在工業生產中，循環冷卻水（shuǐ）係統貫穿於某些生產裝置或設備中，以水為冷卻介質循環運行，在交換設備餘熱保護其正常運轉的同時也節約了大量的水資源（yuán）。按照循環冷卻水係（xì）統的結構特點可分為敞開式循環（huán）體係和密閉式循環體係，前者一般在大型循環冷卻水係統（tǒng）中應用，如火力發電機組、中央空調機組等，與空（kōng）氣直（zhí）接接觸，補水量較大；而後者一般存在於小型的（de）循環冷卻水係統中，如加工機床、空壓機、空分設備（bèi）、電（diàn）焊機（jī）等設備，不與空氣（qì）直接相通，耗水量較小。但在循環冷卻水係統實際運行中，由（yóu）於循環冷卻水的溫度、鹽份、pH值等均適合微生物的繁殖和水垢的生成，若不加以控製，微生物繁殖將導致粘泥堵塞熱交換器（qì），而水垢也會影響輸送管線的流量，並且在粘泥（ní）沉（chén）積的地（dì）方會產生垢下腐蝕。而且從節約水（shuǐ）資源和減少（shǎo）排汙方麵（miàn）考慮，一般要求循環冷卻水的濃縮倍率設計在一定範圍內，從而使得水質處於不穩（wěn）定（dìng）狀態，勢必造成設（shè）備換熱管和水管道內（nèi）壁生成附著物和換（huàn）熱管材質發生腐蝕。由於附著物的傳熱性較差，從而大大降低了設備的換熱效率；而換熱（rè）管的腐蝕會減弱其機械強度，甚至出現穿孔，使冷卻水發生泄漏，從而影響整個設（shè）備係統的（de）正常運行。總之，在外界條件（如溫度、流速、濃度（dù））改變時，循環冷卻水水質多表現為不穩定的狀態，極易產生金屬材質腐蝕、設備表麵結垢、粘泥（ní）沉積（jī）與（yǔ）微生（shēng）物滋生等三類問題。如不進行科學的水處理，勢必會引起管（guǎn）道堵塞、腐蝕泄漏、換熱效率降低等一係列問題，對係統設備和管道造成損壞或非計劃性停機停產。為了使循環冷卻水係統正常運行，防止循（xún）環冷卻水在冷卻設備、輸水（shuǐ）管線內形成汙垢、產生（shēng）腐蝕及（jí）附著生物粘泥，提高熱交換設備的冷卻效果（guǒ），確保生產運行的經濟性和安全性，就必須對（duì）循環冷卻水係統進行清洗除垢及緩蝕、阻垢分散、菌（jun1）藻控製等日常的水質穩定處理。目前（qián）最為有效的措（cuò）施是通過投加阻垢分散劑、緩蝕阻垢劑、殺菌滅藻劑等化（huà）學水質穩定劑以降低設備和管道的腐蝕，控製結垢生成，抑製微生物繁衍（yǎn），保證係統（tǒng）正常安全運行。這不僅能（néng）延長設備的使用壽命，降低動力消（xiāo）耗，並且能節約能源和（hé）水（shuǐ）資源，減少汙水排放，對環境保（bǎo）護有非常（cháng）深遠（yuǎn）的意義。
一、循環冷卻水（shuǐ）係（xì）統存在的問題（tí）
在工業循環冷卻水係（xì）統中由於水質不穩定而易（yì）引起係統結垢、腐蝕、生物粘泥及菌藻滋生等不良後果。
1 腐蝕（shí）
1.1 碳鋼（gāng）材質與水中的氧氣作（zuò）用而發生腐蝕，其反應如下：
Fe + O2 + H2O Fe(OH)3↓
1.2 有害離子引起的腐（fǔ）蝕
循（xún）環水在濃縮過程中，各種鹽類的濃度相應增加，當Cl-和SO42-離子濃度較高時，會（huì）使金屬表麵保護膜（mó）的防腐性能降低。尤其是Cl-的離子半徑小、穿（chuān）透（tòu）性強，容易破壞金（jīn）屬表麵的（de）保護膜增加其腐蝕反應的陽極過程速度，引起金屬的局部腐蝕。
1.3 兩種不（bú）同的金屬接觸時，因金屬間電位差而造成電池腐（fǔ）蝕，例如熱交換（huàn）器的銅管與碳鋼端板，其接觸部分的鋼鐵材質會因此加速腐蝕。
1.4 水中微生物的滋生也會產生細菌性腐（fǔ）蝕，如硫酸還（hái）原菌、鐵細菌等（děng）。
1.5 其它引起腐蝕的影響因素有：pH值、溶解的（de）氣體、溫度、流速等。
2 結垢及沉積
在循環冷卻水係（xì）統中（zhōng），所溶解的重碳酸鹽濃度隨著蒸發濃縮而（ér）增加，當其濃度達到飽和狀態，或者在經過換熱器傳熱（rè）表麵使水溫升高時，水中鹽份溶解平衡遭到破壞，會發生下列反應即水垢的生成：
Ca(HCO3)2 =CaCO3↓+CO2↑+H2O
生成的CaCO3水垢沉積在換熱器（qì）的傳熱表麵，形（xíng）成一層硬垢，導熱性能很差，嚴重影響換熱效率。
其次，循環水係（xì）統（tǒng）設備、管道（dào）主（zhǔ）要（yào）材質是碳鋼，其（qí）腐蝕產（chǎn）物主要是氫氧化物（wù）和鐵的氧化物的水合物，呈膠體狀態，穩定地懸浮於水中（zhōng），但當通過熱（rè）交換器時易在受熱麵膠體相互凝集沉澱。沉澱的Fe2O3由於它的不連續性和不（bú）致密（mì）性（xìng）而對金屬（shǔ）無保（bǎo）護作用（yòng），而且由於它的磁性，粘著力（lì）強（qiáng），且比（bǐ）重大，消（xiāo）除（chú）困難（nán），形成汙垢。
另外，循環水（shuǐ）中也有天然有機物、泥沙、微生物群落等懸浮物，它們於流（liú）速慢或溫度（dù）高的地方慢慢沉積而形成汙垢沉（chén）積在設備、管道表麵。此類汙垢一般較為疏鬆（sōng），易用水衝洗去除。
3 微（wēi）生物影響
微生物可分為（wéi）細菌、真菌及藻類（lèi），由於其散布在自然界各個角落，而循環水之溫度、鹽份（fèn）、pH值、溶解氧等比較適合微生物繁殖。若未能（néng）得到有（yǒu）效控製，微生物不斷滋生，並（bìng）分泌出大量粘液（yè），將水中不溶性（xìng）雜質（zhì）粘結在一起，產生粘泥附著於設備和管道的內表麵，阻礙水的流動和係統熱交換，且在粘（zhān）泥沉積地方往往會造成沉積物下（xià）腐蝕。
4 危害（hài）與不良影響
上述的水垢、腐蝕和微生物滋生等這三者不是孤立的，是互（hù）相聯（lián）係和（hé）相互影響（xiǎng）的，如水（shuǐ）垢和汙垢往往結合在一起，結垢和生物粘泥又能引起或加重腐蝕。這些水垢、腐蝕物及生物粘泥給（gěi）設備的安全運行帶來了嚴重的（de）危害。
4.1設備管道水（shuǐ）垢附著：水垢（gòu）的導熱係數（shù）極低，降低傳熱效（xiào）率或傳熱不勻，影響設備製冷效果，使換熱器（qì）壓（yā）力升高，增大壓縮機正背麵壓力差，導（dǎo）致電（diàn）機負荷增加，造（zào）成高壓運行，增加電能消耗，嚴重時可直接造成主機高（gāo）壓事故停機。
4.2 使係統水循環量減少：沉積物（如水垢、微生物粘泥）覆蓋在循環水係統設備管道或換熱（rè）器（qì）流道表麵，嚴重的將堵塞管道，阻礙水流動，使冷凍水循環量減少，熱交換效率進（jìn）一步降低。
4.3腐蝕設備（bèi）和管道（dào）：係統（tǒng）管道及設備內壁常因（yīn）腐蝕造成鏽渣脫（tuō）落，脫落的鏽渣會堵塞盤管，使換熱效果下降，嚴重時造成穿孔泄漏等重大停（tíng）機事故；同時腐蝕的存在還（hái）使設備的使用（yòng）壽命大為縮短。
二、化學清洗說明
首先對於存在上述問題的循環冷卻水係統進行化學清洗。清洗（xǐ）之前需對（duì）水質進行采樣分析，調查了解設（shè）備運行使用情況，判斷汙垢主要成分。根據水質分析、係統（tǒng）材質和設備（bèi）係統（tǒng）運行與結垢情況製訂清洗（xǐ）方案。其具體操作步驟（zhòu）分為：
清水衝洗：啟動係統循環水泵，用大流量的清（qīng）水（shuǐ）盡可能的衝洗掉係統（tǒng）中的灰塵、泥沙、脫落的藻類及腐蝕產物等疏鬆的汙垢，以節約用清洗藥劑量，降低清洗成本，為下一步的化學清洗做準備。
殺菌剝（bāo）離：排放出汙水後（hòu）補充清水（shuǐ），在循環水係統內的冷卻水池中分別一次性的加（jiā）入殺菌剝離劑，殺死係統中菌藻類微生物（wù），並（bìng）使設備、管道內表麵附（fù）著的生（shēng）物粘泥（ní）剝離脫落；通過水泵循環運（yùn）行12～24小時，進行殺菌滅藻剝離汙垢，最後（hòu）從最低點排放汙（wū）水。
清洗除垢：係統補入清水後加入具有溶（róng）垢、滲透與分散作用的清（qīng）洗劑和清洗緩蝕劑，啟動水泵將（jiāng）管道係統內的浮鏽、水垢、油汙等清洗下（xià）來，分（fèn）散於水中（zhōng），隨（suí）水（shuǐ）排出，還原清潔的金屬表麵。循環清洗兩次，每次12小時，並要求加清水（shuǐ）置換排汙至濁（zhuó）度小於20ppm即視為清洗結束，最後（hòu）將Y型過濾器上的過濾網拆開，蘸藥劑（jì）手工清洗幹淨。
鈍化或預膜：設備管道經過清洗後其金屬表麵處於十分活躍的活性（xìng）狀態，極易二次氧（yǎng）化鏽蝕。A：若設備清（qīng）洗後封存，則對設備進行預膜鈍化處理；B：若設備（bèi）清洗後立即投（tóu）入使用，則需進（jìn）行預（yù）膜（mó）緩蝕處理，以（yǐ）更好的保護潔淨的（de）金屬表麵防止氧化鏽蝕。
循環冷卻水係統清洗過程完（wán）成後，就進入了日常水（shuǐ）質穩定維護階（jiē）段，即通過加入水質（zhì）穩定劑，降低金屬材質生鏽速率，抑製水中菌藻滋生，防止鈣、鎂鹽結垢、沉澱，******限度的保持設（shè）備和管（guǎn）道的金屬表麵清潔。這樣就（jiù）可減少設備清洗次（cì）數，延長其使用壽命。
三、水質（zhì）穩（wěn）定處理
工業循環冷卻水係統的日常水質穩定（dìng）處理是相當重要的，不僅可延長管線和設備的使用壽命，即水處理的效果是使管（guǎn）線和設備達（dá）到設計的使用壽命；而且能節約大量的（de）電能及水資源；還可防止設備水係統結垢、腐蝕，菌藻附著，保證係統設備經濟而安全運行。
目（mù）前，采用化學加藥處理方法是循環水質穩定處（chù）理中最為（wéi）有效且經濟的技術措施，即根（gēn）據循環冷卻（què）水係統的（de）水質（zhì）和材質特點，采用合適的水質穩定劑以維持（chí）和修補係統內金屬（shǔ）表麵形成的保護膜，並阻止和分散各種成垢離子結垢，控製菌藻的生成，達到防（fáng）腐、防（fáng）垢和控（kòng）製微生物生長的目的。
加藥處理後的循環水質要求符合GB50050-2007《工（gōng）業循環冷卻水（shuǐ）處理設計規範》，其中：碳鋼腐蝕（shí）率 ≤ 0.075mm/a；銅（tóng）腐蝕（shí）率 ≤0.005mm/a；汙垢熱阻 ≤4.0 ×10-4mk/s；異養細菌總（zǒng）數≤5×105個/mL。
一般來說，用於工業循環冷卻水處理的水質穩定劑主要有（yǒu）三（sān）大類：阻垢（gòu）緩蝕劑、緩蝕劑和殺菌滅藻劑。
1.阻（zǔ）垢分散劑
該水質穩定劑為複合型水處（chù）理藥劑，具有協同增效作用，化學穩（wěn）定性強，耐高溫，低磷環保，可同時控製多種金屬材質的腐蝕及汙垢的（de）產生，具有良好的阻垢緩蝕效果。本品能通過絡合增溶、晶格畸變及吸附分散作用（yòng），破壞垢物形成與增長的條件，使Ca2+、Mg2+等致垢離子穩定地溶於水中，對碳酸鈣、硫酸鈣、磷酸鹽及（jí）碳酸鋇等有卓越的阻垢效果，能很好地（dì）控製係統結垢，並對氧化（huà）鐵、二氧化矽等膠體（tǐ）也有良好的分散作用，同時能（néng）在碳鋼（gāng）金屬（shǔ）表（biǎo）麵形成致密的保護膜，阻（zǔ）止腐蝕（shí）性離子的浸（jìn）入，對設備（bèi）表麵起到良好的緩蝕保（bǎo）護（hù）效果（guǒ），是阻垢性能優良（liáng）兼具緩蝕效果的（de）高效阻垢緩蝕劑。
2.緩蝕劑
這是一種（zhǒng）陽極型緩蝕劑，穩定性能好，能在碳鋼、銅及其（qí）合金材質表（biǎo）麵形成多層致密（mì）的高分（fèn）子防護膜，使金屬表麵（miàn）不起氧（yǎng）化還原反應，具有（yǒu）良好的緩蝕性能。
3.殺菌滅藻劑
本品是（shì）針對循環冷卻（què）水係統極易（yì）滋生菌藻的特點而設計的殺（shā）生劑配方。
本殺菌滅藻劑為低毒、高（gāo）效、廣譜的殺（shā）生劑，分為氧化型和非氧化型兩種殺（shā）菌劑，能（néng）夠不可逆的有（yǒu）效控製和殺死範圍很廣的微生物，本身也能被分解（jiě）或被微生物降解；具有穿透粘泥和分散或剝離（lí）粘泥的能力，兼有優良的粘（zhān）泥剝離和抑製菌（jun1）藻繁殖的效果。同時（shí）在使用濃度下，與水中的緩蝕劑和陰垢分散劑能夠彼此相容。
在循環冷（lěng）卻水係統中，氧化型和非（fēi）氧化型兩種殺菌劑交替投加，則可取得更好的殺菌滅藻和剝離效果，能削弱微生物的耐藥性（xìng）。
四、水質管理
1.濃縮（suō）倍數管理
在循環冷卻水（shuǐ）係統中控製一定（dìng）值的濃縮倍數對保護設備和節約水資源，減少開支（zhī）有很大好處。一般要求（qiú）濃（nóng）縮倍數在3至6這個範圍內為宜，太高了節約水資源意義不大，且增加了結垢的趨勢。
由於（yú）循環水濃縮時，水（shuǐ）中的各（gè）種離子隨之濃縮，而電（diàn）導正是反應水中離子濃度多少的數值，濃縮倍數與電導的增長（zhǎng）基本上（shàng）成正比關係。當水濃縮一倍時，電導率值濃縮0.93—0.98倍，所（suǒ）以一般采用濃縮倍（bèi）數為3時水（shuǐ）的對應電導率作為控製值，當水濃縮倍數過高時（shí），則啟動排汙口，同時加藥（yào）泵啟動，補入相應的被排汙水帶走的藥量。
2.藥（yào）劑濃度的管理
平時水處理藥劑若不維持在一定濃度範圍內，則不能充（chōng）分發揮阻垢緩蝕和殺菌剝離效果；而過量加藥則造成經（jīng）濟上的浪費。因此，加藥要及時適量。目前，循環水（shuǐ）係統加藥一般分為兩類：一是采用自動加藥（yào）裝置投加；二是根據計算（suàn）量而采用連續滴加或間歇式投加方式，這（zhè）種方式也可保證水（shuǐ）中藥量濃度在有效範圍內。
3.日常監測
機（jī）組運行期間，最重要的（de）水質管理（lǐ）是掌握補水和循（xún）環（huán）水的水質。一般來說每月應取水樣進（jìn）行水質分（fèn）析，以便發現問題及時（shí）調整。如出現某個項目超標，則應優化水質穩定劑的配方及其加（jiā）藥量，使之達（dá）到合（hé）同規定的水質標準。在腐蝕或結垢情況監測時，可采用現場懸掛標準試片或試管，每月（yuè）或兩個月測定一次（cì）腐蝕或結（jié）垢數據。
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