制PH值在8.0～9.5之間，同時時添加復(fù)合緩緩蝕劑的堿性性冷卻水處理理方案。復(fù)合合緩蝕劑由聚聚磷酸鹽-鋅鹽-膦酸鹽組成成，其中聚磷磷酸鹽和鋅鹽鹽作為緩蝕劑劑，膦酸鹽為為阻垢緩蝕劑劑，它與聚磷磷酸鹽和鋅鹽鹽有協(xié)同作用用，保證在高高PH值下使聚磷磷酸鹽分解后后生成的磷酸酸鈣以及鋅離離子保持在冷冷卻水中而不不析出。經(jīng)過過試驗和使用用，采用堿性性冷卻水處理理并添加相應(yīng)應(yīng)的復(fù)合緩蝕蝕劑可以滿意意地控制間接接循環(huán)冷卻水水系統(tǒng)中的腐腐蝕問題。表2

間間接循環(huán)冷卻卻水試片試驗驗數(shù)據(jù)間接水掛片試驗驗

水質(zhì)狀況試片編號試片材質(zhì)失重前失重后腐蝕率（mm//年）相對緩蝕率（％％）未加緩蝕劑1227A3鋼17.5105517.141880.201791.721228A3鋼18.8835518.51922添加緩蝕劑1507A3鋼20.8294420.796660.01671508A3鋼20.6380020.605331509A3鋼20.7039920.67255備注：1、試試驗時間76小時。

2、以mm/年表示腐蝕蝕率b按式①計算

b＝876000×（m－m0）/（A.D.T）

①

33、以質(zhì)量分分?jǐn)?shù)表示的緩緩蝕率w按式②計算

w＝（b0－b）/b0

②其中：A－－試片總表面面積，cm2；

D－－試片密度，g/cmm2；

T－－試驗時間，h。

由金屬腐蝕蝕的理論可知知，隨著PH值的增加，水水中氫離子的的濃度降低，金金屬腐蝕過程程中氫離子去去極化的陰極極反應(yīng)受到抑抑制，碳鋼表表面生成對氧氧化性保護(hù)膜膜的傾向增大大，故冷卻水水對碳鋼的腐腐蝕性隨其PH值的增加而而降低?？捎糜脠D2中碳鋼腐蝕蝕速度與水的的PH值的關(guān)系曲曲線（實線）來來說明。由圖圖中可見，碳碳鋼在冷卻水水中的腐蝕速速度隨水的PH值的升高而而降低。當(dāng)冷冷卻水的PH值升高到8.0～9.5時，碳鋼的的腐蝕速度將將降低到0.200～0.1255mm/a，接近于循循環(huán)冷卻水腐腐蝕