循环冷却水系统

2、设备腐蚀
2.1 冷却水中溶解氧引起的电化学腐蚀
由于水与空气能充分地接触，因此水中溶解的O2 可达到饱和状 态。当碳钢与溶有O2 的冷却水接触时，碳钢的表面会形成许多 腐蚀微电池，其阳极区和阴极区会发生系列氧化还原反应。
阳极区 Fe = Fe2+ + 2e
阴极区 1/2O2 + H2O + 2e = 2OH-
二、循环冷却水系统的组成
补充水系统 旁滤水处理系统 管网系统 水冷却设施
1、补充水系统 循环冷却水在运行过程中，由于水的蒸发、系统的排污、风吹
损失、渗漏等原因，水量会逐渐减少，为了保证循环冷却水系 统正常运行，必须向系统中补充水，此水可以是新鲜水，也可 以是再生水。
1.1 循环水补充水的水质要求 水温要尽可能低一些 水的浊度要低 水质不易结垢 水质对金属设备不易产生腐蚀 水质不易滋生藻类
2、旁滤水系统 旁滤水处理的目的是保持循环冷却水水质稳定，使循环冷却水
系统在一定条件下可靠稳定、节水、经济地运行。 循环冷却水在循环过程中，可能受到空气带入的灰尘、粉尘等
悬浮固体物，换热设备的渗漏而带入的污染物及其他杂质等污 染，使水质不断恶化，另外由于循环冷却水运行过程中的水质 浓缩而引起某一项或几项成分超出允许值。对系统分流出的旁 滤水进行相应处理，可以维持水质指标在允许范围内。
1 、循环冷却水四种水 量损失：
蒸发损失 风吹损失 渗漏损失 排污损失
2、循环冷却水中的CO2散失和O2 的增加
天然水中含有一定数量的重碳酸 盐和游离CO2，水在冷却塔淋洒 过程中（相当于曝气）将使CO2 散失和O2增加。
3、循环冷却水的水质污染 大气中杂物进入冷却系统； 冷却塔风机漏油及塔体的腐蚀
目录
一、冷却水的分类 二、循环冷却水系统的组成 三、循环冷却水的水质特点 四、循环冷却水系统产生的问题 五、循环冷却水的水质控制 六、水质分析项目及含义
一、冷却水的分类
原理：冷水流过需要降温的生产设备（常称换热设备，如换热 器、冷凝器、反应器），使其降温，而冷水温度上升。
冷却水按系统划分为直流冷却水和循环冷却水。
(2) 石灰软化法
补充水未进入循环冷却水系统之前，在预处理时就投加适当的 石灰，让水中的碳酸氢钙与石灰在澄清池中预先反应，生成碳 酸钙沉淀析出，从而除去水中的Ca2+。
反应式：
Ca(HCO3)2 + Ca(OH)2 = 2CaCO3 + 2H2O
(3)投加阻垢剂
结晶动力学观点：钙垢析出的过程就是微溶性盐从溶液中结晶 沉淀的过程。其首先要生成晶核，形成少量的微晶粒，这些微 晶粒在溶液中通过热运动发生相互碰撞和金属器壁碰撞，小晶 体变成大晶体，并在金属器壁形成覆盖传热面的垢层。
3、微生物的滋生和粘泥 冷却水的微生物一般是细菌和藻类。
在循环水中，由于养分的浓缩，水 温的升高和日光照射，给细菌和藻 类创造了迅速繁殖的条件。大量细 菌分泌出的粘液像粘合剂一样，能 使水中漂浮的灰尘杂质和化学沉淀 物等粘附在一起。这种沉积物有人 称它为生物粘泥，也有人把它叫做 软垢。
3.1 微生物的滋生和粘泥积附的 危害性：
敞开式循环冷却水系统的旁滤水量，应考虑循环冷却水中的物 料平衡、水量平衡、运行环境以及运行经验等多方面因素，过 滤水量宜为循环冷却水循环量的1%-5%。
3、管网系统 分区给水系统 分压给水系统 分质给水系统
4、水冷却设施 风筒式冷却塔 鼓风式冷却塔 抽风式冷却塔
三、循环冷却水的水质特点
1、直流冷却水系统 在直流水系统中，冷却水只经换热器一次利用后就被排掉了，
所以直流水又称为一次利用水，由于用水量很大，因此在水量 丰富的地区也不提倡采用直流水系统。
2、循环冷却水系统 在循环水系统中，冷却水可以反复使用，水经换热器后温度升
高，由冷却塔或其他冷却设备将水温降低下来，再由泵将水送 往用户，水如此不断的进行重复使用。
2.1 封闭式循环冷却水系统 冷却水收回利用，循环不已，因此，水量损失很少。水中各种
矿物质和离子含量一般不发生变化，而水的再冷却是在另一台 换热设备中用其他冷却介质来进行冷却的。
2.2 敞开式循环冷却水系统 冷却水循环再用。水的再冷却是通过冷却塔来进行的。水中各
种矿物质和离子含量也不断被浓缩增加。
剥落物进入冷却水中； 冷却水处理中加入药剂产生沉
淀； 微生物繁殖及分泌物形成的粘
性污垢。
四、循环冷却水系统产生的问题
1、水垢附着 碳酸钙沉淀在换热器表面即为结垢，影响换热器的效率，堵塞
水流。
水浓缩后，成垢离子成倍增加。 特别由于碳酸氢盐是很不稳定 的盐类，它在换热器表面上受 热会分解为碳酸盐和二氧化碳。 碳酸钙的溶解度很低，在传热 表面上结碳酸钙水垢的倾向增 加，这是问题之一。
水中 Fe2+ + 2OH- = Fe(OH)2
Fe()2 → Fe(OH)3
上述反应使金属不断溶解而被腐蚀。
2.2 有害离子引起腐蚀
当Cl- 和SO42- 离子浓度增加时，会加速碳钢的腐蚀。Cl-和SO42会使金属上的保护膜的保护性能降低，尤其是Cl-的离子半径小， 穿透力强，容易穿过膜层（Fe3O4），置换氧原子形成氯化物， 加速阳极过程的进行，使腐蚀加速。对不锈钢制成的换热器， 一般要求Cl-的含量不超过50～100mg/L。
管道腐蚀 冷却水的流量减少 降低换热器的冷却效率 将管孔堵死，迫使停产清洗
五、循环冷却水的水质控制
1、水垢的控制
(1) 离子交换树脂法： 离子交换树脂法就是让水通过离子交换树脂，将Ca2+、Mg2+从
水中置换出来并结合在树脂上，达到从水中除去Ca2+、Mg2+目 的。用不同性质的离子交换树脂，可以很简便的从硬水中除去 Ca2+、Mg2+等离子，使水软化。(Na型树脂软化法、氢型树脂软 化、强酸型氢型树脂软化法、弱酸型氢型树脂软化法、氢钠型 树脂软化法）
无机垢晶体在成长时，是按照一定晶格排列的，结晶致密，比 较坚硬。当水中含有聚羧酸等阻垢剂时，由于聚羧酸等有机酸 基团具有对金属离子的螯合能力，因而对无机垢的结晶形成了 干扰，使晶格发生了歪曲,成为不规则的晶体。这个过程称之为 晶格畸变作用。