循环冷却水系统中的水垢及其控制

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。

循环冷却水处理方案循环冷却水处理方案是指对循环冷却水进行处理以防止其腐蚀、水垢、生物污染等问题的方案。

循环冷却水处理的目的是保持循环冷却水的高效运行，延长设备的寿命，提高设备的效率。

下面将详细介绍循环冷却水处理的方案。

首先，循环冷却水处理方案需要对水源进行选择和预处理。

水源应尽量选择优质的自来水或者地下水，避免使用含有大量悬浮物、有机物和硬度较高的水源。

预处理过程主要包括沉淀、过滤和软化等。

沉淀可以通过加入絮凝剂，将悬浮物沉淀至水底，达到净化水质的效果。

过滤可以使用颗粒过滤器和活性炭过滤器，去除微小颗粒物和氯味等杂质。

软化主要是通过去除水中的钙和镁离子，减少水垢的形成。

软化可以使用离子交换器或者反渗透等方法。

其次，循环冷却水处理方案需要对水进行消毒。

消毒的目的是杀灭水中的细菌、病毒和其他微生物，防止细菌和藻类的生长。

消毒可以使用化学消毒剂，如漂白粉、二氧化氯等。

消毒剂的选择要根据水质、消毒效果和对设备的腐蚀性进行综合考虑。

消毒剂的投加量要根据水质进行调整，确保消毒效果。

然后，循环冷却水处理方案需要对水进行酸碱平衡调节。

酸碱平衡是指调节循环冷却水的pH值，避免水质过酸或过碱导致的腐蚀或水垢问题。

调节pH值可以使用酸碱适当配比调节剂，如碱式氯化铜等。

调节剂的选择要根据水质和设备类型进行科学调配，确保pH值在适宜范围内。

此外，循环冷却水处理方案还需要添加缓蚀剂。

缓蚀剂可以在金属表面形成保护膜，抑制金属的腐蚀。

缓蚀剂的选择和添加量要根据循环冷却系统中金属材料的种类和水质来确定。

常见的缓蚀剂有硝酸盐、亚硝酸盐等。

最后，循环冷却水处理方案需要定期监测和清洗循环冷却系统。

监测循环冷却水的水质参数，如pH值、溶解氧、电导率、浊度等，以及微生物的种类和数量等，及时发现水质问题并采取相应的处理措施。

同时，定期进行清洗循环冷却系统，去除水垢和污泥等杂质。

清洗可以采用化学清洗剂或机械清洗设备进行，定期清洗可以保持循环冷却水的清洁和机械设备的正常运行。

循环冷却水结垢原理及处理方法一、循环冷却水系统为什么会结垢1.一般解释冷却水中溶解有各种盐类，如碳酸盐、碳酸氢盐、硫酸盐、硅酸盐、磷酸盐和氯化物等，它们的一价金属盐的溶解度很大，一般难以从冷却水中结晶析出，但它们的两价金属盐（氯化物除外）的溶解度很小，并且是负的温度系数，随浓度和温度的升高很容易形成难溶性结晶从水中析出，附着在水冷器传热面上成为水垢。

如冷却水中的碳酸氢根离子浓度较高，当冷却水经过水冷器的换热面时，受热发生分解，发生如下反应：Ca(HCO3)2→CaCO3↓+ H2O + CO2↑当冷却水通过冷却塔时，溶解于水中的二氧化碳溢出，水的pH 值升高，碳酸氢钙在碱性条件下发生如下反应：Ca(HCO3)2+ 2OH- →CaCO3↓+ 2H2O + CO32-难溶性碳酸钙可以是无定型碳酸钙、六水碳酸钙、一水碳酸钙、六方碳酸钙、文石和方解石。

方解石属三方晶系，是热力学最稳定的碳酸钙晶型，也是各种碳酸钙晶型在水中转变的终态产物。

2.碳酸钙的溶解沉淀平衡。

碳酸钙的溶解度虽然很小，但还是有少量溶解在水里，而溶解的部分是完全电离的。

所以在溶液里也出现这样的平衡：Ｃａ2++ＣＯ3 2-CACO3(固)在一定条件下达到平衡状态时〔Ｃａ2+〕与〔ＣＯ32-〕的乘积为碳酸钙在此条件下的溶度积K SP，为一定值。

若此条件下〔Ｃａ2+〕×〔ＣＯ32-〕＞K SP时，平衡向右移，有晶体析出。

若此条件下〔Ｃａ2+〕×〔ＣＯ32-〕＜K SP时，平衡向左移，晶体溶解。

注：实际情况下〔Ｃａ2+〕×〔ＣＯ32-〕值称为K CP二、抑制为结垢的方法(一)化学方法1.加酸:目的:降低水的PH值,使水的碳酸盐硬度硬度转化重碳酸盐硬度.优点:费用较小，效果比较明显缺点:加酸量不易控制、过量会产生腐蚀的危险、投加过量有产生硫酸钙垢的危险.2.软化目的:降低水中至垢阳离子的含量优点:防止结垢效果好缺点:操作复杂、软化后水腐蚀性增强.3.加阻垢剂:目的:使碳酸钙的过饱和溶液保持稳定。

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。

中央空调循环水及循环冷却水水质标准
中央空调循环水和循环冷却水的水质标准通常根据具体应用环境和设备要求而有所差异，但一般需要满足以下基本要求：
1. pH值：循环水的pH值通常要在6.5-8.5之间，循环冷却水的pH值通常要在6.0-9.0之间。

2. 总溶解固体（TDS）：循环水和循环冷却水中的总溶解固体含量应根据具体情况进行控制，以避免水垢和腐蚀问题。

一般情况下，循环水的TDS应控制在500-2000 mg/L之间，循环冷却水的TDS应控制在1500-3000 mg/L之间。

3. 悬浮物：循环水和循环冷却水中的悬浮物含量应控制在合理范围内，以避免堵塞管道和设备。

一般情况下，悬浮物的含量应小于10 mg/L。

4. 硬度：循环水和循环冷却水的硬度应根据具体应用要求进行调整。

硬度过高会导致水垢问题，硬度过低可能会引起腐蚀问题。

一般情况下，硬度应控制在50-300 mg/L之间。

此外，根据具体应用要求，可能还需要对循环水和循环冷却水进行微生物污染的控制，如控制细菌、藻类和真菌的数量。

需要注意的是，以上水质标准仅供参考，实际应根据具体系统和设备要求进行调整和控制。

在实际应用中，还需要定期检测水质，并根据检测结果进行相应的水处理和维护工作。

循环冷却水系统结垢问题及控制方法摘要：本文详细分析了我公司循环冷却水应用中出现的结垢问题及其控制的方法，工业用水采用循环水技术的必要性。

关键词：循环冷却水系统；结垢；控制方法1 工业用水采用循环水技术的必要性我国淡水资源并不丰富且分配很不均衡，北方缺雨少水，更显水源紧张，节约用水日益迫切。

因此，无论从节约水源还是从经济观点和保护环境的观点出发，推广采用循环冷却水系统是大势所趋。

循环用水比起直流水，除节约大量新鲜水、减少排污水量之外，还可以防止热污染。

2 循环冷却水系统结垢问题及控制方法循环冷却水系统常见问题主要分为三类：结垢、腐蚀、淤积。

上述三类问题会导致热交换能力下降；设备寿命缩短；设备运行故障；产能下降；增加维护费用；系统停产。

所以应对循环冷却水日常运行中上述三种情况提高重视。

2.1 补充水水质判断例如补充水水质分析数据为：总硬度（以caco3计）139.94 mg/l；钙硬度（以caco3计）98.78 mg/l；总碱度（以caco3计）187.48mg/l；氯离子（cl-）7.99mg/l；p h值8.07；电导率307μs/cm。

2.1.1 饱和指数（l.s.i）计算：饱和指数是水中可能产生碳酸钙结垢或产生腐蚀倾向的一种计算指数。

l.s.i =ph- phs>0 结垢l.s.i =ph- phs=0 稳定l.s.i =ph- phs0 结垢型2.1.2 结垢指数（ p.s.i ）的计算：帕科拉兹认为用总碱度测定出平衡ph值（pheq）来判断水质则更接近实际。

p.s.i=2phs-pheq>6 腐蚀p.s.i=2phs-pheq=6 稳定p.s.i=2phs-pheq<6 结垢循环水k=2.0时通过查表pheq=8.3p.s.i=2×6.78-8.3=5.26<6结垢型通过计算说明该补充水浓缩运行后结垢性增强。

综合以上指数计算可以看出，公司各系统补充水浓缩后结垢性增强。

循环水除垢防垢的方法Key：循环水除垢防垢冷却循环水系统是工业企业常见的换热冷却设备，因为换热系统需要大量用水，所以对水进行循环利用对企业来说是一种节省开支的好方法。

循环水在循环过程中，遇到换热器表面，因温度的变化，会形成水垢。

由于循环水系统是由原水直接进入管道，原水中通常含有大量的钙镁离子，而一般原水在进入循环水系统时不会做过多的水处理。

所以在循环水系统中，在高温的作用下，会析出由二氧化碳生成的可微溶于水的碳酸钙和碳酸镁。

由于碳酸钙和碳酸镁会随着温度的上升而越来越难以溶解，最后会不断沉积于换热器系统表面，从而影响换热效果。

循环水除垢防垢目前除了加药，最好的方式是物理除垢。

海卓帕斯电子除垢仪利用交变电磁场可对循环水进行物理除垢。

在循环水物理除垢的过程中，无需添加药剂，只要将海卓帕斯电子除垢仪安装在管道上即可工作，安装过程非常简单快速，也不需要企业停产，安装后即可通电运行。

海卓帕斯电子除垢仪发出的信号可传遍整个水系统，没有距离限制。

通常安装几天后即可看到效果，两个月后即可让循环水系统焕然一新。

海卓帕斯电子除垢仪可运用于各种行业，建筑、化工、冶金、煤炭、橡胶、轻工、制药、食品、制冷等行业的冷却循环水系统、中央空调水系统、热水锅炉水系统、生活用水系统、热交换系统。

目前，电子除垢仪已经在各个工业企业中流行起来，很多企业都愿意尝试使用物理除垢方法来给循环水除垢防垢。

海卓帕斯的客户也遍布各种行业，在水泥、钢铁、电厂、化工、食品等行业都有突出的成绩。

海卓帕斯电子除垢仪在循环水除垢防垢问题上的优势：1、对周围的设备无干扰。

2、具有人工智能远程监控功能。

3、对于水的流速和硬度无要求。

4、防垢：能有效防止水垢的形成。

5、除垢：能逐渐析出钙镁离子，使水垢脱落。

6、不限管材，可适用于任何材质的管道。

7、设备省电，只需极少电量。

8、节水减排。

9、减少药剂费用及人工维护成本。

循环水除垢防垢的好处：循环水系统除垢后，可提升换热效果，节省循环水量及电量，为设备减轻负荷压力。