循環(huán)冷卻水基本知識(shí)BUCKMAN

循環(huán)冷卻水處置技術(shù)

巴克曼實(shí)驗(yàn)室化工〔上?！?/p>

目錄水作為工業(yè)冷卻劑冷卻水術(shù)語冷卻水系統(tǒng)通常存在的問題系統(tǒng)調(diào)查案例

PartOne:為什么用水作為工業(yè)冷卻劑?可獲取性廉價(jià)易處置和泵送有利環(huán)保良好的傳熱介質(zhì)比熱－一種物質(zhì)吸熱和放熱的才干純水比熱為1.0相對(duì)較而言甲醇比熱為0.39 苯比熱為0.10因此水是一種理想的用于冷卻塔的傳熱介質(zhì)為什么水不是十全十美的冷卻介質(zhì)?水是“萬能溶劑〞 －易溶解氧氣、二氧化碳等氣體 鈣、鎂、鐵等固體 粘土、淤泥等懸浮物一切這些污染物使水對(duì)工廠設(shè)備會(huì)呵斥損害。重要化學(xué)特性電導(dǎo)率 -能傳導(dǎo)電流的才干.純水〔不含可溶固體〕不會(huì)導(dǎo)電。隨著水中集聚越多溶解的物質(zhì)，它的電導(dǎo)率也越大。高溶解物質(zhì)含量高電導(dǎo)率 結(jié)垢和腐蝕傾向添加。重要化學(xué)特性 硬度 -溶解的鈣和鎂. 易從溶液中析出而構(gòu)成垢堆積。 堿度 -溶解的碳酸鹽和碳酸氫鹽 過高－構(gòu)成結(jié)垢。過低－發(fā)生腐蝕。重要化學(xué)特性pH -水的酸度和堿度平衡形狀pH<7.0–酸性pH=7.0–中性pH>7.0–堿性 冷卻水的PH值必需堅(jiān)持在規(guī)定允許范圍內(nèi)，否那么能夠 會(huì)構(gòu)成結(jié)垢或發(fā)生腐蝕。冷卻過程ColdcoolingwaterinHotcoolingwateroutHotprocessinCooledprocessoutPartTwo:冷卻水術(shù)語冷卻塔根本概念熱負(fù)荷BDC冷卻塔MURT2T1DLCBCM參數(shù):E=蒸發(fā)量evaporation(gpmorm3/h)D=漂移損失drift(gpmorm3/h)MU=補(bǔ)充水makeup(gpmorm3/hBDC=控制排污量controlledblowdown(gpmorm3/h)BD=總排污量totalblowdown(gpmorm3/h)L=滲漏leakage(gpmorm3/h)R=循環(huán)量recirculationrate(gpmorm3/h)f=蒸發(fā)系數(shù)evaporationfactor(普通1.5%per10C)T1=〔回流〕熱水溫度hotwater(return)temperature(oForoC)T2=〔給水〕冷水溫度coldwater(supply)temperature(oForoC)CR=濃縮倍率cyclesofconcentrationV=體積volume(galorm3)蒸發(fā)〔汽化〕-較熱的水經(jīng)由冷卻塔向空氣中釋放熱量，與此同時(shí)經(jīng)過部分循環(huán)水汽化帶走熱量而使水被冷卻。濃縮比(濃縮倍數(shù))-只需純水才可汽化，所以留下的循環(huán)水中溶解的固體累積。濃縮比就是冷卻塔水中溶解固體含量與補(bǔ)充水中溶解固體含量的比值。排放將塔內(nèi)溶解固體高的水部分排出從而降低循環(huán)水的溶解固體含量〔或電導(dǎo)率〕。切記，高電導(dǎo)率。 易發(fā)生礦物結(jié)垢。這些被排放的高濃度的水被等量〔含蒸發(fā)部分〕的低濃度的新穎水所補(bǔ)充。溫降–溫差-較熱回水與較冷的供應(yīng)水之間的溫差。PartThree：冷卻水易發(fā)生的問題結(jié)垢腐蝕結(jié)污微生物滋長結(jié)垢冷卻水中的礦物質(zhì)通常溶解在水中，但在某些條件下它們會(huì)析出而構(gòu)成鞏固、致密的晶狀物質(zhì)，稱為垢。垢可由單一礦物組成，可由多種礦物組成，也可含懸浮固體或細(xì)菌組成。結(jié)垢的換熱器管以下要素會(huì)影響結(jié)垢：礦物質(zhì)濃度當(dāng)冷卻水中溶解礦物質(zhì)超越一定限定〔溶解度〕時(shí)就會(huì)結(jié)晶析出。溫度大部分生成結(jié)垢的礦物的溶解度隨著溫度的升高而降低。所以當(dāng)溫度升高時(shí)，結(jié)垢趨勢加大。正相關(guān)溶解度硫酸鈣碳酸鈣磷酸鈣溫度以下要素影響結(jié)垢的構(gòu)成:水的pH值隨著pH值的添加，堿度和結(jié)垢〔特別是碳酸鹽〕的傾向也隨之添加。懸浮物其它污染物〔如灰塵、泥土、淤泥、細(xì)菌〕可誘發(fā)新的結(jié)垢。流速低速水流和工藝設(shè)備中的“死角〞會(huì)促進(jìn)結(jié)垢的生成。結(jié)垢是怎樣影響工廠消費(fèi)的?礦物垢往往在冷卻系統(tǒng)中溫度較高的部分生成〔如換熱器〕。 這會(huì)導(dǎo)致:傳熱效率降低 垢下腐蝕 微生物及結(jié)污傾向加大導(dǎo)致工廠效率降低，消費(fèi)率下降，停工時(shí)間添加，設(shè)備清洗和設(shè)備維修/改換費(fèi)用加大。怎樣才干防止結(jié)垢生成?控制可結(jié)垢礦物質(zhì)濃度，定期排放和補(bǔ)水，降低補(bǔ)充水的電導(dǎo)率。加酸來降低pH值和堿度。系統(tǒng)設(shè)計(jì)的機(jī)械部分改良 盡能夠添加水流速度。 用汽錘和反沖洗來去除設(shè)備結(jié)垢。 降低熱負(fù)荷〔如添加換熱器面積〕。防止結(jié)垢要做些什么?運(yùn)用化學(xué)阻垢劑有三種類型： 1.晶體改動(dòng)－使晶格扭曲而妨礙結(jié)垢的生長。 2.鰲合劑－化學(xué)物質(zhì)附著于礦物質(zhì)上使其溶于水中從而防止結(jié)垢。 3.分散劑－分散劑分子給予礦物質(zhì)以電荷使其互相排斥而難以集聚結(jié)垢。巴克曼阻垢劑實(shí)例：

運(yùn)用上述三種原理的聚合物： －首先是可分散鋁、鐵和硅結(jié)垢的聚合物分散劑。 －使晶體扭曲并運(yùn)用鰲合特性防止碳酸鈣、磷酸鈣和硅酸鎂結(jié)垢的構(gòu)成WaterCycleSimulationsWaterCycleSimulations冷卻水常有問題結(jié)垢腐蝕結(jié)污微生物滋長腐蝕使金屬重新變成自然〔氧化〕形狀的電化過程。例如，鋼中的鐵在水和空氣接觸時(shí)被氧化成Fe2O3(鐵銹〕。腐蝕腐蝕機(jī)理的三個(gè)步驟：1.與冷卻水接解的鐵在陽極開場溶解。2.電子釋放并轉(zhuǎn)移至陰極。3.在陰極電子與氧生成氫氧根離子，腐蝕就此產(chǎn)生。簡單腐蝕電池腐蝕腐蝕破壞作用不斷繼續(xù)下去直至腐蝕路斷開。冷卻水系統(tǒng)為腐蝕提供良好的條件。被腐蝕了的換熱器管壁嚴(yán)重腐蝕的換熱器管以下要素影響腐蝕速率：水的pH值酸性隨pH值下降而添加，會(huì)加速腐蝕。溫度腐蝕速度隨溫度升高而加快，通常來說，每升高10℃，腐蝕速率會(huì)添加一倍。以下要素會(huì)影響腐蝕速率：固體溶解物正是因有固體溶解物的存在才致使電化學(xué)電池構(gòu)成閉壞，固體溶解物濃度越高腐蝕就越快。堆積當(dāng)水垢、污垢、細(xì)菌和粘泥堆積在金屬外表時(shí)，這里便成為堆積下點(diǎn)腐蝕理想的場所。以下要素會(huì)加速腐蝕速率：水流速度低水流會(huì)使固體沉淀而破壞金屬維護(hù)膜并呵斥堆積下腐蝕。高速水流會(huì)呵斥侵蝕腐蝕。以下要素會(huì)添加腐蝕速率：微生物滋長可在2天內(nèi)加速腐蝕 －堆積于金屬外表促成堆積下腐蝕。 －一些細(xì)菌產(chǎn)生高腐蝕性產(chǎn)物〔如酸〕呵斥嚴(yán)重的點(diǎn)腐蝕。腐蝕是如何影響工廠消費(fèi)的?冷卻水系統(tǒng)存在強(qiáng)大化學(xué)腐蝕動(dòng)力，所以一切冷卻水系統(tǒng)都存在某種程度上的腐蝕。我們的目的是減少腐蝕，延伸設(shè)備壽命。腐蝕是怎樣影響工廠消費(fèi)的?腐蝕有多種方式，它們以不同方式影響設(shè)備，工業(yè)冷卻水中通常存在的方式為：面腐蝕腐蝕在整個(gè)金屬外表均勻地發(fā)生。這種腐蝕對(duì)設(shè)備影響較小。面腐蝕腐蝕是怎樣影響工廠消費(fèi)的?點(diǎn)腐蝕部分小范圍內(nèi)金屬損失。 點(diǎn)腐蝕通常在金屬外表構(gòu)成深深凹陷，會(huì)導(dǎo)致設(shè)備迅速報(bào)廢。點(diǎn)腐蝕腐蝕是怎樣影響工廠消費(fèi)的?很明顯，如腐蝕不加以控制便會(huì)對(duì)冷卻系統(tǒng)呵斥破壞，其影響如下： 破壞冷卻水系統(tǒng)金屬 腐蝕產(chǎn)物在工藝設(shè)備上堆積/降低消費(fèi)效率 工藝和水側(cè)污染 維修和清洗頻率添加 非方案停工添加/產(chǎn)量降低如何才干防止腐蝕?腐蝕不能完全消除，只能減小其腐蝕程度而減少其破壞。運(yùn)用工程抗腐蝕資料。在經(jīng)濟(jì)可行前提下，可運(yùn)用不銹鋼、銅合金、水泥和塑料。調(diào)整水的pH值pH值添加，腐蝕傾向減小，但結(jié)垢傾向加大。如何才干防止腐蝕?運(yùn)用維護(hù)涂料含鋅、鎳、鉻、錫的涂層可改善金屬外表的抗腐蝕性。在水中運(yùn)用腐蝕劑一些化學(xué)藥品可阻斷陰極和陽極腐蝕電池，故可用來防止腐蝕反響發(fā)生。如何才干防止腐蝕?陽極緩蝕劑－鉻酸鹽、亞硝酸鹽、硫酸鹽、硅酸鹽和鉬酸鹽有阻斷陽極腐蝕氧化反響功能。陰極緩蝕劑－鋅、碳酸氫鹽、聚硅酸鹽等有阻斷陰極氧化反響的功能。有效的冷卻水腐蝕控制方案往往同時(shí)運(yùn)用陽極和陰極緩蝕劑。如何監(jiān)控緩蝕劑效果?腐蝕掛片設(shè)備檢修時(shí)對(duì)設(shè)備的調(diào)查低碳鋼腐蝕的工業(yè)規(guī)范為小于5mpy(0.125mm/a)。

可見緩蝕劑方案效果杰出，可使設(shè)備運(yùn)用年限顯著延伸。如何監(jiān)控緩蝕劑效果?冷卻水系統(tǒng)通常發(fā)生的問題水垢腐蝕粘泥〔結(jié)污〕微生物滋長粘泥〔結(jié)污〕冷卻水中任何一種懸浮物均有沉淀而粘附于設(shè)備外表的傾向。 來源 粘泥〔結(jié)污〕補(bǔ)充水 淤泥，泥砂攜入空氣 灰塵、污垢、昆蟲內(nèi)部污染物 油、腐蝕產(chǎn)物、細(xì)菌粘泥〔結(jié)污〕粘泥傾向于集聚在一同并在冷卻系統(tǒng)中沉淀出來。這種情況發(fā)生可導(dǎo)致傳熱效率降低和垢下腐蝕

以下要素影響粘泥〔結(jié)污〕產(chǎn)生:系統(tǒng)特性如冷卻塔－最易由空氣攜入污染物。補(bǔ)充水源某些水源存在大量懸浮物。大雨沖刷而致使補(bǔ)充水受污染。冷卻水流速低流速易使懸浮物和其他污物堆積。微生物滋長水中由冷卻塔填料上剝落的生物團(tuán)、藻類是冷卻系統(tǒng)結(jié)污的主要來源。以下要素影響粘泥〔結(jié)污〕產(chǎn)生:腐蝕產(chǎn)物腐蝕過程中產(chǎn)生的氧化鐵〔鐵銹〕剝落成為粘泥的一部分。工藝污染工藝物料，油等滲漏至水側(cè)。以下要素影響粘泥〔結(jié)污〕產(chǎn)生:粘泥〔結(jié)污〕是如何影響工廠消費(fèi)的?粘泥易在系統(tǒng)中溫度較高的部分，傳熱部分，低流速區(qū)域和死角內(nèi)堆積。其影響如下： 降低工廠效益 降低消費(fèi)率 添加停工和維護(hù) 設(shè)備修繕和改換本錢添加如何防止粘泥〔結(jié)污〕的發(fā)生? 堅(jiān)持系統(tǒng)的清潔！防止污物進(jìn)學(xué)系統(tǒng)降冷卻塔置于水泥圍墻內(nèi)，防止渣滓攜入，檢查防止換熱器走漏等。減少系統(tǒng)內(nèi)污物堅(jiān)持良好排放；抑制微生物生長；安裝旁路過濾。如何才干防止粘泥〔結(jié)污〕?非停工維護(hù)-低流速工藝設(shè)備和換熱器反沖洗。-用緊縮空氣吹掃工藝設(shè)備排出積聚污物。-真空清理冷卻塔水池。怎樣防止粘泥堆積?化學(xué)處置分散劑可最大程度地防止粘泥堆積。分散劑經(jīng)過加強(qiáng)懸浮物地外表電荷，產(chǎn)生相互排斥力，防止相互粘接來堅(jiān)持浮在水中。冷卻水問題結(jié)垢腐蝕粘泥微生物滋長微生物的繁殖冷卻水為微生物的生長繁衍提供了理想的環(huán)境。據(jù)統(tǒng)計(jì)不進(jìn)展微生物控制導(dǎo)致的問題占一切問題的90％。這就是為什么微生物占據(jù)三角形的中心。循環(huán)水中的微生物有很多種，共分三大類：細(xì)菌這是最主要的一類，按其順應(yīng)的環(huán)境分類。藻類生長在陽光充足的地方。真菌在木質(zhì)構(gòu)造中易生長。微生物的繁殖細(xì)菌好氧菌，粘泥制造者 生長在氧氣充足的地方，對(duì)冷卻水系統(tǒng)產(chǎn)生繼續(xù)的危害。 外表有粘液層，可附著在金屬外表。 其代謝產(chǎn)物具有很強(qiáng)的粘性和腐蝕性，可使懸浮物和其它雜物堆積。AerobicSlimeFormers細(xì)菌厭氧菌－強(qiáng)腐蝕性 可生存在氧氣缺乏的地方。 可產(chǎn)生劇烈的破壞性：比如硫，其產(chǎn)物具有強(qiáng)腐蝕性。 可導(dǎo)致部分腐蝕，穿孔，很難處置。細(xì)菌鐵細(xì)菌 廣泛存在于水源中，能將Fe轉(zhuǎn)化為FeO。硝化菌 能將NH3轉(zhuǎn)化為NO3－，降低pH值，使水具有腐蝕性。延續(xù)的營養(yǎng)供應(yīng)(C、O2、S、PO4).理想的溫度15-40oC。理想的pH值6.0-9.0陽光/無陽光(氧氣/無氧氣)為什么微生物可以在冷卻水中生存?微生物對(duì)工廠產(chǎn)生怎樣的影響?普通問題包括：微生物膜－降低傳熱效率。產(chǎn)生腐蝕－導(dǎo)致走漏。木質(zhì)構(gòu)造的腐爛。產(chǎn)生粘泥。安康緣由。目的是要讓微生物的生長環(huán)境非?？量?。這樣將抑制它的生長繁衍。水質(zhì)堅(jiān)持良好水質(zhì)，保證最少的營養(yǎng)源。運(yùn)用水質(zhì)良好的補(bǔ)充水，防止有機(jī)物的污染，如油脂等。正確運(yùn)用旁濾系統(tǒng)。機(jī)械設(shè)計(jì)和維護(hù)-盡量防止陽光的照射。-運(yùn)用塑料材質(zhì)的填料和擋板，減少真菌繁殖。-定期去除塔池的污泥。-堅(jiān)持較高的水流。-沖洗水流速較低的區(qū)域和死角。怎樣減少微生物的生長?化學(xué)處置微生物處置劑可以有效控制微生物的生長。微生物處置劑分三類: 氧化性殺菌劑 非氧化性殺菌劑 生物分散劑氧化性殺菌劑功能：將細(xì)菌的細(xì)胞組織氧化，殺死細(xì)菌。包括：氯、溴、ClO2、O3，對(duì)各種微生物都有效，運(yùn)用濃度較低，<1.0ppm。在正常的管理下，