《循環(huán)冷卻水處理》PPT課件

循環(huán)冷卻水處理,汽機分場：王振海,火電廠循環(huán)水系統(tǒng)主要有以下三種：,1，冷卻水池循環(huán)水系統(tǒng)。這種系統(tǒng)利用湖泊、水庫或在河道上筑壩構成冷卻水池，循環(huán)水在汽輪機凝汽器中吸熱后排入冷卻池，依靠與周圍空氣的換熱自然冷卻。2，噴水池循環(huán)水系統(tǒng)。這種系統(tǒng)由噴嘴、噴水池、循環(huán)水泵和管道組成。循環(huán)水由循環(huán)水泵送入凝汽器，吸熱后排入壓力配水總管，然后進入置于噴水池上的若干配水管內(nèi)，由噴嘴噴出，噴出的循環(huán)水哇傘形細雨狀，被空氣冷卻后落入池中，經(jīng)水溝流入循環(huán)水泵的吸水井，由循環(huán)水泵重新送入凝汽器。,3，冷卻塔循環(huán)水系統(tǒng)，按冷卻塔的通風方式又分為自然通風和機力通風兩中系統(tǒng)。自然通風冷卻塔循環(huán)水系統(tǒng)主要由循環(huán)水泵、冷卻塔、配水槽、滴水管、濺水碟、管道和水池等組成，循環(huán)水在循環(huán)水泵的作用下，經(jīng)凝汽器吸熱后，被送至冷卻塔中距離地面高約810米處，經(jīng)配水槽由塔心流向四周，再經(jīng)滴水管、濺水碟等淋水裝置的作用，濺成細小水滴，冷卻塔哇雙曲線型，空氣由下向上流動，與下落的水滴進行熱量交換，使循環(huán)水得到冷卻。被冷卻后的循環(huán)水落入水池后，經(jīng)水溝流入循環(huán)水系統(tǒng)的不同之處僅在于冷卻塔的通風方式不同，機力通風冷卻塔是靠通風機的運轉(zhuǎn)使空氣強迫流動來冷卻循環(huán)水的。,主要內(nèi)容,循環(huán)冷卻水系統(tǒng)循環(huán)冷卻水系統(tǒng)腐蝕的抑制循環(huán)冷卻水系統(tǒng)結(jié)垢的防止循環(huán)冷卻水系統(tǒng)微生物的控制,第一章循環(huán)冷卻水系統(tǒng),一、冷卻水系統(tǒng)冷卻水系統(tǒng)基本上可分為直流水系統(tǒng)和循環(huán)水系統(tǒng)。1、在直流水系統(tǒng)中，冷卻水只經(jīng)換熱器一次利用后就被排掉了，又稱一次利用水。直流水系統(tǒng)通常用水量很大，水經(jīng)換熱器后溫升較小，而排出的水溫度也較低，水中的含鹽量基本上不濃縮。,一般只有在可供大量使用的低溫水，并且水費便宜的地區(qū)采用這種系統(tǒng)，但由于排水對環(huán)境的污染，不提倡用。2、在循環(huán)水系統(tǒng)中，水可以反復使用。水經(jīng)換熱器后溫度升高，由冷卻塔或其他冷卻設備將水溫度降下來，再由泵將水送往用戶，水在如此的重復利用之后，提高了水的重復利用率。,循環(huán)水系統(tǒng)又分密閉式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)和敞開式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)。（1）在密閉式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中，水不暴露在空氣中，水的再冷是通過一定類型的換熱設備用其他的冷卻介質(zhì)（如空氣、冷凍劑）進行冷卻的。冷卻水損失極小，不需要大量補充水，沒有水被蒸發(fā)和濃縮。內(nèi)燃機的冷卻水系統(tǒng)是密閉式循環(huán)系統(tǒng)的代表。,（2）在敞開式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中，冷卻水通過換熱器后水溫提高成為熱水，熱水經(jīng)冷卻塔曝氣與空氣接觸，由于水的蒸發(fā)散熱使水溫降低，冷卻后的水再循環(huán)使用。用冷卻塔作為冷卻設備，故又叫冷卻塔系統(tǒng)，在工廠中得到廣泛應用。在這種系統(tǒng)中，循環(huán)過程中會蒸發(fā)掉一部分的水，還要排出一定的濃縮水，故要補充一定量的新鮮水，以維持循環(huán)水中的含鹽量或某一離子含量在一定值上，循環(huán)水補充新鮮水一般是直流水量的2%5%以下。,兩種水系統(tǒng)工藝：,換熱器,換熱器,水泵,工藝介質(zhì),熱水,水源,其它冷卻介質(zhì),密閉式循環(huán)冷卻水系統(tǒng),風機,冷卻塔,水池,水泵,工藝介質(zhì),換熱器,補充水,排水,敞開式循環(huán)冷卻水系統(tǒng),根據(jù)熱水與空氣接觸的不同方式，敞開式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)分類如下：,冷卻設備,冷卻池,自然冷卻池,噴水冷卻池,冷卻塔,自然通風冷卻塔,機械通風冷卻塔,開放式,風筒式,噴水式,點滴式,橫流式,點滴式薄膜式,點滴薄膜式噴水式,逆流式,鼓風式,點滴式薄膜式,點滴薄膜式噴水式,抽風式,點滴式薄膜式橫流式或逆流式,逆流式,點滴薄膜式噴水式逆流式,自然通風冷卻塔,機械通風冷卻塔,機械通風冷卻塔,冷卻池的特點是：冷卻過程緩慢、效率低冷熱水溫差小，需要很大的儲水量和建筑面積，水池露天，水質(zhì)容易受到污染。冷卻池是最早的冷卻設備，現(xiàn)已普遍采用冷卻塔做冷卻設備。,二、冷卻塔冷卻塔又稱涼水塔，是塔形建筑物，水汽熱交換在塔內(nèi)進行，可以人工控制流量來加強空氣與水的對流作用以提高冷卻效果。逆流自然通風冷卻塔為鋼筋混凝土結(jié)構，風筒高，塔體高大，不需要動力，單塔處理量大，可達每小時千立方米，多用于火力發(fā)電廠。,機械通風冷卻塔用風機通風，需要動力，但冷卻效果好，多為方形或長方形結(jié)構，可以多塔并列設置，節(jié)省占地面積。鼓風式冷卻塔的風機設在塔的旁側(cè)進風口內(nèi)，只用于冷卻水腐蝕性較嚴重的情況。抽風式冷卻塔的風機設在塔頂排風口處，是使用最廣泛的塔型，單塔處理水量達10006000m/h。,1、機械通風冷卻塔優(yōu)缺點（1）優(yōu)點冷卻效果好，穩(wěn)定，可達到較高的冷卻幅寬和較低的冷卻幅高。風吹損失率小。布置緊湊，可設在廠區(qū)建筑物和泵站附近。施工周期較短，造價比風筒式低。,（2）缺點有風機，比風筒式耗電多，運行費用高。機械設備維修較復雜。鼓風式冷卻塔的冷卻效果易受塔頂排出濕熱空氣回流的影響。噪聲較大。,（3）適用條件適合不同冷卻水量。適合不同地區(qū)，并適合氣溫、濕度較高地區(qū)。對冷卻后的水溫及其穩(wěn)定性要求嚴格的工藝。建筑場地狹窄。,2、冷卻塔塔體的結(jié)構材料塔體是冷卻塔的外部護圍結(jié)構，是封閉的，起到支撐、圍護和合理通風的作用。應附有下列設施：通向塔內(nèi)的人孔。從地面通向塔內(nèi)和塔頂?shù)姆鎏莼蚺捞?。配水系統(tǒng)頂部的人行道和欄桿。塔頂?shù)谋芾妆Ｗo裝置和指示燈。,運行監(jiān)測的儀表。3、冷卻塔的工藝構造冷卻塔除塔體之外還包括通風筒、配水系統(tǒng)、淋水裝置、通風設備、收水器和集水池等。（1）通風筒通風筒的作用是創(chuàng)造良好的空氣動力條件，減少通風阻力，并將塔內(nèi)的濕熱空氣送往高空。機械通風冷卻塔采用強制通風，故一般風筒較低，而自然通,風冷卻塔的通風筒起抽風和送濕熱空氣的作用，故筒體較高。（2）配水系統(tǒng)將熱水均勻分布到整個淋水裝置上，熱水分布均勻與否對冷卻效果影響很大，如水量分布不好，不僅直接降低冷卻效果，也會造成冷卻水滴飛濺到塔外。（3）淋水裝置淋水裝置也稱填料，是冷卻設備中的一個關鍵部分，作用是將需要冷卻的熱水多次濺散成水滴或形成水膜，以增加水和空氣的接觸面積，促進二者熱交換。水的冷卻過程是再淋水裝置中進行的。,（4）通風設備在機械通風冷卻塔中利用通風機產(chǎn)生預計的空氣流量，以保證要求的冷卻效果。常用的是軸流風機，這種風機的特點是風量大，風壓較小，還可以作短時間反轉(zhuǎn)以融化冬季進風處的冰凌，同時通過葉片角度可得到合適的風量和風壓。風機裝在塔下側(cè)的是鼓風式，裝在塔上的是抽風式。,（5）收水器將排出濕熱空氣中所攜帶的水滴和空氣分離，減少逸出水量損失和對周圍環(huán)境的影響。（6）集水池設于冷卻塔下部，匯集淋水裝置落下的冷卻水。有時集水器還具有一定的儲備容積，起調(diào)節(jié)流量的作用。,3,1,2,5,6,4,鼓風逆流式冷卻塔,1配水系統(tǒng)2淋水裝置3收水器4集水池5空氣空分區(qū)6風機,7,6,3,1,2,4,8,抽風逆流式冷卻塔,1配水系統(tǒng)2淋水裝置3收水器4集水池5空氣分配區(qū)6風機7風筒8百葉窗,5,4、冷卻塔的作用冷卻塔的作用是將挾帶廢熱的冷卻水在塔內(nèi)與空氣進行熱交換，使廢熱傳輸給空氣并散入大氣。如下圖所示，以火電廠為例，鍋爐1將水加熱成高溫高壓蒸汽，推動汽輪機2作功使發(fā)電機發(fā)電。經(jīng)汽輪機作功后的乏汽排入凝汽器4，與冷卻水進行熱交換凝結(jié)成水，再用水泵打回鍋爐循環(huán)使用。,這一熱力循環(huán)過程中，乏汽的廢熱在凝汽器中傳給了冷卻水，使水溫升高。挾帶廢熱的冷卻水，在冷卻塔5中將其熱量傳給空氣6，從塔街出口排入大氣。在冷卻塔內(nèi)冷卻過的水變?yōu)榈蜏厮?，水泵將其再送入凝汽器，循環(huán)使用。前一循環(huán)為鍋爐中水的循環(huán)，后一循環(huán)為冷卻水的循環(huán)。,循環(huán)系統(tǒng)如下：,1,3,2,4,5,6,1鍋爐2汽輪機3發(fā)電機4凝汽器5冷卻塔6空氣,冷卻塔中水和空氣的熱交換方式之一是，流過水表面的空氣與水直接接觸，通過接觸傳熱和蒸發(fā)散熱，把水中的熱量傳輸給空氣。用這種冷卻方式的稱為溫式冷卻塔（簡稱濕塔）。濕塔的熱交換效率高，水被冷卻的極限溫度為空氣的濕球溫度。但是，水因蒸發(fā)而造成損耗；蒸發(fā)又使循環(huán)的冷卻水含鹽度增加，為了穩(wěn)定水質(zhì)，必須排掉一部分含鹽度較高的水，風吹也會造成水的損失。這些水的虧損必須有足夠的新水持續(xù)補充，因此，濕塔需要有補給水的水源。,三、冷卻水在循環(huán)過程中的水量損失冷卻水在循環(huán)過程中共有四部分水量損失：1、蒸發(fā)損失量E冷卻水在冷卻塔中與空氣對流換熱，使部分水蒸發(fā)逸入大氣。這部分損失的水量為蒸發(fā)水量。E=tR/100m/hR系統(tǒng)中循環(huán)水量，m/h,t冷卻塔進出水溫差，蒸發(fā)損失系數(shù)，%/隨季節(jié)而變化，與空氣的干球溫度相關，根據(jù)統(tǒng)計，如表：粗略計算可按式：E=（0.1+0.002）tR/100m/h,2、風吹損失水量D空氣從冷卻塔中帶出部分水滴，稱為風吹損失量。對于強制通風的冷卻塔，D值一般按循環(huán)水量的0.1%估算。3、排污水量B為了控制冷卻水循環(huán)過程中因蒸發(fā)損失而引起含鹽量濃縮，必須人為的排掉一部分水，即排污水量。,m/hN濃縮倍數(shù)。4、滲漏損失F在管道、閥門和儲水系統(tǒng)中因滲漏而損失的水量。在敞開式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中，為維持系統(tǒng)的水量平衡，補充水量M應該是蒸發(fā)水量E、風吹損失量D、排污水量B和滲漏損失量F,各項損失量之和。滲漏損失量一般都很小，可以忽略不計。,M,E,D,B,F,循環(huán)水系統(tǒng)水量平衡示意圖M=E+D+B+F,四、循環(huán)冷卻水的濃縮倍數(shù)循環(huán)水與補充水中含鹽量之比，即為一個循環(huán)水系統(tǒng)的濃縮倍數(shù)。在一定的循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中，只要改變補充水的含鹽量，才可以改變循環(huán)水系統(tǒng)的濃縮倍數(shù)。N=S循/S補S循循環(huán)水的含鹽量，mg/LS補補充新鮮水的含鹽量，mg/L,1、發(fā)電循環(huán)水系統(tǒng)濃縮倍數(shù)的測定濃縮倍數(shù)是工業(yè)用循環(huán)水的一個重要指標，現(xiàn)在很多地方都采用氯根、Ca2+、Na+、K+測定，但是由于氯離子有人為添加的因素，還有一個因素就是氯離子的測定范圍比較廣，測定之后誤差很大所以用氯離子表示濃縮倍數(shù)的實際意義不大。,一般來說，Ca2+是結(jié)垢因素，循環(huán)水在運行過程中或多或少會出現(xiàn)結(jié)垢現(xiàn)象，尤其在高濃縮倍數(shù)的情況下，因此用Ca2+測定出來的濃縮倍數(shù)會偏低；Na+、K+在水中的溶解度相當大，在運行過程中不會析出，同時補充水的K+也基本穩(wěn)定，因此用K+測定出來的濃縮倍數(shù)較準確，但現(xiàn)在公司的情況無法測定（如果安裝鉀表來測定鉀離子的含量，則即可很方便的用鉀離子測出水的濃縮倍數(shù)）。,法一：濃縮倍數(shù)=循環(huán)冷卻水的含鹽濃度/補充水的含鹽濃度例如現(xiàn)在生水的硬度的是4.3mmol/L，測得所在循環(huán)水的硬度（假設硬度最高再排放），現(xiàn)在的是9.5mmol/L濃縮倍數(shù)（N）=9.5/4.3=2.2,法二：鎂離子測定法測出循環(huán)冷卻水總硬度是9.5mmol/L,鈣硬度是5.0mmol/L。可得水中鎂離子的硬度是9.5-5.2=4.3mmol/L。則即可用鎂離子的含量來算濃縮倍數(shù)：濃縮倍數(shù)（N）=9.5/4.3=2.2,2、提高循環(huán)冷卻水濃縮倍數(shù)的利弊提高循環(huán)冷卻水的好處如下：提高冷卻水的濃縮倍數(shù)，可以降低補充水的用量,節(jié)約水資源。提高冷卻水的濃縮倍數(shù)，可以降低排污水量，從而減少對環(huán)境的污染和廢水的處理量。提高冷卻水的濃縮倍數(shù)，可以節(jié)約水處理劑的消耗量，從而降低冷卻水處理的成本。,過多地提高冷卻水的濃縮倍數(shù)的壞處：過多地提高冷卻水的濃縮倍數(shù)，會使冷卻水中的硬度、堿度太高，水的結(jié)垢傾向增大。因此，我們要保證冷卻水的處理效果，必須控制好冷卻水的濃縮倍數(shù)，通常，對于中央空調(diào)冷卻水的濃縮倍數(shù)一般控制在45為佳。但一般的工礦企業(yè)冷卻水的濃縮倍數(shù)控制在3以上即可。,第二章循環(huán)冷卻水系統(tǒng)腐蝕的抑制,一、腐蝕的類型1、電化學腐蝕腐蝕是物質(zhì)由于和周圍介質(zhì)相互作用，使材料遭受破壞或使材料性能惡化的過程。碳鋼在冷水中的腐蝕過程：陽極：FeFe2+2e陰極：O2+2H2O+4e4OH-水中：Fe2+2OH-Fe(OH)2,電化學腐蝕圖示如下：,Fe2+,O2,H2O,2e,Fe(OH)2,Fe,鐵的化學腐蝕,2、點蝕點蝕又稱坑蝕、孔蝕。點蝕是一種特殊的局部腐蝕，導致在金屬上產(chǎn)生小孔。P/d1，是局部腐蝕。P/d1，是點蝕。P腐蝕孔的深度，d腐蝕孔的寬度，,產(chǎn)生點蝕的原因是：水中離子或黏泥在金屬表面產(chǎn)生沉積，這些沉積物覆蓋在金屬表面使水中溶解氧和緩蝕劑不能擴散到金屬表面上，從而造成局部腐蝕。水中的Cl-對點蝕也有一定的影響，點蝕會隨Cl-濃度的升高而增加。溫度對點蝕影響較大，升高溫度會使鈍化膜的保護性能下降，還會導致應力腐蝕開裂。,點蝕經(jīng)常發(fā)生在換熱器的高溫區(qū)和流速緩慢發(fā)生沉積的部位，增加水的流速有利于氧的擴散，有利于鈍化膜的修補，而且可帶走小孔上的沉積物，有利于控制點蝕的發(fā)生。3、腐蝕和空化作用腐蝕是由于腐蝕流體和金屬表面間的相對運動，引起金屬的加速破壞或腐蝕，這類腐蝕和金屬表面的湍流程度有關。湍流,使金屬表面液體的攪動比層流時更為劇烈，使金屬與介質(zhì)的接觸更為頻繁，也叫湍流腐蝕。湍流腐蝕實際上是一種機械磨耗和腐蝕共同作用的結(jié)果。腐蝕的外表特征是槽、溝、波紋、圓孔和山谷形。泵的葉片、閥門、彎管、肘管、透平葉片、噴嘴等流速變化較大的部位，易產(chǎn)生磨蝕。,空化作用又稱空泡腐蝕，它是磨蝕的一種特殊形式，是由金屬表面附近的液體中蒸汽泡的產(chǎn)生和破滅所引起的。在高流速液體和壓力變化的設備中，易發(fā)生這類腐蝕，如水力透平機、螺旋槳、泵葉輪等?？张莞g的外表十分粗糙且蝕孔分布緊密，是腐蝕和機械作用兩者引起的。,防止腐蝕和空化作用的方法如下：選用硅鐵、硅銅等高耐磨材料來代替一般材料。適當改變設計，使介質(zhì)液流更合適以減輕這類腐蝕的破壞。改變環(huán)境、降低溫度，去除介質(zhì)中懸浮粒子也是很有效的辦法。采用有彈性的較耐蝕的涂層。,4、微生物腐蝕微生物腐蝕是一種特殊類型的腐蝕，它是由于微生物直接或間接的參加了腐蝕過程所起的金屬毀壞作用。經(jīng)常和電化學腐蝕一起存在，引起腐蝕的一般是細菌、真菌、藻類和原生生物。微生物腐蝕是一種局部腐蝕，其危害及其嚴重。比電化學腐蝕速度快得多。,二、控制金屬腐蝕的方法冷卻水對金屬的腐蝕主要是電化學腐蝕。大部分的控制方法不能消除這種腐蝕，只能減緩腐蝕，使其控制在一個可以接受的范圍之內(nèi)。1、化學處理法添加緩蝕劑即在循環(huán)冷卻水中加入低劑量的緩蝕劑，使金屬的腐蝕受到抑制，一般在水中的濃度保持在幾毫克到幾十毫克每升。,緩蝕劑的緩蝕機理可從電化學腐蝕抑制和形成金屬保護膜兩個角度來看。從電化學腐蝕角度看，緩蝕劑抑制了陽極或陰極過程，在金屬表面產(chǎn)生極化作用，使腐蝕電流減小，達到緩蝕作用。從成膜理論角度看，緩蝕劑在金屬表面上形成了一層難容的保護膜，阻止了冷卻水中氧的擴散和金屬的溶解。,2、提高運行的PH提高循環(huán)冷卻水系統(tǒng)運行的PH值可以降低碳鋼的腐蝕速度。天然水中含有一定的碳酸氫鹽和碳酸鹽，PH值提高之后碳酸鹽堿度提高了，容易在金屬表面形成碳酸鹽保護膜。提高PH值不需要在水中加堿，由于循環(huán)冷卻水在曝氣和提高濃縮倍數(shù)時，水的PH會自然增長，一般在8.09.5之間，故可盡量在自然PH下運行，系統(tǒng)中可不加酸或少加酸，也不宜在PH9.5運行。,3、涂料覆蓋法在碳鋼換熱器的傳熱表面或封頭上涂上防腐涂料，形成一層連續(xù)的牢固附著的薄膜，使金屬與冷卻水隔絕，避免受到腐蝕。4、采用耐蝕材料的換熱器5、電化學保護法陽極金屬受到腐蝕，陰極的金屬未受腐蝕，改變外部條件，使金屬整體變成一個大的陰極，金屬設備就保護不被腐蝕。,三、影響腐蝕的幾個因素1、水中的溶解氧在冷卻水中含有較豐富的溶解氧，在通常情況下，水中含氧量610mg/L，氧對鋼鐵的腐蝕有兩個作用：（1）參加陰極反應，加速腐蝕。（2）在金屬表面形成氧化物膜，抑制腐蝕。一般規(guī)律是在氧濃度低時去極化作用，加速腐蝕，隨著氧濃度的增加，腐蝕也加快。,但達到一定值后，腐蝕速度下降，這時的溶解氧濃度稱為臨界點值。腐蝕速度減小的原因是由于氧使碳鋼表面生成氧化膜所致。溶解氧的臨界值和水的PH值有關，當水的PH為6時，一般不會形成氧化膜，此時的溶解氧越多，腐蝕的越快。當PH值為7左右時，溶解氧的臨界點含量是20mg/L,PH值為8時，其臨界點含量是16mg/L。,因此，碳鋼在中性或微堿性水中時，腐蝕速度先隨溶解氧的濃度增加而增加，過了臨界點后，腐蝕速度隨溶解氧的濃度繼續(xù)升高而下降，這也是碳鋼在堿性溶液中比在酸性溶液中腐蝕速度要低的原因。一般來說，循環(huán)冷卻水在30左右時，溶解氧只有89mg/L，往往不會超過臨界點的值，所以溶解氧常是加速腐蝕的主要因素。在換熱器中，當水不能充滿整個換熱器時，在水線附近容易發(fā)生腐蝕，這是因為在換熱器中，水溫升高，溶解氧逸,到上部空間，在水線附近產(chǎn)生氧的濃差電池，導致并加速這種局部損失。2、水中溶解鹽類濃度對腐蝕主要有以下三方面：（1）水中溶解鹽類濃度很高時，將使水的導電性增大，容易發(fā)生電化學作用，增大腐蝕電流使腐蝕加劇。（2）影響Fe(OH)2的膠體狀沉淀物的穩(wěn)定度，使保護膜質(zhì)量變差，增大腐蝕。,（3）可使氧的溶解度下降，陰極過程減弱，腐蝕速度變小。3、水的溫度對腐蝕一般情況下，腐蝕的速率隨水溫的升高而成比例的增加。這是由于溫度升高時：氧的擴散系數(shù)增大，使溶解氧更容易達到陰極表面而發(fā)生去極化作用。,溶液電導率增加，腐蝕電流增大。水的粘度減小，有利于陽極和陰極的去極化作用。但另一方面，水溫度的提高可使水中溶解氧的數(shù)量減小。注：在密閉式的容器中，腐蝕率隨溫度的升高而成直線上升。在開放式的系統(tǒng)中，腐蝕率先隨溫度的升高而上升，到80時最大，以后就隨溫度的升高而逐漸下降。,4、水的PH值對腐蝕在正常溫度下，自然界中的水PH在4.310之間，碳鋼在這樣的環(huán)境中，表面覆蓋一層致密的Fe(OH)2氧化膜。此時碳鋼的腐蝕率幾乎是不變的，PH10時，氧化膜繼續(xù)鈍化，腐蝕速度會下降，PH4時，表面的氧化膜被溶解，水中的H+濃度增加而發(fā)生析氫腐蝕，腐蝕速率急劇增加。實際上由于水中鈣硬的存在，碳鋼表面常有一層CaCO3保護膜，當PH值偏酸性時，碳鋼表面不易形成有保護性的致密的CaCO3垢層，故PH值低時，其腐蝕率要比PH偏堿性時高。,5、水流速度對腐蝕的影響碳鋼在冷卻水中被腐蝕的主要原因是氧的去極化作用，而決定腐蝕速度的又與氧的擴散速度有關。碳鋼的腐蝕會隨流速的增加而加大，隨著流量進一步增大，腐蝕速度會減小，這是因為流速過大時，向金屬表面提供氧量以達到足使金屬表面形成氧化膜，起到緩蝕的作用，如果水流速度繼續(xù)增加，則會破壞氧化膜，使腐蝕速度再次增大，水流速度在0.61.0m/s時，腐蝕速度最小。,四、緩蝕劑又叫腐蝕抑制劑，是添加到腐蝕介質(zhì)中能干擾腐蝕電化學作用，阻止或降低金屬腐蝕速度的一類物質(zhì)。作用是通過在金屬表面上形成保護膜來防腐蝕。緩蝕劑的特殊用途分類：按照保護系統(tǒng)可分為鍋爐緩蝕劑、冷卻水緩蝕劑。,沉淀型緩蝕劑的特點：沉淀膜緩蝕劑能與水中某些離子或腐蝕下來的金屬離子相互結(jié)合沉淀在金屬的表面上，形成一層難溶的沉淀物或表面絡合物，從而阻止了金屬的繼續(xù)腐蝕。這種防蝕膜較厚，可達0.1m，沒有和金屬表面直接結(jié)合，它是多孔的，常表現(xiàn)出對金屬的附著不好，目前水處理代表性較多的是聚磷酸鹽和有機膦酸鹽，如六聚偏磷酸鈉、三聚磷酸鈉。,WJP-401D緩蝕阻垢劑可與水中的二價金屬作用，使水中不溶物不易沉降，并使晶體保持在很小的顆粒范圍，從而達到增溶作用。另外還有晶格歪曲與低限抑制作用，故對碳酸鈣垢有很好的阻垢分散性能，還能在銅的表面形成一層薄而致密的保護膜，從而降低其腐蝕率。本品由多元有機膦酸、含膦多元共聚物及銅緩蝕劑等組成，是一種多功能新型電廠專用緩蝕阻垢劑。,第三章結(jié)垢的防止,一、冷卻水系統(tǒng)中水垢的形成在循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中，水垢是由過飽和的水溶性組分形成的，水中溶解有各種鹽類，如碳酸氫鹽、碳酸鹽、硫酸鹽、氯化物、硅酸鹽等。其中溶解的Ca(HCO3）2、Mg(HCO3)2最不穩(wěn)定，極容易分解生成碳酸鹽。因此，當冷卻水中溶解的碳酸氫鹽較多時，水流通過換熱器表面，特別是溫度較高的表面，就會受熱分解。,反應式如下：,Ca（HCO3）2CaCO3+H2O+CO2,當循環(huán)水通過冷卻塔，溶解在水中的CO2會逸出，水的PH值升高，此時，碳酸氫鹽在堿性條件下也會發(fā)生如下反應：Ca（HCO3）2+2OH-CaCO3+2H2O+CO32-如果水中溶有適量的磷酸鹽和鈣離子時，也將產(chǎn)生磷酸鈣沉淀：2PO43-+3Ca2+Ca3(PO4)2,上述生成的難溶性鹽，溶解度隨溫度的升高而降低。因此，在換熱器表面上，這些難溶性鹽類很容易達到飽和狀態(tài)而從水中結(jié)晶析出，尤其是在水流速度小或傳熱面較粗糙時，這些結(jié)晶沉淀物會沉積在傳熱面上，形成了通常所稱的水垢。由于這些水垢結(jié)晶致密，比較堅硬，又叫硬垢。常見的水垢有碳酸鈣、硫酸鈣、磷酸鈣、鎂鹽、硅酸鹽等。,二、循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中的沉積物循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中經(jīng)常遇到污垢沉積問題，沉積物附著在換熱器上危害很大，沉積物分類如下：沉積物（污垢）,水垢,污泥,淤泥,黏泥,腐蝕產(chǎn)物,水垢又稱硬垢或無機垢，為補充水中帶入的難溶或微溶鹽在循環(huán)水中條件變化時所形成的垢，常見的有碳酸鈣、磷酸鈣、硫酸鈣、氫氧化鎂、硅酸鎂等。污泥相對水垢而言疏松，又稱軟垢，常含有泥渣、粉塵、沙粒、腐蝕產(chǎn)物、有機物、微生物菌落和分泌物、氧化鋁等。淤泥以泥渣、粉塵為主的軟垢。,黏泥又稱生物沉積物，由微生物及其分泌物和殘骸組成，是具有滑膩感的膠狀黏泥。腐植產(chǎn)物由于設備腐蝕而產(chǎn)生的金屬氧化物，主要為氧化鐵、氧化銅等。循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中的污垢主要來源：來自補充水；來自空氣、泥沙、粉塵、微生物及孢子會隨循環(huán)冷卻水進入系統(tǒng)；來自化學處理藥劑；來自工藝介質(zhì)泄漏。,三、判斷循環(huán)水系統(tǒng)中水垢的組成用酸溶法，即用垢樣加酸之后觀察其溶解和和反應情況。,四、防止水垢的方法對于大中型冷卻水系統(tǒng)，常用化學處理方法。最常見的水垢是碳酸鈣，故重要的是解決碳酸鈣的沉積問題。常用的方法如下：1、除去部分成垢離子，碳酸鈣水垢的成垢離子是鈣及碳酸根離子。在補充水中鈣離子和堿度較高時，可再預處理工序中除掉部分硬度和堿度，即采用軟化補充水。軟化水的成垢離子較低，有利于提高循環(huán)水的濃縮倍數(shù)。,2、加酸或二氧化碳，降低循環(huán)水的PH，穩(wěn)定碳酸氫鹽。3、在循環(huán)水中加入少量阻垢劑，破壞碳酸鈣等垢鹽類的結(jié)晶生長，防止水垢沉積。五、阻垢劑阻垢劑是能控制產(chǎn)生水垢和污泥的水處理化學藥劑。通常的水處理劑往往同時具有緩蝕和阻垢兩種性能，沒有截然的區(qū)別，,通常認為有機磷酸鹽是阻垢劑，也有緩蝕作用；聚磷酸鹽是緩蝕劑，也有阻垢作用。1、阻垢劑分類：聚羧酸類膦酸類有機磷酸脂類膦羧酸類,2、阻垢機理阻垢劑不僅能控制水垢，也能在一定程度上控制腐蝕產(chǎn)物、黏泥和淤泥。加入少量的阻垢劑便能控制大量的成垢物質(zhì)。阻垢機理如下：（1）晶格畸變碳酸鈣晶體在生成時是按照一定的晶格排列的，結(jié)晶致密，比較堅固。在水中含有聚羧酸或有機磷酸酯等阻垢劑時，阻垢劑的基團對金屬離子的螯合作用，對無機垢的結(jié)晶形成干擾，使晶格發(fā)生歪曲，形成不規(guī)則的晶體。畸變后形成軟垢，垢層中有大量的空隙，彼此粘結(jié)力差，在水流中排污時排掉。,（2）絡合增溶聚磷酸鹽、有機磷酸酯或聚羧酸等藥劑在水中能夠奪取鈣、鎂離子，形成穩(wěn)定的絡合物。實際上是降低了水中鈣、鎂離子的濃度，降低了Ca2+和CO32_離子結(jié)合成CaCO3的機會。它的作用是可以使更多的CaCO3穩(wěn)定在水中不析出。（3）凝聚與分散陰離子型阻垢劑（如聚羧酸類）在水中所離解的負離子能夠吸附成鹽垢（如碳酸鈣）的微晶粒，,使微晶粒形成雙電層吸附在負離子的分子鏈上，使微晶粒帶負電。由于分子鏈上的多個微晶粒帶有相同的電荷,彼此相斥，不能結(jié)成打晶粒，故不能在金屬傳熱面上形成垢層。陰離子阻垢劑的負離子對微晶粒既有凝聚作用，又能將其整個分散到水系統(tǒng)中，這種凝聚和分散的作用是使水中能容納更多的成垢鹽。,第四章微生物的控制,一、微生物及分類微生物是一群形體極小、結(jié)構簡單的生物，能夠生長繁殖和進行各種生命活動。其種類極多，在自然界中無處不在，土壤、礦山、水體、空氣及動植物上都有其存在。微生物分屬于動物界和植物界，分類如下：,病毒（寄生微生物）,屬植物的微生物,屬動物的微生物原生動物,微生物,菌類（無葉綠素）,藻類（有葉綠素）,細菌,放線菌,真菌,酵母菌,霉菌,各種類型的微生物的基本營養(yǎng)需要是水分、碳源、氮源、無機鹽和生長因素。碳素化合物是細胞的主要成分、能量來源。氮源是細胞蛋白和核酸的主要元素，并可提供能量。無機鹽一般包括硫酸鹽、磷酸鹽、氯化物和鈉、鉀、鎂、鐵等元素的化合物。生長因素是指維生素、氨基酸等。不同類型的微生物對營養(yǎng)的需要和生存條件又不同。,二、循環(huán)冷卻水中常見的藻類藻類滋生的原因1、水中某些植物，若N、P、K三種營養(yǎng)元素含量過高，可導致水面上藻類瘋長，水質(zhì)惡化，發(fā)生赤潮，水華的現(xiàn)象。2、水中有大量的氨氮，化學需氧量，高猛酸鹽指數(shù)。3、蓄水池深度淺，時常處于低水位運行，水在蓄水池中停留時間長，形成了水富營養(yǎng)化的最基本條件。4、營養(yǎng)元素豐富，水溫適宜，充足的陽光，水的PH在410時藻類就暴漲，多時超過1億個每升，主要有藍藻、綠藻、硅藻等。,藻類是由單細胞或多細胞構成的植物群體，形狀多樣，有絲狀、膜狀、帶狀、管狀等，沒有真正的根、莖、葉分化，是其區(qū)別于高等植物的特征。能夠利用所含色素，特別是利用葉綠素吸收光能，將二氧化碳和水合成所需要的有機碳營養(yǎng)物。細菌內(nèi)含有葉綠素，能進行光合作用，維持無機自養(yǎng)生活，是區(qū)別于菌類植物的特征。,藻類生長的三要素是空氣、水和陽光，三者缺一就會抑制藻類生長，其中以光的影響最大。藻類根據(jù)所處的環(huán)境，有著生和浮游之別，著生是附著在其他植物上生長，浮游的一般都是肉眼看不到的藻類。藻類存在于土壤和水體中，常隨空氣和補充水帶入冷卻水系統(tǒng)，循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中的溫度、PH值和營養(yǎng)源非常適于藻類生長，而冷卻塔的配水池和塔壁正好是藻類生長繁殖的一個良好環(huán)境。,冷卻水系統(tǒng)常見的一些藻類及生長條件：,三、藻類對循環(huán)冷卻水的危害1、冷卻塔中是藻類生長的理想環(huán)境，它們會在塔壁、水槽中、配水池里繁殖，通過碳的同化作用，借助陽光，使水中的CO2和HCO3-進行光合作用，并吸收碳做營養(yǎng)而放出氧。藻類的大量繁殖，會使水中的溶解氧增多，有利于氧的去極化作用。腐蝕性也就隨著增大。2、許多藻類在其細胞中產(chǎn)生具有惡臭的油,類和環(huán)醇類，藻類死亡后成為污泥會產(chǎn)生臭。3、冷卻塔的配水槽和噴嘴上也常因藻類繁殖，堵塞孔口，影響配水的均勻性使塔的冷卻效率下降。塔壁上大片藻類脫落也可能造成濾網(wǎng)和系統(tǒng)堵塞。4、硅藻由于其細胞壁上充滿著聚合的二氧化硅，將引起硅污垢。,四、循環(huán)冷卻水中微生物來源及危害大的原因1、循環(huán)冷卻水的微生物主要來自兩個方面：一是冷卻塔的水在蒸發(fā)過程中需要引入大量的空氣，微生物也隨空氣帶入冷卻塔中。二是冷卻水系統(tǒng)的補充水或多或少都會有微生物，這些微生物也隨補充水進入冷卻水系統(tǒng)中。,2、循環(huán)水的溫度、PH值和營養(yǎng)成分都有利于微生物的繁殖，冷卻塔上充足的日照陽光更是藻類生長的理想地方。直流水系統(tǒng)沒有空氣冷卻的蒸發(fā)過程，只是隨水流帶入了微生物，而且直流水系統(tǒng)所提供的的微生物繁殖條件不如循環(huán)水。循環(huán)水中加入的藥劑和工藝泄漏物有時也會成為微生物的營養(yǎng)成分，促進微生物的生長。最關鍵的是循環(huán)水排出的污水，又返回系統(tǒng)循環(huán)，造成惡性循環(huán)。故循環(huán)水的微生物危害比直流水嚴重的多。,五、去除藻類的方法折點加氯除藻。把反應池前的加氯量增大，以氧化水中的有機物，殺滅藻類。能差滅一定的藻類，并能除去水中的一部分異味。加助凝劑高錳酸鹽（ppc）復合藥劑除藻是一種新型、高效的助凝劑，在生產(chǎn)上配合凈水劑一起投加，經(jīng)過試驗和生產(chǎn)實驗證實。在一定范圍內(nèi)塔的投加量和他的除藻效率成正比。投量越高，沉淀水和濾后水中的