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工业循环冷却水、空调循环水水质的处理 |
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发布者：admin
发布时间：2010-8-27
点击次数：1237
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制冷空调技术装备在工厂、宾馆、酒楼、办公大厦、娱乐场所的文娱场所已被广泛地应用。工业用水量中，冷却水占全部用水的60％以上，假如能将占优势比重的冷却水尽量循环利用，则极有效地压缩用水量。但冷却水在循环系统中，由于水温度的升高，水流速度的变化，水的蒸发，各种无机离子和有机物质的浓缩，冷却塔和水池在室外受到阳光照射、风吹雨淋、灰尘杂物的进入，以及设备结构和材料等多种因素的综合作用，会产生沉积物附着、设备腐蚀和微生物的大量滋生，以及由此形成的粘泥、污垢堵塞管道等问题，甚至使设备停产，造成经济损失。因此，在使用敝开式循环冷却水系统时，必须要选择一种经济实用的循环冷却水处理方案，使上述问题得到解决。
对制冷空调设备如何进行正确的保养和维护，使整个系统运行正常、延长设备使用寿命、降低电耗等。它包含的因素很多，其中水质处理是运行管理的一个重要环节。正确的水处理能保证空调系统及工业循环冷却水系统的正常运行，延长使用效命，增加制冷量和减少耗电量。
（一） 沉积物的析出和附着
一般天然水中都有重碳酸盐，这种盐是冷却水发生水垢附着的主要成份。
在直流冷却水系统中，重碳酸盐的浓度较低。在循环冷却水系统中，重碳酸盐的浓度随着蒸发浓缩而增加，当其浓度达到过饱和状态时，或者在经过换热器表面使水温升高，会发生下列反应：
冷却水经过冷却塔喷淋时，溶解在水中的游离CO2要逸出，这就促使上述反应向右方进行。
CaCO3沉积在换热器传热表面，形成致密的碳酸钙水垢，它的导热性能很差。不同的水垢，其导热系数不同，但一般不超过1.16W／(m · K)，而钢材的导热系数为45W／(m · K)，可见水垢形成，必然会影响换热器的传热效率。
（二） 设备腐蚀
循环冷却水系统中，大量的设备是金属制造的换热器。对于碳钢制成的换热器，长期使用循环冷却水，会发生穿孔，其腐蚀的原因是多种因素造成的。
（1）冷却水中溶解氧引起的电化学腐蚀
敝开式循环冷却水系统中，水与空气能充分地接触，因此水中溶解的O2可达饱和状态。当碳钢与溶有O2的冷却水接触时，由于金属表面的不均匀性和冷却水的导电性，在碳钢表面会形成许多腐蚀微电池，微电池的阳极区和阴极区分别发生下列的氧化反应和还原反应：
阳极区：
阴极区：
在水中：
这些反应，促使微电池中的阳极区的金属不断溶解而被腐蚀。
（2）有害离子引起的腐蚀
循环冷却水在浓缩过程中，除重碳酸盐浓度随浓缩倍数而增长外，其它的盐类如氯化物、硫酸盐等的浓度也会增加。当Cl－ 和SO42－ 离子浓度增高时，会加速碳钢的腐蚀。Cl－ 和SO42－ 会使金属上保护膜的保护性能降低，尤其是Cl－ 离子的含量过高，常使设备上应力集中的部分，如换热器花板上胀管的边缘迅速受到腐蚀破坏。循环冷却水系统中如有不锈钢制的换热器时，一般要求Cl－ 的含量不超过300mg/L。
（3）微生物引起的腐蚀
微生物的滋生也会使金属发生腐蚀。这是由于微生物排出的粘液与无机垢和泥砂杂物等形成的沉积物附着在金属表面，形成氧的浓差电池，促使金属腐蚀。此外，在金属表面和沉积物之间缺乏氧，因此一些厌氧菌（主要是硫酸盐还原菌）得以生存繁殖，当温度为25~30℃时，繁殖更快。它分解水中的硫酸盐，产生H2S，引起碳钢腐蚀，反应如下：
铁细菌是钢铁锈瘤产生的主要原因，它能使Fe2+ 氧化为Fe3+ ，释放的能量供细菌生存需要。
上述各种因素对碳钢引起的腐蚀常使换热器管壁被腐蚀穿孔，形成渗漏，此时只有停产更换冷凝器，造成经济损失，危害工厂生产。
（4）微生物的滋生和粘泥
冷却水中的微生物一般是指细菌和藻类。在新鲜水中，一般来说细菌和藻类都较少。但在循环水中，由于养份的浓缩，水温的升高和日光照射，给细菌和藻类创造了迅速繁殖的条件。大量细菌分泌出的粘液像粘合剂一样，能使水中飘浮的灰尘杂质和化学沉淀物等粘附在一起，形成粘糊糊的沉积物粘附在换热器的传热表面上。这种沉积物有人称它为生物粘泥，也有人把它叫做软垢。
如果循环水不作任何处理，那将不可避免地产生污垢、锈蚀，及由于微生物不断繁殖而产生的生物粘泥这三大普遍存在的问题。由此造成管道堵塞，能耗增加，主机的正常运行受到影响，制冷效果降低，设备使用寿命缩短等，并且对周围环境产生不同程度的影响。
如前所述，冷却水长期循环使用后，必然会带来沉积物附着、金属腐蚀和微生物滋生这三个问题，而循环冷却水处理就是通过水质处理的办法解决这些问题。
* 工业循环水处理、空调循环水处理的技术背景
（三）工业循环冷却水、空调循环水水质处理的作用
1、 除污、防垢；
2、 除锈、缓蚀；
3、 杀菌、灭藻。
（四）工业循环冷却水、空调循环水水质处理的目的
1、 安全、高效，提高制冷效果；
2、 省水、节电；
3、 延长换热设备的使用寿命。
4、 改善环境。
详细叙述如下：
（1）安全、高效，提高制冷效果： 循环水在使用过程中，随着时间的推移，水质将逐渐恶化。如果不进行水质处理，将在热交换器的壁上沉积生成活动污垢，使得热交换效果降低，造成机组高压逐渐升高，轻则高压运行增加耗电，重则高压停机，中断冷气供应（对高级宾馆、纺织厂、精密电子影响尤大）。进行水质处理后，锈蚀、微生物、水垢将得到有效的控制，冷凝器钢管保持干净，保持较高的传热效率，从而避免了机组高压运行及高压跳机无法启动的现象发生。
（2）省水、节电： 将水循环使用可节约用水85％。对循环水进行化学处理则可提高水的利用率及其循环浓缩倍数，减少排污。根据理论及实践经验证明：冷凝器污垢0.1mm，散热效率将降低5-10%，机组耗电量则增加8-15%，而经过水质处理后，结垢速度大为减缓，特别是加入NT-801和NT-802高效系列缓蚀阻垢剂后，冷凝管壁基本不结垢，从而达到真正节电之目的。
（3）延长换热设备的使用寿命： 循环水如果不作任何处理，设备及管道内壁迟早会生锈脱落，随着时间的延长，严重的就会出现锈蚀穿孔现象；而锈蚀脱落的锈渣、污垢就会进入冷凝器、蒸发器内堵塞铜管。进行水质处理后，这些现象则可以避免，从而达到延长设备寿命的目的。
（4）改善环境： 不进行水质处理的循环水，将会产生大量腐蚀产物，微生物污垢等有害物质，如经常排放，则会影响周围的环境，且冷却水的废热排入江河，经长期的积聚，会影响水中的生物生长，若经水质处理后，水的利用率得到极大提高，排污量大为减少，因而这些问题可以最大限度地避免，保护了环境。
针对循环冷却水系统产生的问题，目前世界上绝大多数厂家都采用化学方法来进行水处理。我公司通过对大量循环冷却水的研究，掌握了各种水系统中腐蚀、结垢的原因、特点及其给设备和生产带来的危害，开发出一整套具有先进水平的中央空调、制冷机、换热器、大型循环水处理系统等水处理方法，通过采用杀菌灭藻——生物剥离——化学清洗——表面预膜——日常养护的程序，使设备长期处于良好的热交换状态之中。
我公司还拥有先进的清洗技术和严格的工程规范，针对不同客户的需要，为客户提供各种设备清洗、保养等工程服务。
（五）空调循环水处理工艺流程
1. 对整个循环水系统进行杀菌、灭藻处理。
2. 对整个循环水进行除锈、除油、除垢处理。
3. 排污、置换直至冷冻水、冷却水系统都清理干净，抽取水样检测。
4. 对冷却水系统进行钝化预膜处理，目的是缓蚀、防锈。
5. 以上工作完成以后，进入日常管理工作。
（六）水质处理达到的技术指标如下：
|
项 目 |
冷却水（敝开水） |
冷冻水（密闭水） |
单 位 |
|
PH 值 |
6.5-8.5 |
7.5-10.0 |
—— |
|
总硬度（以CaCO3） |
<600 |
<600 |
mg/L |
|
总碱度 |
<600 |
<600 |
mg/L |
|
电镀率 |
<2500 |
<3000 |
μS/cm（25℃） |
|
浊 度 |
<50 |
<20 |
度（FNU） |
|
总 铁 |
<1.0 |
<1.0 |
mg/L |
|
总 铜 |
<0.1 |
<0.1 |
mg/L |
|
氯 根 |
<350 |
<200 |
mg/L |
|
细菌总数 |
<105 |
<105 |
个／m L | |
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