電廠循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中的問題解決

1、電廠循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中的問題解決2011年7月31 H FJW提供1. 概述電廠的循環(huán)水冷卻處理系統(tǒng)是由以下幾部分組成：生產過程中的熱交換器；冷卻構筑物(冷卻塔);循環(huán)水泵及集水池。該系統(tǒng)是利用冷卻水進行降溫和水質處理。冷卻水在冷卻生產設備或產品的過程中，水溫升高，雖然其物理性狀變化不大，但長期循環(huán)使用 后，水中某些溶解物 濃縮或消失、 塵土積累、微生物滋長，造成設備、管道內垢物沉積或 對金屬設備管道腐蝕。 因此， 必須對其進行降溫和穩(wěn)定處理等解決方案，才能使循環(huán)水系 統(tǒng)正常進行，使上述問題得到解決或 改善。2. 敞開式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)存在的問題2. 1 循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中的沉積物2. 2. 1 沉

2、積物的析岀和附著一般天然水中都含有重碳酸鹽，這種鹽是冷卻水發(fā)生水垢附著的主要成分。在直流冷卻水系統(tǒng)中，重碳酸鹽的濃度較低。在循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中，重碳酸鹽的濃度隨著 蒸發(fā)濃 縮而增加，當其濃度達到過飽和狀態(tài)時，或者在經過換熱器 傳熱表面使水溫升高 時，會發(fā)生下 列反應Ca (HC03)2=CaCO3+CO0 +H20冷卻水在經過冷卻塔向下噴淋時，溶解在水中的 C02要逸岀，這就促使上述反應向右進行CaCO積在換熱器傳熱表面，形成致密的碳酸鈣水垢，它的導熱性能很差。不同的水垢其導熱系數(shù)不同，但一般不超過 1. 16W/(m. K), 而鋼材的導熱系數(shù)為 46.4-52. 2 W/ (m. K), 可

3、見水垢形成，必然會影響換熱器的傳熱效率。水垢附著的危害，輕者是降低換熱器的傳熱效率，影響產量；嚴重時，則管道被堵。設備腐蝕循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中大量的設備是金屬制造的換熱器。對于碳鋼制成的換熱 器， 長期使用循環(huán)冷卻水，會發(fā)生腐蝕穿孔，其腐蝕的原因是多種因素造成的。2. 2. 1 冷卻水中溶解氧引起的電化學腐蝕 敞開式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中，水與空氣能充分的接 觸， 因此水中溶解的氧氣可達 飽和狀態(tài)。當碳鋼與溶有氧氣的冷卻水接觸時，由于金屬表 面的不均 一性和冷卻水的導電性，在碳鋼表面會形成許多腐蝕微電池，微電池的陽極區(qū)和 陰極區(qū)分別會發(fā)生下列氧化反應和還原反應在陽極區(qū)Fe 二 Fe2+2e在陰極區(qū)0.

4、5O2+H2O+2e 二 20H-在水中Fe2+20H-=Fe (0H) 2Fe(OH)P Fe(OH)3這些反應，促使微電池中陽極區(qū)的金屬不斷溶解而被腐蝕。2. 2.2 有害離子引起的腐蝕 循環(huán)冷卻水在濃縮過程中，除重碳酸鹽濃度隨濃縮倍數(shù)增加 而增 加外，其他的鹽類如氯化物、硫酸鹽的濃度也會增加。當CL- 和 S042- 濃度增高時，會加速碳鋼的腐蝕。CL-和S042-會使金屬上保護膜的保護性能降低，尤其是CL-的半徑小，穿透性強，容易穿過膜層，置換氧原子形成氯化物，加速陽極過程 的 進行，使腐蝕加速，所以氯離子是引起 點蝕的原因之一。對于不銹鋼制造的換熱器，C1-是引起應力腐蝕的重要原因，

5、因此冷卻水中C1-的含量過高，常使設備上應力集中的部分，如換熱器花板上脹管的邊緣迅速遭到腐 蝕破壞循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中如有不銹鋼制的換熱器時，一般要求C1-的含量不超過300mg/L2. 2.3 微生物引起的腐蝕 微生物的滋生也會使金屬發(fā)生腐蝕。這是由于微生物排出的黏 液與 無機垢和泥沙雜物等形成的沉積物附著在金屬表面，形成氧的濃差電池，促使金屬腐 蝕。 此外，在金屬表面和沉積物之間缺乏氧，因此一些厭氧菌 (主要是硫酸鹽還原 菌)得以繁 殖，當 溫度為 25-30C時，繁殖更快。它分解水中的硫酸鹽，產生硫化氫，引起碳鋼腐蝕，其反應如下：S042-+8H+8e二S2-+4H20能量(細菌生存所需)F

6、e2+S2二 FeSj鐵細菌是鋼鐵銹瘤產生的主要原因，它能使 Fe2+氧化為Fe3+,釋放的能量供細菌生存需要。Fe2+細菌f Fe3+能量(細菌生存所需)上述各種因素對碳鋼引起的腐蝕常使換熱器管壁被腐蝕穿孔，形成滲漏，或工 藝介質泄漏 入冷 卻水，損失物料，污染水體；或冷卻水滲入工藝介質中，使產品質量受到影響。當被 腐蝕穿孔的 管子數(shù)目不多時，可采取臨時堵管的辦法，使換熱器在減少傳熱面的情況下繼 續(xù)使用。當穿孔的 管子過多時，換熱器傳熱 面減少的太多，失去冷卻作用，此時只有停產 更換。因此，腐蝕與水 垢附著一樣，危害工廠安全生產，造成經濟損失。2. 3 微生物的滋生和粘泥冷卻水中的微生物一般

7、是指細菌和藻類。在新鮮水中，一般來說細菌和藻類都較少。但在 循環(huán)水 中，由于養(yǎng)分的濃縮，水溫的升高和日光照射，給細菌和藻類創(chuàng)造了迅速繁殖的條 件。大量細菌 分泌出的黏液像粘合劑一樣，能使水中漂浮的灰塵雜質和化學沉淀物等粘附 在一起，形成黏糊糊的沉積物附著在換熱器 的傳熱表面上。這種沉積物有人稱他為生物粘 泥，也有人把它叫軟垢。粘泥積附在換熱器管壁上，除了會引起腐蝕外，還會使冷卻水的流量減少，從 而降低換熱 器的 冷卻效率；嚴重時，這些生物粘泥會將管子堵死，迫使停產清洗。例如北京某廠因換 熱器中菌藻 大量繁殖，半月之內就使熱負荷下降到 50%,不得不經常停產清洗，使產量 減少。3 ?循環(huán)冷卻水系

8、統(tǒng)存在問題之水處理方案3.1 水垢的控制和污垢的控制3. 3. 1 水垢的控制冷卻水中如無過量的 P043-或 Si02, 則磷酸鈣垢和硅酸鹽垢是不容易生成的。循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中最易生成的是碳酸 鈣垢，因 此水垢控制主要是防止碳酸鹽水垢的析出。其方法主要有以下幾類：1、從冷卻 水中除去成垢的鈣離子（離子交換樹脂法和石灰軟化法）。2、加酸或通二氧化碳氣，降 低pH值，穩(wěn)定重碳酸鹽。 3、投加阻垢劑3. 3. 2 污垢的控制1、降低補充水濁度； 2、做好循環(huán)冷卻水水質處理； 3、投加分散劑； 4、增加旁濾設 備；循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中金屬腐蝕的控制?？刂平饘俑g的方法如下 :1、添加緩蝕劑；2、提高冷卻水

9、的pH值；3、選用耐蝕材料制造的換熱器；4、用防腐阻垢材料 涂覆。冷卻水中的微生物的控制方法1 、選用耐蝕材料； 2、控制水質； 3、采用殺生涂料； 4、陰極保護； 5、清洗 6、防 止陽光照射 （水池上面加蓋和冷卻塔的進風口加裝百葉窗）；7、旁流過 濾； 8、混凝沉淀； 9、噬菌體法； 10、添加殺生劑； 11 、靜電水處理和電子水處 理。需要指出的是：一個良好的微生物控制方案往往是將幾種方法聯(lián)合使川英效果要好的多。4. 結束語結合本廠，由于普通旁濾設備的過濾精度非常低，一般在55um只能去除樹葉 等大顆粒物 體。工業(yè)冷卻循環(huán)水系統(tǒng)內的雜質除了少數(shù)大顆粒雜質外，主要由空氣中的塵沙、鐵銹、粘泥

10、等細小的懸浮物組成，普通旁濾設備對這些懸浮物的過濾效率幾乎為零。普通旁濾設 備不能解決系統(tǒng)污 垢的問題；根據國家冷卻循環(huán)水設計規(guī)范規(guī)定，冷卻循環(huán)水需對菌藻、 懸浮物、污垢、腐蝕、生 物粘泥 進行處理及控制，同時必須控制水質的濃縮比，建議當補 充自來水或總硬度在 3 00mg/L（ CaCO） 3 左右的地下水時， 濃縮比控制在 2.5 倍左 右。為控制濃縮比， 采用直接排污的方式，將浪費大量的水資源。因此，采用這種水處理 方式不能完全解決系統(tǒng)存在的問題。根據多方面的 學習，我提出了兩個還不太成熟的解 決方案，還望有關領導依此作為參考，提出寶貴意見。（1） （如果采用電子水處理器，也只能解決水垢問題，系統(tǒng)腐蝕、菌藻等問題也不能解 決因此這種水處理配置只能解決一部分問題，不能綜合解決問題；）這時可以在被冷卻 設備前安裝 防垢除垢設備，根據當?shù)氐乃|情況，選擇特定的射頻參數(shù)來解決系統(tǒng)中的水 垢問題；在系統(tǒng)中 回水管安裝過濾設備，通過 機械變孔徑阻擋、活性鐵質濾膜及電暈場效 應三位一