循环水的常见问题分析及判断(结垢,腐蚀,微生物)

系统的降温是依靠冷却塔的蒸发作用带走热量的。由于水的蒸发，各种无机离子和有机物质浓度增加，即浓缩现象。浓缩会改变水的性质，加重水的结垢和腐蚀倾向；在冷却塔中，水在与空气接触中会失去部分游离的二氧化碳，使pH值升高，加大结垢倾向；另外空气中的氧进入水中，增加了水的腐蚀倾向；水在与空气接触过程中，还会将空气中的灰尘、微生物、污染气体（如二氧化硫、硫化氢和氨等）或昆虫等带入水系统，引起水质污染，产生细菌和藻类繁殖。

每一个循环冷却水系统无论其设备材质如何，设备类型如何，也不论其补充水源如何，都会受沉积物的析出与附着、设备腐蚀和微生物滋生及黏泥问题的困扰。它们会威胁和破坏企业长周期地安全生产，甚至造成经济损失，因此决不能掉以轻心。

1、沉积物的析出与附着—水垢与污垢

1.1 水垢

水中溶解有各种盐类，如重碳酸盐、碳酸盐、硫酸盐、氯化物、硅酸盐，其中以溶解的重碳酸盐如Ca(HCO3)2、Mg(HCO3)2最不稳定，受热或CO2溢出，反应向右进行，即分解生成碳酸盐。

Ca（HCO3）2 →CaCO3↓+ H2O + CO2↑

常见的水垢组成为：碳酸钙、硫酸钙、磷酸钙、镁盐、硅酸盐。

1.2 污垢

油污、腐蚀产物、颗粒细小的泥砂、不溶性盐类的泥状物、胶状氢氧化物、特别是菌藻的尸体及其黏性分泌物是污垢的主要组成部分。

在流速较慢的部位污垢沉积最多。它们是引起垢下腐蚀的主要原因，也是某些细菌如厌氧菌生存和繁殖的温床。

1.3 水垢与污垢的危害

①降低传热效率或传热不均。设备腐蚀（垢下腐蚀）。

②增加管线输送压力差及电力消耗。降低缓蚀剂性能。

③增加工厂非计划性停车。甚至会造成某些设备的直接报废。

2、腐蚀机理及危害

循环水的腐蚀主要为电化学腐蚀，也就是钢材与水中氧气作用而腐蚀；当微生物繁殖时，其微生物的分泌物与冷却水中有机物、无机物聚积而形成粘泥，沉积在系统中时，将造成沉积物下金属腐蚀。另外，pH值、温度、流速、大气污染物等也是影响腐蚀的因素。

腐蚀主要危害:

①减少设备的使用寿命。增加设备维护费用及生产成本。设备穿孔造成报废。

②资源和能源浪费严重。

③引发灾难性事故。

④造成环境污染，阻碍新技术的发展。

3、微生物滋生及黏泥问题

微生物危害在循环冷却水系统中是很严重的，有人认为对化学处理来说，微生物控制工作可说是“一荣俱荣，一损俱损”。国外也有文章认为“最大的挑战来自微生物繁殖”。与水垢、电化学腐蚀比起来，其危害更胜一筹。微生物带给系统的危害不外乎污垢和腐蚀。表现出来时，往往和水垢，电化学腐蚀的危害混合在一起。微生物粘泥是以微生物菌体及其粘结在一起的粘性物质（多糖类、蛋白质等）为主体组成。敞开式循环冷却水系统中，由产粘泥细菌引起的故障为最多，其次则是由藻类、霉菌（丝状菌）、球衣细菌（丝状细菌）引起的故障。

3.1 各种微生物的生长环境

绝大多数水中微生物的生长温度在20～40℃；pH值5～9，部分微生物即使在温度70℃；pH值2～3之间也适宜繁殖。因此，在每个循环冷却水系统都有微生物的活动滋生。

3.2 微生物滋生及黏泥主要危害:

①形成污垢沉积物，降低冷却水的冷却效果，增加能耗并影响正常生产。

②大量的黏泥将堵塞换热器（冷却器）中冷却水的通道，从而使冷却水无法工作；少量的黏泥则减少冷却水通道的截面积，从而降低冷却水的流量和冷却效果，增加泵压。

③黏泥集积在冷却塔填料的表面或填料间，堵塞了冷却水的通过，降低冷却塔的冷却效果。

④黏泥覆盖在换热器内的金属表面，阻止缓蚀剂与阻垢剂到达金属表面发挥其缓蚀与阻垢作用，阻止杀生剂杀灭黏泥中和黏泥下的微生物，降低这些药剂的功效，加剧了垢下腐蚀。

⑤黏泥覆盖在金属表面，形成差异腐蚀电池，引起这些金属设备的腐蚀。

结垢、腐蚀、微生物问题是制约循环冷却水系统正常运行的三大危害，通过以上的分析可以看出，这三个问题之间相互影响，因此，循环冷却水系统的化学处理方案必定是一个综合的方案，一套优秀的循环冷却水处理方案必须同时能够做到：良好的阻垢、缓蚀效果，卓有成效的杀生灭菌处理。