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循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中的沉積物解析

文章出處:本站瀏覽次數(shù):972發(fā)表時間:2021-01-25

本文轉(zhuǎn)載來源:鯤飛環(huán)保






循環(huán)冷卻水系統(tǒng)在運行的過程中,會有各種物質(zhì)沉積在換熱器的傳熱管表面。這些物質(zhì)統(tǒng)稱為沉積物。它們主要是由水垢、淤泥、腐蝕產(chǎn)物和生物沉積物構(gòu)成。通常,人們把淤泥、腐蝕產(chǎn)物和生物沉積物三者統(tǒng)稱為污垢。


所以我們可以把循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中的沉積物分成兩類:污垢和水垢。

01

污垢:污垢一般是由顆粒細小的泥砂、塵土、不溶性鹽類的泥狀物、膠狀氫氧化物、雜物碎屑、腐蝕產(chǎn)物、油污、特別是菌藻的尸體及其粘性分泌物等組成。

水處理控制不當,補充水濁度過高,細微泥砂、膠狀物質(zhì)等帶入冷卻水系統(tǒng),或者菌藻殺滅不及時,或腐蝕嚴重、腐蝕產(chǎn)物多等都會加劇污垢的形成。由于這種污垢體積較大、質(zhì)地疏松稀軟,故又稱為軟垢。


當這樣的水質(zhì)流經(jīng)換熱器表面時,容易形成污垢沉積物,特別是當水走殼層,流速較慢的部位污垢沉積物更多。大量的污垢沉積會引起垢下腐蝕,同時又是某些細菌(厭氧菌)生存和繁殖的溫床。

水垢:天然水中溶解有各種鹽類,其中又以溶解的重碳酸鹽如Ca(HCO3)2、Mg(HCO3)2為最多,也最不穩(wěn)定,容易分解生成碳酸鹽。


使用含重碳酸鹽較多的水作為冷卻水,當它通過換熱器傳熱表面時,會受熱分解:

冷卻水通過冷卻塔相當于一個曝氣過程,溶解在水中的CO2會逸出,因此,水的PH值會升高。此時,重碳酸鹽在堿性條件下會發(fā)生反應(yīng),當水中溶有氯化鈣時,還會產(chǎn)生下列置換反應(yīng);


碳酸鈣和磷酸鈣均屬于微溶性鹽,它們的溶解度比氯化鈣和重碳酸鈣要小得多。此外,碳酸鈣和磷酸鈣的溶解度與一般的鹽類不同,它們不是隨著溫度的升高而升高,而是隨著溫度的升高而降低。因此,在換熱器的傳熱表面上,這些微溶性鹽很容易達到過飽和狀態(tài)而從水中結(jié)晶析出。當水流速度比較小或傳熱面比較粗糙時,這些結(jié)晶沉積物就容易在傳熱表面上。


此外,水中溶解的硫酸鈣、硅酸鈣、硅酸鎂等,當其陰、陽離子溶度的乘積超過其本身溶度積時,也會生成沉淀沉積在傳熱表面上。

以上所述的此類沉積物通稱為水垢。因這些水垢都是由無機鹽組成,故又稱為無機垢;由于這些水垢結(jié)晶致密,比較堅硬,故又稱為硬垢。它們通常牢固地附著在換熱表面上,不易被水沖洗掉。

大多數(shù)情況下,換熱器傳熱表面上形成的水垢是以碳酸垢為主的。




02

水垢的控制:冷卻水中如無過量的PO43-或SiO2,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)中最易生成的水垢是碳酸鈣垢,在此談沉積物控制主要是指如何防止碳酸鹽水垢的析出。

控制水垢析出的方法,大致有下圖中的幾類:

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污垢的控制:污垢的形成主要是由塵土、雜物碎屑、菌藻尸體及其分泌物和細微水垢、腐蝕產(chǎn)物等構(gòu)成。因此,欲控制好污垢,必須做到下圖幾點:

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