循环冷却水危害

循环冷却水危害

在循环水系统中水冷设备发生的障碍大致可分下面三种，一般这些障碍是综合发生的。

1、腐蚀问题

一般的说法腐蚀的定义是材料（通常是金属）和它所存在的环境之间的化学或电化学反应而引起材料的破坏及其性质的恶化变质叫腐蚀。根据反应机理可分为化学腐蚀和电化学腐蚀，根据形式可分为均匀腐蚀和局部腐蚀。

所谓腐蚀，即金属和它所存在的环境之间的化学或电化学反应而引起金属的破坏现象。

阳极反应是铁的溶解过程： 2Fe→2Fe2++4e

阴极是氧的还原反应： O

2+2H

2

O+4e→4OH～

在冷却水系统中，主要是吸氧腐蚀引起金属的破坏。阳极反应在敞开式循环冷却水系统中引起的危害，除了使系统的输水管线、水冷设备的寿命减少及损害等直接的损失之外，还有由于腐蚀造成泄漏而引起工艺介质的污染或造成计划外的停车事故。另外由于腐蚀产生的锈瘤，也会引起水冷器传热效率下降或管线阻碍。一般在冷却水系统中，如不使用化学处理方法，碳钢的腐蚀速率平均在 70～150mg/dm2•day 范围之内，但发生点蚀的部位腐蚀速度可达到平均腐蚀率的2～10倍。

影响腐蚀速度的因素主要有水中溶解氧的浓度、水的PH值、水温度及热负荷、水流速、循环水中含盐量及阴离子多少、悬浮物和微生物的含量、腐蚀性溶解气体、金属表面状态等。

2、结垢问题

随着溶液浓度增加到达饱和或过饱和状态，溶质分子间距离缩小，分子与分子之间碰撞机会增加，生成晶核，在晶核生成初期，微小的晶核又会产生再溶解，当晶核长大到临界核(临界粒径)时，再溶解过程减弱，结晶开始迅速生长，吸附在换热器水侧管壁，这便是结垢。

5.2.1影响结垢的主要因素

a.水质水质是影响污垢沉积的最主要因素之一，冷却水水质的各项控制指标如硬度、碱度、总溶固、水中各种成垢离子、悬浮物，绝大部分是针对防垢的要求而制定的，水的PH对成垢影响也很大，PH高有利于腐蚀控制，但不利于垢沉积控制。

b.温度温度直接影响冷却水的结垢过程，冷却水流速一定时，水温越高，垢沉积速度越大。温度升高还能使那些反溶解度的盐类加速析出沉积，甚至还能起烘烤作用，使已沉积的污垢转化为难以消除的形态。

c.流速水的流动状态的作用对垢的沉积很明显，它决定剥离污泥切力的大小，在换热器中冷却水流速﹤0.3米/秒时，悬浮物和其它固形物就会开始沉淀，为避免沉淀产生，故要求冷却水最低流速大于0.5米/秒。

d.表面状态金属表面粗糙度和糙面的分布密度以及均匀程度，都直接影响晶核生成和污垢沉积，表面越粗糙，相应的表面积越大，吸附垢的能力也越强，金属性质不同，导热系数各有差异，也会产生结垢状态变化。

除了以上提到的因素外，还有冷却水中菌藻微生物的生长，腐蚀产物的形成程度工艺过程中物料的泄漏以及换热器的几何形状，水的流动都能影响到垢的形成。

3、粘泥问题

粘泥是由微生物群体及其分泌物所形成的胶粘状物。好氧性荚膜细菌能够在细菌周围产生荚膜，可以分泌由多糖和多肽类物质所组成的粘性外壳。荚膜能保护细胞并能粘结营养物。细菌的这种粘性外壳使它具有特殊的粘结作用，既具有内聚性，又具有粘着性。内聚性是指微生物之间有互相聚合在一起的能力，使微生物容易粘结在一起。，粘着性是指粘泥能够粘附水中的各种粘附物质，连成片的粘泥和金属表面具有极强的牢固的结合能力。因此，粘泥极易附着在设备上，造成沉积物的危害。因多种细菌都能产生粘泥，通常分不出粘泥是由何种细菌产生的。一般水中异养菌数量高时，容易产生粘泥。故循环水中的异养菌数量应作为控制指标。一般认为水垢和污垢形成的过程可分为盐的结晶、聚合和沉积三步。水中难溶盐的浓度达到过饱和时，不一定立即沉积在设备上，而是先在水中形成细小的悬浮晶粒。水中的胶体物质、微生物粘泥、悬浮物、腐蚀产物等能起架桥、絮凝作用使晶粒长大，再籍重力的作用沉降到设备上，并粘附成垢。

粘泥附着影响传热，使换热器污垢热阻增加，换热效率大大降低，工艺介质超温，生产的能耗增加等。附着的粘泥还使化学处理药剂与设备隔绝，使缓蚀阻垢剂发挥不了作用。所以，微生物控制不好时，化学处理的配方效果也往往不好。粘泥下面的某些特殊细菌在代谢过程中产生的酸性物质等还会直接对金属造成腐蚀。但粘泥附着的最严重危害还在于因垢下缺氧而产生的电化学腐蚀，即垢下腐蚀。在微生物控制不当时，粘泥形成的速度很快并附着在换热管的表面上，往往在几个月内就可能使碳钢因垢下腐蚀造成局部腐蚀穿孔。