循环冷却水的防垢处理方法

循环冷却水的防垢处理方法

循环冷却水产生水垢和水质恶化的原因：

(1)水中游离及溶解的CO2大量逸散，当CO2的含量不足以保证重碳酸盐的平衡时，给水管道和用水设备内就会形成CaCO3沉淀，引起系统内CaCO3结垢；

(2)水中所含的溶解性气体、腐蚀性盐类与酸类等电解质与金属接触时，因为电解质的作用，从金属表面析出Fe2+，使设备和管道金属遭到破坏；

(3)空气中的污染物如尘土、杂物、可溶性气体及换热器物料渗漏等均可进入循环水，致使微生物大量繁殖，加速金属的腐蚀；

(4)由于补充水带来或水在循环使用过程中产生的各种微生物、其它有机物及无机悬浮杂质在管道和换热器表面沉积。

循环冷却水的防垢处理方法：

(1)排污法：

当补充水的碳酸盐硬度较低时，可以用限制循环水的浓缩倍数的方法，使循环水的碳酸盐硬度小于极限碳酸盐硬度，即可防止结垢。

如果不考虑系统中的渗漏损失，则循环水进行连续排污时，为防垢所需的排污量可用下式求出：

其中P1：循环水系统的蒸发损失，占循环水量的%；

P2：冷却塔风吹损失，占循环水量的%；

P3：为防垢所必需的连续排污量，占循环水量的%；

H碳：补充水的碳酸盐硬度（meq/L）；

H极：补充水的极限碳酸盐硬度（meq/L）。

浓缩倍数与排污量的关系为：

其中N：循环水的浓缩倍数；

P：循环水的补充水量，占循环水量的%。

若要使循环冷却水稳定，不发生CaCO3沉淀，则N≤H极/ H碳，由此可以得

出：P≥H

极

P1/（H极-H碳）。该式说明，在P1范围大致确定的情况下，补充水的H

极与H

碳

差值越小，则所需补充水量越大，反之越小。式中P3的计算结果如果为

负值，则不需要排污，计算结果为正值时排污量一般不超过3～5%为宜。该法主要用于暂时硬度较低的水质及水资源较丰富的地区。在实际中仅靠排污法不能解决循环冷却水的水质问题，尚需要结合其它措施。

3、酸化法：酸化法是通过加酸，降低水的碳酸盐硬度，使碳酸盐硬度转变为溶解度较大的非碳酸盐硬度，同时保持循环水的碳酸盐硬度在极限碳酸盐硬度之下，从而达到防止结垢的目的

2、阻垢剂处理法：在循环水中加入某些化学药剂，就可以起到阻止水垢的作用，称为阻垢处理，所用的药剂称为阻垢剂。

常用阻垢剂有：

(1)聚合磷酸盐：在循环水中，采用的是三聚磷酸钠（Na5P3O10）和六偏磷

酸钠（NaPO3）6聚合磷酸盐在低剂量如(在2-4mg/L)时，是一种有效的

阻垢剂。它们溶于水后，在水中电离生成长链的—O—P—O—P—高价阴

离子，容易吸附在微小的碳酸钙晶粒上，使晶粒表面上的表面电位向负

方向上移动，增大了晶粒之间的排斥力，起到分散作用。另一种观点是

干扰了碳酸钙晶体的正常生长，晶格受到扭曲，生成的碳酸钙不是坚硬

的方解石晶体，而是疏松、分散的软垢，易被水流分散于水中。聚合物

还可与水中Ca 2+、Mg 2+形成配位离子或整合离子，从而使它们稳定存

在与水中，提高了循环水的极限碳酸盐硬度，达到防止结垢的作用。

(2)有机磷酸盐：有机磷以酸（盐）分子结构中，都含有—C—P—键，所以

具有耐氧化性高，耐温性高，不易被酸、碱破坏及不易水解、降解等优

点。它在高剂量（如100mg/L以上）时，是一种阴极型缓蚀剂，在低剂

量（2～4mg/L）时，是一种阻垢剂。有机磷酸能与水中结垢离子形成络

合物，使水中结垢离子失去部分结垢性能，但其阻垢作用主要是由于阻

垢剂分子吸附在晶体表面，堵塞或覆盖晶体生长晶格点，阻碍了晶格离

子或分子的表面扩散和定位，而产生内部应力和扭曲作用，抑制了晶体

生长和结垢。) 磷酸根离子能与铜离子形成极稳定的络合物，所以对铜

及铜锌合金有一定得腐蚀性，甚至会发生点蚀。

(3)有机低分子量聚合物：这类阻垢剂主要是其聚合物阴离子对循环水中的

胶体颗粒起分散作用。它们被水中聚合物的高价阴离子吸附包围后，负

电荷增大，相互之间的斥力增强，在水中呈悬浮状态，抑制了结垢作用。

这类阻垢剂是一种线性分子结构，控制不当会在铜管内结成呈凸起的小

山峰状比较坚硬的水垢，不易被水流冲走。

4、联合处理法（硫酸+水质稳定剂）：该方法是通过向循环水系统加入无机酸（一般都是使用硫酸），中和掉水中的部分碱度，降低临界pH值再配合投加水质稳定剂而减轻结垢倾向。其反应式如下：H2SO4+2CO32-=2HCO3-+SO42- 诚然，加酸不失为一种简便有效的防止结垢的途径，但是对于水容量较大的系统，pH值、碱度等指标的检测常常滞后于加药时间，因此加酸量不太容易控制，有时加酸量可能不够，超过药剂阻垢的临界值而使凝汽器结垢；有时又可能出现加酸过量的情况而引起循环水局部短时间内pH值过低，加重了系统的腐蚀（包括凝汽器黄铜管的腐蚀和循环水碳钢管道的腐蚀），硫酸的加入，本身也使循环水含盐量增加，会加重铜管的点蚀。因此，应选择阻垢分散性能优良的水质稳定剂，不加酸或尽量减少加酸量。对于该种处理方法，一般允许循环水中SO42-极限质量浓度不超过500mg/L，超过该极限值就容易对冷却塔的混凝土结构产生中等程度的腐蚀。因此对于补充水中硫酸根离子含量较高的循环水系统不宜采用加酸处理。

5、投加杀生剂：循环冷却水系统中的杀菌灭藻，主要是针对于敞开式循环水系统。敞开式循环水系统中异氧菌数量宜小于5х105个/mL；粘泥量宜小于4mL/m3。敞开式循环水系统微生物的控制应根据水质、菌藻种类、稳定剂的特性及环境污染等因素，经过综合比较后确定。其控制方法有以下几种：

(2)补充水的前处理，改善补充水水质。经过处理的补充水，不仅可以去除

悬浮物，而且可以去除部分细菌；

(3)采用旁滤方法。部分循环水经过旁滤装置，可以除去系统中的悬浮物及

藻类；

这是目前抑制微生物的通用方法。通常选用广谱高效、pH值适用范围较广、与冷却水中使用的稳定剂互不干扰、易于降解、药物价格较低及操作方便的杀生剂。常用的杀生剂有：氯、次氯酸钠、二氧化氯、臭氧、硫酸铜及季胺盐等。