工业循环水冷却系统评估

为什么要对循环水冷却系统评估?

水处理工序与水质和冷却系统的材质、设计、操做工艺要相互适合，这是保护与冷却水直接接触的冷却设备的关键。

水质与冷却系统的材质、设计还决定水处理要采取何种工序、采用何种水处理药剂。

当化学药剂的变化、结构变化、水质优化、补加水源变化等影响冷却系统时，都需要优先考虑保护冷却系统。

循环水冷却系统的评估内容包括哪些？

评估循环水的冷却系统包括冷却系统的材质参数、冷却水的温度和流速、冷却塔的填料和类型。

1、冷却系统材质情况

•冷却塔用木材、塑料、金属和玻璃钢建造。

•冷却水通常通过低碳钢、PVC、玻璃钢或者不锈钢管路送到热交换器、冷凝器、盘管或者夹套（夹套一般是铜制或者不锈钢，很少用低碳钢）。

•热交换器（例如冷凝器，夹套等）通常用铜、铜合金、钢和镀锌钢管建造。

•水箱、热交换器的两个端盖和支撑板一般用低碳钢制造，包括管板和管线，铜管也经常用到。

•如果列管用铜合金制造，例如海军黄铜（铜镍合金），或者不锈钢，管板一般会用熟铜（铜锌合金）或者防腐涂层的碳钢制造，以避免列管和管板之间可能存在的电偶腐蚀。

可以通过改变制造材料来减轻腐蚀，比如将结构材料换成不锈钢、塑料或者防腐涂层。碳钢通常比较便宜，但是容易快速腐蚀，需要防腐和阻垢处理。所有的金属材料在合适的环境里都会发生腐蚀或者结垢。不同的金属造成腐蚀的原因也不同，了解系统中金属材料的知识是必须的。

水质参数对冷却系统材质组成的影响

材料

类型

水质参数的影响

镀锌管容易发生腐蚀（白锈）。

诱因：(a) 总溶解固体含量高，特别是氯离子和重金属。(b) pH 值低于 6.

5 或者高于8.5。

不锈钢容易腐蚀，腐蚀速率一般比低碳钢低。腐蚀会因溶解性固体含量高引起—基本上是氯离子，氯离子会造成应力腐蚀破裂（ SCC ），或者严重点

蚀。

氯离子含量大于200mg/L ，而且满足形成陈积水垢的条件下， 304 不锈钢的腐蚀问题值得关注（氯离子会在垢下富集）。但是 304 不锈钢材料表面没有水垢，氯离子浓度即使达到 1000mg/L 也不会发生腐蚀。在有水垢沉积的情况下， 316 不锈钢能够耐受 5000mg/L 的氯离子浓度，表面没有水垢情况下能够耐受高达30000mg/L 的氯离子浓度水平。

生物粘泥特别是硫酸异养菌和铁沉积细菌的代谢产物，能引起不锈钢钢快速真空腐蚀。化学水处理能够有效地使这个问题最小化或者彻底根除。维持一个正的氧化剂水平将有利于不锈钢表面的保护性氧化膜的完整性。同时减少生物垢的累积，水处理过程同时也能阻垢和维持不锈钢表面清洁。众所周知，硝酸根能够降低不锈钢钢的腐蚀。

低碳钢容易腐蚀，造成腐蚀的原因：

(a)总溶解固体含量高，通常指氯离子，

(b) 任何成分形成的垢，如悬浮物、生物粘泥、水垢，

(c) 重金属，如铜。

有效的水处理手段和可操作性的改造都能够根除或者是腐蚀最小化。可操作性的改造是指提高流速和周期性冲洗热交换器。

氨不会对钢材直接造成腐蚀，但是会间接增加生物粘泥带来腐蚀。

铜合金易造成腐蚀的原因有:

(a) 氨，氨含量大于 0.5mg/L 会造成海军黄铜破裂和铜合金的严重腐蚀。同时增加生物粘泥，造成铜合金的垢下腐蚀。破裂会发生很快，而且很严重。氯胺甚至也会造成破裂。

2、冷却水温度和流速

在确定热交换器的运行参数和使用寿命的时候，知道“设计的”和“实际的”冷却塔进出口的温度以及热交换器列管内的线速度是很重要。有些化合物在高温时（140华氏度以上）有溶解度倒转现象，这样会导致结垢。“收缩背压”或者降低通过热交换器的流速会使得这种现象更为严重。

由于设备设计师通常会综合一个或多个因素以满足非理想热交换条件，所以热交换器经常会超负荷设计（预留设计冗余），从而使得在预期的流量下将工艺流体的温度降到可以接受的数值以下。因此，操作者会通过减少特定热交换器冷却循环水流量作为控制工艺流体的温度的方法。较低的流速通常意味着较高的温度和增加结垢风险。热交换器列管内微生物滋生也和流速速度相关。生物粘泥在低流速会增加。

另外一方面，流速太高又会导致侵蚀和腐蚀。对于壳壁冷却系统，在列管和支撑板之间维持高流速是不可能的。在冷却循环水低流速下或者在滞流区，可能会发生悬浮物沉积和无机物结垢。沉积会导致垢下腐蚀，因此一般会优先采用列管冷却。

3、冷却塔填料类型

飞溅填料不像薄膜填料那样容易堵塞，但是需要更大体积的填料才能达到同样的制冷效果。

薄膜填料需要保护，不能被生物粘泥累计堵塞。太多的生物粘泥不仅仅降低了填料的效率，也会累积到将整个填料压塌。

(b) 溶解固体含量高，通常指氯离子和容易沉积（结垢）的成分，如悬浮

物。

采用铜缓蚀剂能够减轻但是不能完全避免破裂，如 TTA/BZT （甲苯基三

唑 /苯并三唑）。采用丁基苯并三唑（ BBT ）也是有效的方法，但是仍

然没有彻底根除破裂危险。铜镍合金（ 90/10 和 70/30 ）耐受破裂腐

蚀，适当水处理能够使其它对铜腐蚀的因素最小化或者根除。

木头需要做防腐烂和防化学腐蚀处理措施

塑料

应该是防腐的。但是需要保持干净和沉积防止堵塞，尤其是填料膜需要

保持干净，防止生物粘泥在上面滋生沉积。

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1.常规型及精密型恒温恒湿机组（可带净化，精密型可实现温度±0.2℃,相对湿度±5%）

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4.低温空调机（+15℃～-10℃）、直膨式空气处理机组等工艺性空调

工程设计安装

1.各类化工、医药、食品等行业冷冻冷藏保鲜库及食品冷却、冷冻等工程设计、施工；

2.各类工艺冷却系统设计与施工;如化工、电子、医药、新材料等行业工业工艺生产过程中的降温、冷却、加热及自动控制等系统工程设计、施工。

3.各类常规中央空调、恒温恒湿（净化）空调、低温空调等空调工程设计、施工

4.人工真冰滑冰场设计、施工及设备生产制造。