循环冷却水系统中金属的腐蚀及其控制资料
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循环冷却水主要控制指标影响及处理(一)浊度1、影响浊度变化的因素⑴泥沙与扬尘通过冷却塔进入循环水影响浊度,空气中扬尘越多,循环水浊度越高,工艺介质的泄漏也影响浊度。
⑵补充水中浊度越高,补水浊度、空气含尘量愈高,循环水浊度愈高;补水浊度、空气含尘量不变,若排污量减少,即浓缩倍数升高或浓缩倍数不变而运行时间增长,则循环水浊度增加。
⑶循环水中微生物大量繁殖所产生的粘泥和胶体会增加浊度。
而微生物的大量繁殖所产生的色度因能引起光的散射亦会影响浊度分析。
⑷循环水池液位过低,因池水搅动加剧,引起了池底污泥翻动,而浊度增加;循环水流量突然大幅增加或循环水泵短暂停止和再启动,因水由动到静、再由静到动会引起循环水浊度的变化。
⑸循环水pH值、碱度、Ca2+等严重超高限时,引起难溶盐类结晶析出,浊度增加;⑹油类进入循环水系统与水产生乳浊而浊度增加;腐蚀产物如铁﹥1mg/L时,易与氧作用而产生浑浊现象。
⑺系统热负荷突然大幅增加,管壁上随温度升高而溶解量增加的盐类溶解时,再汇同管壁上的其它污物进入水中,浊度亦增加。
⑻循环水旁滤池故障或停运会增加循环水浊度。
2、浊度偏高的解决措施⑴排放置换,加大排污量循环水浊度降低。
⑵降低补充水浊度和改善冷却塔周遍环境,有利于循环水浊度的降低。
⑶选好药剂配方、严格控制各项水质指标、搞好杀菌灭藻,保持系统运行稳定,能较好地控制循环水浊度。
⑷改善旁滤池过滤效果,可以降低循环水浊度。
(二)pH值1、pH值是关系到循环冷却水结垢或腐蚀的一个极其重要的水质指标。
其一规律是,pH值高时结垢趋势增加,腐蚀减少;pH值低时腐蚀增加,结垢减少。
2、影响pH值的主要因素⑴浓缩倍数在不调pH值循环冷却水系统,正常状态下循环水浓缩倍数越高、碱度越高、pH越高,因pH值与lgM成直线关系。
若浓缩倍数降低而碱度、pH随之降低。
⑵酸性物质(如CO2、H2S、NO X等)或碱性物质(如NH3等)漏入或由冷却塔进入循环水系统,引起pH下降或升高。
冷却水问题探讨一般冷却水常引起的危害有三种,即腐蚀( corrosion ) 、水垢(scale)、淤泥之沉积( deposition ) 及微生物 ( slime ),兹将其发生原因及控制方法分述如下: 1、腐蚀!腐蚀发生原因:金属腐蚀是经由化学或电化学反应而导致金属毁坏之现象。
最主要的腐蚀问题是由氧气所引起的,冷却水于冷却水塔中与空气密切接触,水中溶氧高达 8~10 ppm 极易促成腐蚀。
a.铁材质与水中氧气作用而腐蚀,其反应如下:氧气所引起的腐蚀呈点蚀( pitting ) 状态有愈深之倾向(如下图), 若未有效抑止可能穿透管壁而造成穿孔、泄漏。
点蚀是最具腐蚀破坏力之一,并且也是最难在实验室预测得知。
b.当微生物繁殖时,其微生物体的分泌物与冷却水有机物、无机物聚积而形成的黏泥,沉积在系统中时,将造成沉积下腐蚀。
沉积物上下界面因溶存氧浓度不同将会造成氧浓淡电池( Oxygen concentration cell)于沉积物下发生严重之腐蚀现象。
图 : pitting 会导致设备快速破损c.两种不同金属互相接触时,因金属间电位差造成流电腐蚀(galvanic corrosion), 例如热交换器之铜管与碳钢端板,其接触部份的钢铁材质会因此加速腐蚀。
双金属之间的电位差会因金属接触而造成流电腐蚀,但工业上也时常运用此原理来做防蚀方法,此方法称之为牺牲阳极。
双金属腐蚀d.其它影响腐蚀的因素尚有pH、间隙、溶解盐类、温度、流速等。
!腐蚀控制方法:腐蚀之控制不外是改变系统金属材质,就是改变系统环境。
改变系统材质将是一很大成本花费,而且并不是百分之百可以防止腐蚀发生。
然改变系统环境是目前广泛被用到控制腐蚀的方法。
在水系统内,有三种方式改变水中环境来有效抑制腐蚀;用水中自然存在之钙离子及碱度,在金属表面上形成碳酸钙保护膜。
利用化学或机械方法将溶存于水中之氧气去除。
加入腐蚀抑制剂 。
如上所云,加入腐蚀抑制剂亦是一个简便而有效的方式。
循环冷却水基础知识一.循环水工作原理因循环水生产的工艺特点决定,水在循环使用的过程中,会出现水温升高、水体平衡破坏以及结垢、腐蚀、微生物危害等问题。
因此循环水处理需解决两方面的问题:a.要使已升高的水温降低,以保持较好的冷却效果-----称之为循环水冷却。
b.要防止因水体平衡破坏和系统特点导致的结垢物沉淀、水质腐蚀及微生物繁殖的危害,以保持整个循环水系统正常运行,针对这方面进行的水质处理称为循环水处理。
二.循环水冷却原理:本装置采用的是敞开式循环冷却水系统,水的冷却主要在冷却塔完成。
循环水经过换热设备升温后返回至冷却塔与空气直接接触,在蒸发散热、接触散热和辐射散热三个过程的共同作用下得到冷却。
(1)蒸发散热水在冷却设备中形成大小水滴或极薄的水膜,扩大其与空气的接触面积和延长接触时间,使部分水蒸发,水汽从水中带走汽化所需的热量,从而使水冷却。
(2)接触传热水与空气对流接触时,如果空气的温度低于水的温度,则水中的热量会直接传给空气,使空气温度升高,水温降低。
二者温差越大,传热效果越好。
(3)辐射传热辐射传热不需要传热介质的作用,而是由一种电磁波的形式来传播热能的现象。
辐射传热只是在大面积的冷却池才起作用。
在冷却塔的传热中,辐射散热可以忽略不计。
这三种散热过程在水冷却中所起的作用,随空气的物理性质不同而异。
春、夏、秋三季,室外气温较高,因此以蒸发散热为主,最炎热的夏季的蒸发散热量可达总热量的90%以上。
冬季空气温度较低,接触散热的作用增大,从夏季的10%~20%增加到40%~50%,严寒的天气甚至可增加到70%左右。
冷却塔一般由通风筒、配水系统、淋水装置、通风设备、收水器和集水池组成,其中淋水装置也称填料,是冷却设备中的一个关键部分,其作用是将需要冷却的热水多次溅散成水滴或形成水膜,以增加水和空气的热交换。
冷却塔中水的冷却过程主要是在淋水装置中进行的。
三.循环水处理基本概念循环水处理是用物理的或化学的方法使循环水即不产生结垢,也不发生腐蚀,同时去除循环水中悬浮杂质,杀灭循环水中微生物的过程。
循环水水质控制指标及注释1、PH:7.0-9.2在25℃时pH=7.0的水为中性,故pH=7.0-9.2的水大体上属于中性或微碱性的范围;冷却水的腐蚀性随pH值的上升而下降;循环水的pH值低于这一范围时,水的腐蚀性将增加,造成设备的腐蚀;循环水的pH值高于这一范围时,则水的结垢倾向增大,容易引起换热器的结垢。
2、悬浮物:≤10mg/L悬浮物会吸附水中的锌离子,降低锌离子在水中的浓度;一般情况下,循环冷却水的悬浮物浓度或浊度不应大于20mg/L,当使用板式、翅片管式或螺旋板式换热器时,悬浮物浓度或浊度不宜大于10mg/L。
3、含盐量:≤2500mg/L含盐量也可通过电导率来间接表示,天然淡水的电导率通常在50-500μS/cm;电导率与含盐量大致成正比关系,其比值1μS/cm的电导率相当于0.55-0.90mg/L的含盐量;在含盐量高的水中,Cl-和SO42-的含量往往较高,因而水的腐蚀性较强;含盐量高的水中,如果Ca2+、Mg2+和HCO3-的含量较高,则水的结垢倾向较大;投加缓蚀剂、阻垢剂时,循环冷却水的含盐量一般不宜大于2500mg/L。
4、Ca2+离子:30≤X≤200 mg/L从腐蚀的角度看,软水虽不易结垢,但其腐蚀性较强,因此循环水中钙离子浓度不宜小于30mg/L;从结垢的角度看,钙离子是循环水中最主要的成垢阳离子,因此循环水中钙离子浓度也不宜过高;在投加阻垢分散剂的情况下,钙离子浓度的高限不宜大于200mg/L。
5、Mg2+离子:镁离子也是冷却水中一种主要的成垢阳离子,循环水中镁离子浓度不宜大于60mg/L或2.5mmol/L(以Mg2+计);由于镁离子易与循环水中的硅酸根生成类似于蛇纹石组成的不易用酸除去的硅酸镁垢,故要求循环水中镁离子浓度遵从以下关系:[Mg2+](mg/L)*[SiO2](mg/L)<15000,式中[Mg2+]以CaCO3计,[SiO2]以SiO2计。
6、铝离子浓度≤0.5mg/L天然水中铝离子的含量较低,循环水中的铝离子往往是由于补充水在澄清过程中添加铝盐作混凝剂而带入的;铝离子进入循环水中后将起粘结的作用,促进污泥沉积;循环水中铝离子浓度不宜大于0.5mg/L。
工业循环水系统中结垢和腐蚀现象分析及控制方案摘要:工业水处理是使用化学和物理方法去除水中杂质的过程。
电石生产的特点是很复杂的过程,生产环节与水密不可分。
电石炉是将电能转化为热能的设备,这就决定了它时刻处在高温环境状态下运行。
为了保证电石炉长周期安全运行,对设备各系统进行冷却必不可少。
循环冷却水的再利用尤其可以提高用水过程的效率,循环水的再利用将产生盐分积聚的问题,这些问题会污染并损坏热交换器,降低传热效率并增加设备成本和安全隐患。
关键词:工业循环水系统;结垢;腐蚀前言工业循环水系统中传热面上的结垢现象一直被人们关注,有效降低管线中的结垢速率,实现持续的稳产高产,已成为电石生产领域研究的热点之一。
为保持油藏压力,提高采收率。
为了节约水资源,多数企业目前采用循环冷却水代替普通工业用水,冷却水在对设备降温的同时,其自身温度也在不断上升,有时在夏季设备冷却水出口温度高达60℃以上,这样的工作温度极易形成水垢粘接在设备内壁,从而造成设备换热效果差,而且水垢还会局部脱落、堆积阻塞管路和阀门,导致水流阻力增加,设备壁厚被腐蚀减薄,另一方面会造成垢下腐蚀,甚至穿孔,必须每隔一段时间对结垢严重的管段进行酸洗或停产维修,增加了管线维护费用,严重影响了电石的正常生产和经济效益。
1产生结垢的原因1.1硬垢天然水中溶解有各种盐类物质,有重碳酸盐、硫酸盐、氯化物、硅酸盐等。
其中溶解的重碳酸盐为最多,也最不稳定,容易分解成碳酸盐。
在使用重碳酸盐含量较多的水作为冷却水时,当通过换热器传热面时会受热分解。
当循环水经过冷却塔冷却时,溶解在水中的CO2会逸出,水的PH会升高。
重碳酸盐在碱性条件下会发生以下反应。
Ca(HCO3)2+2OH-=CaCO3↓+2H2O+CO2-3当水中溶解有氯化钙时,还会产生置换反应。
CaCl2+CO2-3=CaCO3↓+2Cl-当水中溶解有磷酸盐时,磷酸根和钙离子还会生成磷酸钙。
3Ca2++2PO3-4=Ca3(PO4)2↓当循环水在冷却蒸发过程中,水分不断蒸发而浓缩,浓缩倍数提高,原来溶解于水中的盐类浓度会不断增加,当其浓度超过同等条件下的饱和溶解度时就会出现结晶析出,形成水垢。
12-6 循环冷却水处理字体[大][中][小]冷却水的循环使用过程中,通过冷却设备的传热与传质,循环水中的Ca2+、mg2+、Cl-、SO42-等离子、溶解性固体、悬浮物相应增加,空气中的污染物等可进入循环水中,使微生物繁殖和循环冷却水系统的铜管产生结垢、腐蚀,造成凝汽器传热效果恶化和水流截面减少。
其后果主要表现为:(1) 铜管内水的阻力增加;(2) 在设备扬程相同的情况下,冷却水的流量减少;(3) 使凝汽器进出口的冷却水温差加大;(4) 以上均导致凝汽器凝结水温升高,凝汽器内的真空恶化。
当出现上述现象时,就应对循环冷却水予以判别。
一、水质判断在热电厂凝汽器循环冷却系统中形成的水垢,通常只有碳酸盐类,这是因为Ca(HCO3)2易受热分解生成难溶的CaCO3,反应式如下Ca(HCO3)2→CaCO3↓+CO2+H2O(12-36)尤其在循环冷却系统中,它有蒸发和浓缩的作用,因此也容易生成水垢。
循环水中是否有CaCO3析出,都会从水质表现出来,因此要用水质来判断。
水质判断的主要方法有:1.饱和指数法[又称朗格里尔(Langlier)指数法]它是水的实测pH值减去同一种水的碳酸钙饱和平衡时的pH值之差数。
即IL=pH0-pH s(12-37)式中I L——饱和指数;pH0——水的实测pH值;pH s——水在碳酸钙饱和平衡时的pH值。
当I L>0时,有结垢倾向,当I L=0时,不腐蚀不结垢,当I L<0时,有腐蚀倾向。
pH s可根据水的总碱度、钙硬度和总溶解固体的分析值和温度由表12-31查得相应常数代入下式,即可计算得出:pH s=(9.3+N s+N t)-(N H+N A)(12-38)饱和指数和稳定指数配合应用,将更有助于判断水质的倾向。
运用指数来判断水质问题有很大的局限性,因为它仅依单一碳酸钙的溶解平衡作为判断依据,没有考虑结晶和电化学过程,更未考虑水中胶体的影响,而且把碳酸钙既作为缓蚀剂又作为污垢来考虑。
供热系统外网循环水的腐蚀及控制李冬发布时间:2021-11-04T01:12:48.020Z 来源:基层建设2021年第24期作者:李冬[导读] 供热系统供应中的主要腐蚀因素是腐蚀离子过多,如溶解氧和氯离子天津市管道工程集团有限公司天津市 300000摘要:。
pH值可以提高,以避免腐蚀,因为由于外网循环水量大、没有补充水或除氧器未投运,溶氧难以控制。
关键词:供热;外网循环水;腐蚀控制近年来,许多纯凝机生产单元已转变为供热系统,供热系统的维护是电厂化学监测的重要组成部分。
腐蚀泄漏是在供热换热器回至热力后开始的,外网循环水的水污染导致供热疏水。
电厂用于城市供暖。
通常,一两台机组用于城市供暖,每台机只有两台换热器。
如果设备侧出现故障,则没有备用系统。
冬天供热在大片土地上会产生巨大的压力。
最后,许多事故的后果扩大到了严重的人身事故。
因此,在停止和运行期间需要采取保护措施。
一、影响供热系统的腐蚀因素发电厂向城市一级反渗透产水热网循环水补水采用,并有生水或软化水。
对于正常脱盐率的反渗透设备,硬度等指标稍好,但反渗透无法排出气体反渗透产水物的溶氧饱和。
部分热电厂除氧,随后的供热改善没有安装除氧器,补充水不是由除氧补入,而是由热循环系统代替,导致氧气严重腐蚀。
低效率产生的水比去除二价较一价离子更有效率,从而使水的一价离子生产价格更能腐蚀金属。
1.腐蚀是供热系统最重要的腐蚀形式之一。
随着水温的升高,氧腐蚀速率上升。
在80℃的温度下在开放式系统中,钢的氧腐蚀程度最高。
在低于80℃的温度下,溶液温度升高,溶液粘度降低,分布系数增加,腐蚀加速。
当温度高于80℃时,溶液在溶液中随着温度升高而下降,从而降低腐蚀速率。
热网外部雨水的工作温度在最大氧腐蚀范围内。
在某厂中,四个加热区外网循环的水容积为20万t,水溶解的氧为9mg/L,破坏了运行期间的稳定性,消耗的腐蚀性产出低于0.1毫克/升:2.pH值是腐蚀的主要因素。
pH值低,氧腐蚀更严重,数据表明,碳钢和不锈钢,无论水中溶解氧的含量如何,pH值大于10.5,基本上是不耐腐蚀的。