船用低速柴油機(jī)缸套冷卻水及處理1

船用低速柴油機(jī)缸套冷卻水及處理摘要：本文介紹了使用閉式冷卻的船用柴油機(jī)的冷卻水及水處理。關(guān)鍵詞：柴油機(jī)缸套水缸套水處理序言船舶主機(jī)運(yùn)行過程中，燃油的化學(xué)能在轉(zhuǎn)化為機(jī)械能之前，會(huì)產(chǎn)生大量的熱能．部分多余的熱能通過缸套水(高溫冷卻水)散失掉。近年來建造的船舶中．主機(jī)缸套一般采用閉式冷卻系統(tǒng)．冷卻介質(zhì)為淡水．在使用的淡水中往往是非純凈水，所以需對(duì)系統(tǒng)中的淡水進(jìn)行處理．以防在冷卻腔中結(jié)垢和造成腐蝕。在這里就冷卻水和水處理作一下簡(jiǎn)單的闡述。缸套水機(jī)缸套水使用的一般是經(jīng)處理的淡水，因?yàn)槲唇?jīng)處理的淡水中含有一定的溶解物，這些溶解物經(jīng)高溫后，發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，從而損害缸套或產(chǎn)生新的物質(zhì)．影響主機(jī)的正常航行．所以我們?cè)诩幼⒌畷r(shí)．一般要對(duì)淡水進(jìn)行處理。2．1危害經(jīng)處理的淡水中，主要含有氣體、無機(jī)鹽和有機(jī)物等。這些物質(zhì)在高溫作用下．都會(huì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。于水的氣體有0、CO、H2S等，它們能對(duì)缸套造成腐蝕。例如：發(fā)生吸氧腐蝕2Fe+02+2H20=2Fe(0H)2，這種反應(yīng)多出現(xiàn)在局部，引起潰瘍性破壞，縮短主機(jī)的使用壽命。溶于水的無機(jī)鹽離子有Ca、Mg、Na+、l〈+、HC03+,CL-.S042-等等.其中的一些離子會(huì)形成水垢。水垢的主要化學(xué)成分是：CaSO、42CaSiO3、MgC03、MgSi03、Mg(OH)2等。形成的水垢會(huì)牢固地附在缸套上，使得缸套傳熱不良，嚴(yán)重時(shí)，會(huì)使缸套產(chǎn)生裂紋，見圖1。傳熱八、、損失f％1水垢厚度(mm)圖1水垢厚度對(duì)傳熱的影響0 12 3 4 5水垢厚度(mni)圖1水垢厚度對(duì)傳熱的烤響溶于水的有機(jī)物主要是油脂。當(dāng)水中的油脂、膠體物質(zhì)及較高含鹽量在高溫作用下混合時(shí)容易產(chǎn)生泡沫，致使冷卻效果不佳。因此，為了避免以上的危害存在，我們有必要對(duì)加注的缸套水進(jìn)行處理。2．2水質(zhì)指標(biāo)。質(zhì)指標(biāo)就是保證主機(jī)正常運(yùn)行時(shí)對(duì)水質(zhì)的基本要求。水質(zhì)指標(biāo)主要有5個(gè)。PH值用來表示水的酸堿性，一般以7為分界限，大于7的為堿性，小于7的為酸性，等于7的為中型物質(zhì)。堿度用來表示水中OH'、HC03-、C032—及其他弱酸根的總量照酸堿的質(zhì)子理論，凡能提供質(zhì)子H+的物質(zhì)就是酸，凡能接受H+的物質(zhì)就是堿。顯然，這些弱酸根都是堿。水中可能有P043-、HP042-。因?yàn)镠P()42一、I-IC03-根既能接受H+。也能提供H+。所以此種物質(zhì)為兩性物質(zhì)。因此，堿性離子OH一與兩性離子HPO42一、HC03-基本上不能同時(shí)共存。在強(qiáng)酸或強(qiáng)堿時(shí)。兩性離子HP0~-.HC03-實(shí)際上不存在。對(duì)于可接受兩個(gè)H+的兩性離子而言。反應(yīng)是分步進(jìn)行的。接受第一個(gè)H的反應(yīng)完全。達(dá)到化學(xué)計(jì)量點(diǎn)時(shí)。溶液有一定的PH值；接受第二個(gè)H+的反應(yīng)到達(dá)化學(xué)計(jì)量點(diǎn)時(shí).溶液又有另一確定的PH值。根據(jù)這種特性可用指示劑確定。具體離子特性和指示劑確定見圖2、圖3和表1。圖2碳酸各種存在形式隨PH變化的百分分布圖

4 5 6 7 8 9 10 1112圖2碳酸各種存在吃武隨PH變化的百分分布圖圖3磷酸各種存在形式隨PH變化的百分分布圖2 4 6 8 10 12 14圈3磷酸各種存在形式隨FH變化的百分分布圖表1部分酸堿指示劑的PH變色范圍表1部分醸堿指示劑的PH變色范圍指示劑擷色PH變色范圍堿色常配制濃度百里酚藍(lán)紅黃0J%的20%乙諄甲阜橙紅3J~4,4 !黃0,05%的水甲基紅紅一-4.4-62黃0.1%的60%乙醇渙白里酚藍(lán)黃6.2-7j6藍(lán)0」％的20%乙醇酚fit無8.0-KH)紅0.5%的90%乙醇17里酚舐無94-10.6藍(lán)0J%的90%乙障指示劑顏色PH變色范圍堿色常配制濃度百里酚藍(lán)紅1.2?2.8黃0.1%的20%乙醇甲基橙紅3.1?4.4黃0.05%的水甲基紅紅.. 4.4?6.2黃0.1%的60%乙醇溴百里酚藍(lán)黃6.2?7.6藍(lán)0.1%的20%乙醇酚酞無8.0?10.0紅0.5%的90%乙醇百里酚酞無9.4?10.6藍(lán)0.1%的90%乙醇含量。因?yàn)橥ǔ５乃?)~Ca2~Mg含量最大。所以采用Ca、M含量表示水的硬度。Ca(HC03)2、Mg(HC03)2不穩(wěn)定，遇熱后分解為CaCO,、MgCO,,利用過濾方法，可以Ca2~M+氯化物、鹽酸鹽用加熱過濾的方法不能除去。而組成永久硬度。通常用水樣中氯化物的含量來代表水樣表示水中0的含量。須處理缸套用水。通?？梢栽谂蛎浰渲型斗鸥鞣N化學(xué)藥荊.達(dá)到防止結(jié)垢和防止腐蝕的目的。常用的藥劑有NaCO、Na3P0、N0等。這些藥劑在水中的反應(yīng)如下:JfCa2++C03c旱，co3JH20+C032-,-~-20H一+C02fNa2C03{f20H一+MgZ+—~-Mg(0H)2LI2032-+CAS04(s)-~-CaC03J-I-5042-Mg2++2P043-Mg3(P04)2Nqf3CaS04(s)+2P043-Ca3(P04)2+3S042-MgS04(s)+2P(PoS2l+3so42-實(shí)際使用柴油機(jī)冷卻系統(tǒng)中。冷卻介質(zhì)通常有淡水、海水等，淡水由于水質(zhì)穩(wěn)定和傳熱效果好并可采用水處理解決其腐蝕和結(jié)垢的缺陷43而被廣泛地運(yùn)用。目前一般采用閉式循環(huán)的MANB&WMC系列柴油機(jī)缸套水冷卻系統(tǒng)如圖4。

l⑴円：!!■■■_專肛沖卻爲(wèi)70-SI■九城孫-TA金筆?。和?1兀?:K46?M34il⑴円：!!■■■_專肛沖卻爲(wèi)70-SI■九城孫-TA金筆?。和?1兀?:K46?M34i圖斗采丿別仁式連知的妣A%R&W能50\代機(jī)連卻系統(tǒng)圖由圖4可知，在整個(gè)系統(tǒng)中，冷卻水的水圖4采用閉式冷卻的MANB&W6S50MC機(jī)冷卻系統(tǒng)圖量不會(huì)減少．只是由于蒸發(fā)或人為的泄放損失．所以在一次性加注后，后期定期補(bǔ)水和檢測(cè)即可。舶上處理冷卻水的方法有兩種．一種是加入無機(jī)緩蝕劑．此類化學(xué)藥品大致分為陽極緩蝕劑與陰極緩蝕劑兩種：前者如碳酸鹽、磷酸鹽、亞硝酸鹽等，可在陽極金屬上形成保護(hù)層，防止陽離子進(jìn)入水中，但濃度必須足夠．否則未形成保護(hù)層的局部將產(chǎn)生嚴(yán)重腐蝕：后者如重碳酸鈣等．可在陰極金屬上形成保護(hù)層。目前大多使用以亞硝酸鹽與硼酸鹽為主的水處理劑、。其價(jià)格便宜。保護(hù)效果好，投藥量低（＜0．5％），如濃度不當(dāng)，其危害不突出，且不會(huì)傷及皮膚。其缺點(diǎn)是在船上必須定期化驗(yàn)其濃度變化．對(duì)鋅及鍍鋅管有腐蝕作用，另外亞硝酸鹽有一定毒性。另一種是加入乳化防銹油．由于環(huán)境保護(hù)的要求．44目前較少使用乳化防銹油。3．1無機(jī)緩蝕劑機(jī)緩蝕劑（防銹劑）的種類很多，但目前國內(nèi)所使用的均以亞硝酸鹽和硼酸鹽為主要成份，前者具有很好的防垢和防銹作用；后者為堿性物質(zhì)可提高冷卻水的PH值，有利于保護(hù)膜形成。只要按照說明書應(yīng)用，都能取得良好效果。下面以遠(yuǎn)洋船上常用的UNITOR公司生產(chǎn)的冷卻水腐蝕抑制劑(DIESEL.GUARD)為例加以說明。這種冷卻水處理劑為干燥灰白粉狀亞硝酸鹽——硼酸鹽化合物，能使金屬表面形成完整的一層薄膜．不影響傳熱，能防止電化學(xué)腐蝕和穴蝕。抑制水垢生成，對(duì)銅、黃銅、及非金屬(如軟管、密封墊片)均無損害。加有這種藥劑的冷卻水可用做造水機(jī)的熱源，制得的淡水可直接飲用。使用這種藥劑的用量控制及濃度是根據(jù)船用低速柴油機(jī)缸套冷卻水及處理亞硝酸鹽濃度而定的，具體見表2。表2亞硝酸鹽濃度決定藥劑的用■控制及濃度亞硝酸鹽值(ppm)投夠鈕的F水汁以1〕蒸留水自來水有海水苦染2002.05,06.54()01.54.56.0600L04.0558005.01000043.54.51200B3.01400254.016002.03.518003.020001,522001.02.524tM)控制范圍2.0260(}1.32妙}0.13(W32000.53400n控制范闈36003SOO14麗245.46,7表2亞硝酸鹽濃度決定藥劑的用量控制及濃度亞硝酸鹽值(投藥量藥/水(kg/t)ppm)蒸留水自來水有海水污染20o2.05.06.540o1.54.56.060o104.05.580o5.00oO0.43.54．520o3．04O02．54．060o2．03．5l80o3．00oO控制范圍1．520o1．02．540o2．060o1．380o控制范圍0．10oO20o0．540o60o控制范圍80o0oO次投藥量2．45．46．7對(duì)系統(tǒng)受油和水垢污染的冷卻腔，加藥前應(yīng)先進(jìn)行清洗。有可供清洗用的UNITOR產(chǎn)品。去油污可用Seaclean,去水垢可用Descalex。藥末加入系統(tǒng)中的高溫膨脹水箱。待藥劑分散到整個(gè)系統(tǒng)后。應(yīng)立即取水樣進(jìn)行化驗(yàn)。并根據(jù)化驗(yàn)結(jié)果對(duì)含藥濃度進(jìn)行調(diào)節(jié)。當(dāng)達(dá)到所需要的要求后應(yīng)每周再化驗(yàn)一次亞硝酸鹽濃度化驗(yàn)是利用UNITOR公司提供的手提化驗(yàn)箱按說明進(jìn)行：取經(jīng)過濾后的試樣5ml放人瓶?jī)?nèi)。再加蒸餾水至50ml，加入2片亞硝酸鹽1號(hào)藥片。待搖至融解后再放人1片亞硝酸鹽2號(hào)藥片。待融解后再放人第二片2號(hào)藥片。這樣一片片加入直至出現(xiàn)粉紅色并保持1min以上。加入的2號(hào)藥片總數(shù)乘以1801~P得出亞硝酸鹽的濃度值，再和附表比較。即可決定加藥數(shù)量。亞硝酸鹽的濃度一定要足夠，否則金屬表面薄膜不能保持完整，反而會(huì)加速電化學(xué)腐蝕。一般正常的亞硝酸鹽范圍：l000?2400ppm，使用DIESELGUARDNB處理劑的最小和最大之間的最佳點(diǎn)為1440ppm。此時(shí)缸套水的PH值應(yīng)被維持在8.310.0之間，氯化物的水平應(yīng)盡可