循環(huán)水運行過(guò)程中主要產(chǎn)生的問(wèn)題:
(1)水垢:由于循環(huán)水在冷卻過(guò)程中不斷地蒸發(fā),使水中含鹽濃度不斷增高,超過(guò)某些鹽類(lèi)的溶解度而沉淀。常見(jiàn)的有碳酸鈣、磷酸鈣、硅酸鎂等。水垢的質(zhì)地比較致密,大大的降低了傳熱效率,0.6毫米的垢厚就使傳熱系數降低了20%。
(2)污垢:污垢主要由水中的有機物、微生物菌落和分泌物、泥沙、粉塵等構成,垢的質(zhì)地松軟,不僅降低傳熱效率而且還引起垢下腐蝕,縮短設備使用壽命。
(3)腐蝕:循環(huán)水對換熱設備的腐蝕,主要是電化腐蝕,產(chǎn)生的原因有設備制造缺陷、水中充足的氧氣、水中腐蝕性離子(Cl-、Fe2+、Cu2+)以及微生物分泌的黏液所生成的污垢等因素,腐蝕的后果十分嚴重,不加控制極短的時(shí)間即使換熱器、輸水管路設備報廢。
(4)微生物粘泥:因為循環(huán)水中有充足的氧氣、合適的溫度及富養條件,很適合微生物的生長(cháng)繁殖,如不及時(shí)控制將迅速導致水質(zhì)惡化、發(fā)臭、變黑,冷卻塔大量黏垢沉積甚至堵塞,冷卻散熱效果大幅下降,設備腐蝕加劇。因此循環(huán)水處理必須控制微生物的繁殖。
微生物危害
循環(huán)冷卻水中的微生物來(lái)自?xún)蓚€(gè)方面。一是冷卻塔在水的蒸發(fā)過(guò)程中需要引入大量的空氣,微生物也隨空氣帶入冷卻水中,二是冷卻水系統的補充水或多或少都會(huì )有微生物,這些微生物也隨補充水進(jìn)入冷卻水系統中。
藻類(lèi)在日光的照射下,會(huì )與水中的二氧化碳、碳酸氫根等碳源起光合作用,吸收碳素作營(yíng)養而放出氧,因此,當藻類(lèi)大量繁殖時(shí),會(huì )增加水中溶解氧含量,有利于氧的去極化作用,腐蝕過(guò)程因此而加速。微生物在循環(huán)水系統中的大量繁殖,會(huì )使循環(huán)水顏色變黑,發(fā)生惡臭,污染環(huán)境。同時(shí),會(huì )形成大量黏泥使冷卻塔的冷卻效率降低,木材變質(zhì)腐爛。
黏泥沉積在換熱器內,使傳熱效率降低和水頭損失增加,沉積在金屬表面的黏泥會(huì )引起嚴重的垢下腐蝕,同時(shí)它還隔絕了緩蝕阻垢劑對金屬的作用,使藥劑不能發(fā)揮應有的緩蝕阻垢效能。微生物黏泥除了會(huì )加速垢下腐蝕外,有些細菌在代謝過(guò)程中,生物分泌物還會(huì )直接對金屬構成腐蝕。所有這些問(wèn)題導致循環(huán)水系統不能長(cháng)期安全運轉,影響生產(chǎn),造成嚴重的經(jīng)濟損失,因此,微生物的危害與水垢、腐蝕對冷卻水系統的危害是一樣的嚴重,甚至可以說(shuō),三者比較起來(lái)控制微生物的危害是首要的。
濃水倍數
循環(huán)水濃縮倍數是指循環(huán)水系統在運行過(guò)程中,由于水分蒸發(fā)、風(fēng)吹損失等情況使循環(huán)水不斷濃縮的倍率(以補充水作基準進(jìn)行比較),它是衡量水質(zhì)控制好壞的一個(gè)重要綜合指標。濃縮倍數低,耗水量、排污量均大且水處理藥劑的效能得不到充分發(fā)揮;濃縮倍數高可以減少水量,節約水處理費用;可是濃縮倍數過(guò)高,水的結垢傾向會(huì )增大,結垢控制及腐蝕控制的難度會(huì )增加,水處理藥劑會(huì )失效,不利于微生物的控制,故循環(huán)水的濃縮倍數要有一個(gè)合理的控制指標。
水垢的形成
在循環(huán)水系統中,水垢是由過(guò)飽和的水溶性組分形成的,水中溶解有各種鹽類(lèi),如碳酸氫鹽、碳酸鹽、氯化物、硅酸鹽等,其中以溶解的碳酸氫鹽如Ca(HCO3)2、Mg(HCO3)2
極其不穩定,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(shí),水流通過(guò)換熱器表面,特別是溫度較高的表面,就會(huì )受熱分解;水中溶有磷酸鹽與鈣離子時(shí),也將產(chǎn)生磷酸鈣的沉淀;碳酸鈣和Ca3(PO4)2等均屬難溶解度與一般的鹽類(lèi)還不同,其溶解度不是隨溫度的升高而加大,而是隨著(zhù)溫度的升高而降低。因此,在換熱器傳熱表面上,這些難溶性鹽很容易達到過(guò)飽和狀態(tài)而水中結晶,尤其當水流速度小或傳熱面較粗糙時(shí),這些結晶沉淀物就會(huì )沉積在傳熱表面上,形成通常所稱(chēng)的水垢,由于這些水垢結晶致密,比較堅硬,又稱(chēng)之為硬垢,常見(jiàn)的水垢成分為:碳酸鈣,硫酸鈣,磷酸鈣,鎂鹽,硅酸鹽。
循環(huán)水處理技術(shù)
根據企業(yè)循環(huán)水系統的特點(diǎn)和工藝條件,結合當地的水質(zhì)特點(diǎn),選擇適合企業(yè)運行條件的水處理方案,通過(guò)加藥等措施,控制循環(huán)水指標在一定范圍內運行,既保證生產(chǎn)設備的長(cháng)周期運行,又提高了循環(huán)水利用率。循環(huán)水處理技術(shù)的利用,既能給企業(yè)帶來(lái)顯著(zhù)的經(jīng)濟效益,又能為社會(huì )帶來(lái)良好的社會(huì )效益。
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