[转帖]系统循环水系统污垢的形成原因及危害

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发表于 2006-6-20 10:55 |只看该作者 |倒序浏览

系统循环水系统污垢的形成原因及危害：9 ~9 P( `* E- V. b , a& C/ D' h' ?" A$ l* o1 m 1、循环水系统中细菌的繁殖，藻类的滋生： & a4 W2 w3 Y7 ?* r6 i; n1 K" T6 g* _7 G" G$ q/ o 形成原因：在冷却水循环系统中，含有微生物的补充水不断进入，与此同时冷却塔中从上面喷淋下来的水又从相遇的空气中捕集了大量的微生物进入冷却水系统。冷却水系统充沛的水量为这些进入的微生物生长提供了可靠的保障，冷却水的水温范围又特别利于某些微生物的生长，一些水质处理药剂及水中的盐类为微生物提供了营养源及所需能量的来源，冷却水在冷却塔内的喷淋曝气过程中溶入了大量的氧气，为好氧性微生物提供了必需的条件，而一些污垢等沉积物又为厌氧性微生物提供了庇护所，因此在循环水系统中存在着大量的细菌、微生物及藻类。 - m7 v i- g+ y( S/ s' s; w- a: h, s* x: J/ H7 _ t# s( a 危害：

①容易阻塞滤网，造成水流量下降，泵压升高。 . ]* x2 o6 q2 R F' A1 U/ t$ C+ Q: t g) D% y5 [1 e ②部分细菌，吞食铁离子，造成设备腐蚀加快。 8 [' }+ O. X, _; I $ P3 }# M P X& {" ~: v5 U3 W6 P③部分藻类存在于冷却水系统中的设备上，影响系统外观。7 o6 j) |- A6 F3 V) |% y9 L4 t: g- w 3 y5 @ b! c& x1 O, v% \4 M- k0 z2、循环水系统中各种垢的生成（碳酸盐、磷酸盐、硅酸盐） ! k0 [# t6 a, {, H: @& ~0 Q) ^ ) M! a0 w- J) S$ c形成原因： $ u3 w8 D; P7 {; s9 m r+ z 5 z# f) G# r- \) f( d" W% L水中溶解有各种盐类，如重碳酸盐、碳酸盐、硫酸盐、氯化物、磷酸盐、硅酸盐等。其中重碳酸盐是成垢的主要因素，因为当水经过换热器的传热表面时，使水温升高，会发生如下反应： " G7 A# S. x# O4 F, xca（hco3）2 = caco3↓+ co2+h2o+ caco3沉积在换热器的传热表面形成一层硬垢，严重影响换热效率。" B0 U3 ^+ A/ [; V/ G0 b 其次，中央空调水系统设备、管道主要材质是碳钢，其腐蚀产物有：三价铁，主要是氢氧化物和铁的氧化物的水合物，呈胶体状态，稳定地悬浮于水中，当通过热交换器时在受热面胶体相互凝集沉淀。沉淀的fe2o3由于它的不连续性和不致密性而对金属无保护作用，而且由于它的磁性，粘着力强，且比重大，消除困难，形成污垢。1 ]! i/ Z/ ?- K 另外，系统中天然有机物，微生物群落等形成污泥沉积在设备、管道表面，形成污垢。 7 N. d# e+ U& ?& z. y% K' f危害： # M4 o$ h( \- ^8 z/ L8 D/ ^ r①设备管道水垢附着，降低换热效率3%--10%。 + C* I5 U/ I% Z r4 a8 C' O②使系统水循环量减少：沉积物（如水垢、微生物粘泥）覆盖在空调水系统设备管道或换热器流道表面，严重的将堵塞流道，使低温水循环量减少，热交换效率进一步降代。 4 z8 Z3 n# ?: D! o0 P③污垢集聚会导致垢下局部腐蚀，缩短设备使用寿命。5 e! M0 i" K6 H3 q. k ④结垢严重会增加停车及清洗时间，增加检修工作量。0 p4 x& ^/ I5 c0 D% @0 s1 d ⑤增加水处理药剂用量或降低了抑制剂（水处理药剂）的抑制作用。& |# s6 w3 ~9 n% J% g' `" x4 M 3 \ ]0 I/ e9 `3、循环水系统中金属的腐蚀$ j5 y6 f! W6 {! X2 c0 @8 p 0 i h# I$ m7 C+ M 形成原因： 4 p6 R+ h1 Y, Q9 q: L" i) Y- D) A1 y0 U; k 3．1均匀腐蚀- ~. q; R9 o0 Y $ g2 m& g8 K: q6 { 均匀腐蚀又称全面腐蚀或普通腐蚀。其一般特点是腐蚀过程在金属的全部暴露表面上均匀地进行。在腐蚀过程中，金属逐渐变薄，最后被破坏。 $ x; J9 r/ Q( t: l- |3 Y# ] 9 K3 e0 i$ u/ V7 h2 x+ {" \7 X3．2电偶腐蚀+ _/ r) e: [7 R; m7 f* J s" M* R7 K- y) U 当两种不同的金属侵在导电性的水溶液中时，两种金属之间通常存在着电位差。如果这些金属互相接触或用导线连接，则该电位差就会驱使电子在它们之间流动，从而形成一个腐蚀电池。与不接触时相比，耐蚀性较差的金属(即电位较低的金属）在接触后速度通常会增加，而耐蚀性较好的金属(即电位较高的金属)在接触后腐蚀速度将下降。 # f! ~- Y2 [/ ?* A 0 ~( k6 m+ n3 F/ f% k3．3缝隙腐蚀 , @% V3 D' m2 ~6 L- `0 D $ y, v7 U2 Y- v: G& g 浸泡在腐蚀性介质中的金属表面，当其处于缝隙或其他的隐蔽区域内时，常会发生强烈的局部腐蚀。这种腐蚀常常和孔穴、垫片底面、搭接缝、表面沉积物、金属的腐蚀产物以及螺帽、铆钉帽下缝隙内积存的少量静止溶液有关。因此，这种窿蚀形态被称作缝隙腐蚀，有时也被称作垢下腐蚀、沉积(物下)腐蚀、垫片腐蚀等。 9 L! ^+ S8 t$ E" {$ U9 K 6 q$ _) V7 S& t/ [/ H3 I! {# U5 M& V 产生缝隙腐蚀或垢下腐蚀的沉积物有：冷却水中的泥砂、尘埃、腐蚀产物、水垢、微生物粘泥和其他固体：沉积物的作用是屏蔽，在其下面形成缝隙，为液体不流动创造条件。9 A' I: l+ H3 q D9 b ) ^& {: E1 ~! V! F2 F金属和非金属接触的表面之间的缝隙也能引起缝隙腐蚀，例如使用垫片时的情况。+ {6 j* ?7 l) ]. M) N! [+ p 5 F) t% H2 n: j" d 危害：①加速设备的腐蚀，易造成事故隐患。 # f; {# f8 `4 L+ l- O5 d% R' _) [- M" h: s3 d1 a: E ②影响正常生产，缩短了设备的使用寿命。 4 h! d/ x; c+ r8 T9 N9 G 2 H' a( N2 s: e7 L0 E ③提高了运营及设备维修成本。 : g, q% s, ]- d) J3 j. u5 q8 s7 ^' W8 X( h5 i1 w5 } 4、粘泥（软垢）的生成$ m( { N# Z; g6 } ) Q7 ?$ T7 g4 I形成原因：! U& t5 N6 R. T. }8 o1 U. o _. f; A' E; g0 j7 m& I6 l: S$ Y 粘泥一般是由颗粒细小的泥砂、尘土、不溶性盐类的泥状物、胶状氢氧化物、杂物碎屑、腐蚀产物、油污、特别是菌藻的尸体及其粘性分泌物等组成。水处理控制不当，补充水浊度过高，细微泥砂、胶状物质等带入冷却水系统，或者细菌藻类消杀不及时，或腐蚀严重、腐蚀产物多以及操作不慎，油污、工艺产物等泄漏入冷却水中，都会加剧污垢的形成。当这样的水质流经换热器表面时，容易形成污垢沉积，特别是当水走壳程，流速较慢的部位污垢沉积更多。由于这种污垢体积较大，质地疏松稀软，故又称为软垢。它们是引起垢下腐蚀的主要原因，也是某些细菌如厌氧菌生存和繁殖的温床。 ! o @) A+ C8 F% l/ T: A1 F4 Y' Y+ w# T8 X: P8 L 危害：①粘泥附着在换热(冷却)部位的金属表面上，降低冷却水的冷却效果。 ) r9 X: H R/ s# d/ k% o( {* R : P2 G' u( B: B) w, f( Z5 o②大量的粘泥将堵塞换热器(水冷器)中冷却水的通道，从而使冷却水无法工作，少量的粘泥则减小冷却水通道的截面积，从而降低冷却水的流量和冷却效果增加泵压。 3 ~7 \0 C# J( X! ^: Q S8 l7 N: u) s ③粘泥集积在冷却塔填料的表面或填料间，堵塞了冷却水的通过，降低冷却塔的冷却效果。" D" h; N% l/ J( x7 ?/ m. @, [ K& N0 ]9 g3 v: f! |- b! V* C d( P④粘泥覆盖在换热器内的金属表面，阻止缓蚀剂和阻垢剂到达金属表面发挥其缓蚀与阻垢作用，阻止杀生剂杀灭粘泥中和粘泥下的微生物，降低这些药剂的功率。 & V V" G) e* n( N- @ 1 E$ z9 G) k2 k4 f- r6 ]⑤粘泥覆盖在金属表面，形成差异腐蚀电池，引起这些金属设备的腐蚀。

二、清洗产生的经济效益分析9 n' H2 G& G1 Q8 P* }; {2 _7 ] 7 X# a5 k* M7 O- k$ R V1、节约能源　中央空调机组运行结果表明，未进行清洗空调机组运行一段时间后用电或燃料消耗将增加10－30％，若机组容量300rt，设备效率0.78kw/rt，平均负荷80％，一年运行5 个月约2500小时，则一年多浪费电费2－7万元（溴化锂机组浪费的是燃料费）。同时还可节约水费。 ; Z: U: h& K' N. b / r! L3 l! N6 w9 m0 `2、减少维修费　未进行清洗则发生事后维修费用更大，如主机因腐蚀泄漏，溶少液污染，更换铜管，更换溶液，维护主机，费用更大。 " _9 N$ [. `% o' e% Z$ ?+ g2 H6 G9 H3 N: I) z+ h 3、延长使用寿命，减少设备折旧使用费

延长设备寿命也就间接节约设备费用。假定一套中央空调系统正常使用年限为7 年，设备费用为100万，则平均每年折旧使用费为100/7＝14万。通过水处理后可延长3 年，则平均年折旧使用费为100/10＝10万，即相当于每年减少设备折旧使用费4 万，清洗后直接节约的费用和间接带来的经济效益远大于处理费用。 ) J: a' t7 A3 _3 \ 9 y: O$ D* ?6 C: t' q( S1 J4、少事故停机，改善制冷效果：可杀灭菌藻，去除污泥，歙管路畅通，水质清澈。同时除垢、防垢，提高了冷凝器、蒸发器的热交换效果，从而避免了高停机现象，提高了冷冻水流量，改善了制冷效果，使系统安全高效运行。7 J3 n6 K$ b- b1 _! C$ D# U - L0 ?/ J, U2 Y" l3 n 6改善工作环境：锈水、污水、污泥、菌藻都会对工作场地及周围环境造成不良影响，而清洗后有效地解决这些问题，从而改善了工作地及周围环境。 # o) o4 ^% [% y . e- m9 B a6 v' a6 U6 b0 d三、传统清洗技术的弊端 ) H. F) Q2 s- y: ~. f) O ! `2 I: Y X+ |4 T9 a" n1、传统清洗技术一般为酸洗，具有对设备易造成腐蚀的缺陷，其原因如下：' _: c/ }+ S' i/ o9 u 1.1 酸（如盐酸）本身能与设备的主要材料（如钢、铜）发生化学反应，使钢、铜以离子形式溶于水中，对金属造成腐蚀，即使加入缓蚀剂，也不能完成阻止反应发生，对设备仍会造成危害。如果清洗时间延长，产生大量氧化性较强的fe3+离子，对设备将会造成更大的腐蚀。 ) ^$ u: g% f- F8 Z7 ~( R! ~1.2 加入酸后，酸本身能在水中电离，产生大量的阴、阳离子，大大提高水溶液的电导率，加速微电化学反应，加速对设备的腐蚀。; b3 N2 q. @; ]1 |& l3 i 1.3 在清洗中，设备（主要是换热器的胀管处）易发生下列四种危害性较强的腐蚀：间隙腐蚀、点蚀、电偶腐蚀、晶间腐蚀。其中在铜管与钢板胀接处，在设备制造时本身存在微小尺寸间隙（胀接处两边），极易造成间隙腐蚀。在铜管凸出处，一般垢较厚，易造成垢下腐蚀（由于浓差电池作用），加入大量c1-离子后，由于c1-具有较突出的加速点蚀作用，有可能使设备局部点蚀穿孔。在胀接处，由于设备本身是异种金属（钢、铜）接触，存在电位差（钢电位高于铜），溶液电导率增加后，将加速电偶腐蚀。最后c1-具有明显的加速晶间腐蚀的作用，由于晶间几何尺寸极小（几微米），发生腐蚀后，肉眼不易发现，这对于不锈钢换热器来说较危险，很有可能出现不锈钢表面未见锈蚀，而由于晶间腐蚀，已经使不锈钢板蚀穿的现象。 : k1 K) `& r* m- X1 O1.4 铜管与钢板一般采取胀接方式联接，嵌入量仅几丝（百分之几毫米），较易腐蚀穿孔。 % K- d& `5 [' u3 `$ B8 I1.5 一旦腐蚀，引起泄漏，水将进入氟里昂中：氟里昂遇见水（即使是空气里的水份），发生反应，生成hci（盐酸）、hf（氢氟酸），盐酸是强酸，腐蚀性很强，氢氟酸腐蚀性更强，一般金属均能迅速腐蚀（包括一般的不锈钢，只有高铬镍含钼的不锈钢除外）。一旦腐蚀穿孔（即使是针孔），生成hci、hf，这两种酸会反过来腐蚀穿孔处，增大孔径，加大漏水量，生成更多的hci、hf，造成恶性循环。对于溴化锂机组，则对密闭性要求更高，溴化锂随水或空气将大大增加其腐蚀性，造成机组严重腐蚀，甚至于报废。% J, |2 P/ H# W+ H 1.6 因为微量渗漏就会造成恶性循环，而微小的渗漏在做压力气密性试验时较难发现（清洗后一般不做气密性试验），做真空度试验时，真空度下降不明显，也难以发现。 1 ]" z6 _1 x! ?6 M9 V综上所述，由于中央空调设备及制冷剂的特殊性，不宜采用传统清洗技术。 ! z/ \2 b: z. t& u2 L9 x 7 S' [3 \: z- j( m% y% [' N2、清洗效率低：特别是对硫酸盐、硅酸盐等难溶垢和藻类生物粘泥能彻底除去，而且对锈垢很难清除。 : a& g6 W+ U7 S6 i5 O8 ^& c" h1 i( Q. k8 h9 U 3、一般需停机清洗，并需要改变其运行参数。+ u/ H- N! Q. |, Q6 A3 X/ b) V9 s* v } 4 r) D8 |5 U4 M* S 4、排水无法达到国家环保要求。 0 e# P' Q9 N0 X$ ]$ d7 p3 l/ L5 t1 d7 ~, K* Y4 g" m4 I/ } 四、中性清洗产品介绍：" ?1 l( a0 @+ O/ W& ~1 K, F # q* _3 Z& b- i; W1 S+ h q: O0 c+ V 朗洁企业集团利用美国技术与中国的中央空调结构及水质特点，成功研发出系列中性清洗药剂，她开创了中性化学清洗与水处理技术同步进行的先河。其产品中性无腐蚀、环保无污染和对各种成分的水垢都能有效清除的技术性能，彻底解决了多年来困扰化学清洗行业的设备腐蚀难题、硫酸盐难溶垢无法清洗的难题以及生产设备不能在线清洗和酸洗废液严重污染环境等连锁性的难题，彻底实现了工业化学清洗从过程到结果形成完全良性循环。无酸安全的中性清洗技术以其优异的技术性能在国内工业化学清洗行业创造了一系列记录，通过国家级专家技术鉴定的无酸安全中性化学清洗技术，由国家质检总局授权中国锅炉水处理协会注册认证的无酸安全中性化学清洗技术，由国家技术监督局审查备案的无酸安全中性化学清洗技术，由国家水协委托全国各地技术监督局所属锅炉压力设备主管机构——锅检所、特检所对其除垢、防垢和防腐蚀性能运行检测证明，是真实高效的无酸安全中性化学清洗技术产品。2 J! G% }$ B* G6 V5 t8 W# o : O7 ] c; k4 v2 n& j 1、中央空调清洗剂 . J/ Z# O+ S( C" d9 y# t　　根据配位场化学最新理论，金属离子的d轨道在某些配位体化合物静电场影响下，可发生分裂而形成能量不同的轨道。当配位体给出孤对电子与中心金属元素形成o键时，若该配位体分子中存在空的π分子轨道或空的p、d分子轨道，且对称性合适，中心元素d轨道上的孤对电子可与配位体形成反馈π键，从而形成稳定的配位化合物。基于以上原理，中央空调清洗剂选用能使ca2+、mg2+d轨道发生能级分裂且有π分子轨道的化合物作为π接受配位体。当这些化合物与钙、镁水垢作用时，与ca2+、mg2+形成稳定的配位化合物，从而破坏了钙、镁水垢的分子结构，将其溶解除去。此产品清洗效率高，对各种类型的水垢都有效，尤其对酸洗不能溶解的难溶垢和生物粘泥也能彻底除除垢率达95%以上。安全无腐蚀，清洗过程中测得金属腐蚀率小于0.1g/m2·h，只有国家规定的10g/m2·h的百分之一不到。 - G" }2 {6 W0 l- H' v0 q! [( R* n! M r, A' K 2、有机缓蚀剂6 I: ^4 S, a/ d% f% l- Q: | + d& a2 c% ^8 {1 h 我公司采用的第四代大分子有机缓蚀剂，能与水中的碱土金属（ca2+、mg2+）络合，强力地粘附在设备表面，形成一层致密的保护膜，能够把水中的溶解氧（1/2o2）、氯离子（c1-）、次氯酸根离子cio-、硫酸根离子（so42-）等腐蚀物质完全隔离开来，使设备不发生锈蚀。这层络合物具有致密性、热稳定性，180°c不水解，防腐效果明显高于传统配方，特别对于点蚀、垢下腐蚀、晶间腐蚀有明显的抑制作用。使用本药剂处理设备后一年的锈蚀量小于未作处理一天的锈蚀量，这一点可以从对比防腐实验中观察到。5 D3 u3 I# R7 I6 @ 本药剂对人身、动物、水生物是无毒的或微毒的，也不会产生富营养化问题，不会污染环境。, f5 y0 C R: z' W6 k. e& `' S 3、有机阻垢剂- [! q, ?; H n' A: I7 X - n6 @" z( x. t- Z B, p1 N4 J0 k 中央空调第四代高性能有机阻垢剂，其分子结构为立体的空间结构，它能在多个层面、多个方向与ca2+、mg2+络合，一个药剂分子能与多个ca2+、mg2+络合，形成稳定的络合物。该络合物的水中表现为疏松的胶束状大分子物质。这些络合物把水中的ca2+、mg2+离子包络起来，使之不能与co32-等阴离子发生有效碰撞、结晶，从而达到阻止水垢生成的目的。) Y' I: V3 V( h; g) _5 H- B6 s5 O0 g 本药剂能对垢层的晶格生长起干扰作用，caco3属盐类，具有离子晶格，是严格按次序排列的硬垢，ca2+带正电荷、co32-带负电荷。当水溶液中加入本药剂后，本药剂与ca2+络合，使晶核在某一方向带上电荷，而引起电学排斥作用，新结晶的caco3分子不能按既定位置结晶，使晶格歪斜。歪斜的晶格生长至一定尺寸后，由于引力减小，无法继续结晶，这样只能形成极小颗粒的水垢，这种水垢我们称之为极软垢。这种歪斜结晶的水垢本身不稳定，容易向水中溶解，部分未溶解的水垢，由于颗粒极小，能随着水流动，不会粘附在换热部件的表面上，不会影响热传递。 % t# ]! p; |/ @* b, h$ L9 O: ?该药剂的阻垢作用不按化学当量进行，一个药剂分子能够阻止数千甚至上万个ca2+、mg2+离子结晶。这一点已在三千多个中央空调系统的运行实践中得到证明。本药剂这一特点，使药剂在较小剂量的条件下就能达到良好的阻垢效果。在实验中，阻垢率能达到97%以上。在实际运行中，由于水质、设备、管道的影响，阻垢率也能达90%以上。 6 Q* ^* p; V# W! k; y; Y本药剂还具有良好的协同效应，在本药剂内部几种药复配使用时，阻垢效果能显著提高。 ( v3 M2 d9 Z; o$ [+ R本药剂的各种药均是无毒或极低毒性的药剂，对人体、动物、水生物，特别对鱼类是无毒或微毒的。& A% E8 N4 q1 p! Q " f, l" ]. F9 S2 ~ 所以，朗洁清洗是最安全，最环保，最彻底的清洗技术。是广大中央空调事业，企业单位（特别是经iso14001认证企业）最理想的选择。 ! J4 k/ U$ C3 z6 P7 W9 i0 T1 X+ D. n8 x% V9 m* O) y& Z 0 P+ r& \/ O" B' d) c 1 G' e9 {; O) r五、清洗工程范围： 9 \3 x+ z' Q6 I& b4 v) ] 2 u6 Q) ^' k6 ^9 B/ g! e' [, R冷却水系统：水塔、管道、主机冷凝器； % H! u3 ~. B4 w: }* V% e% r }4 s7 v 冷冻水系统：膨胀水箱、管道、蒸发器、风机盘管系统的清洗除垢和除去生物粘泥。; ?4 w) R; F3 O& t 7 z+ ?9 J9 P, `4 T2 R# X" c* d* `& Y* G 9 E& Y# @. ?) b' d9 h六、清洗的步骤及方法4 K) l4 O7 T# L5 ^: _" ?9 P" d6 L 6 e6 k" ^" t+ v' m" n9 A6 A1、物理清洗 7 j" }: y$ ~! ^! b2 X0 f* R' M! G; B$ d( {' Z# H0 } ~7 @ 1．1 工作人员进入冷却塔内，人工清理冷却塔内的垃圾、泥沙以及其它杂物等。+ [5 X5 q) z7 W+ k . }2 l4 B) c. |) C5 ` 1．2 配合高压射流设备对冷却塔内外塔壁进行高压冲洗。" g. ~- z: B) a# Q8 } 3 ~ N, W5 k4 g# [- p, U2、中性药剂清洗/ s* p3 e7 r' ]6 }3 f6 @ Y2 E+ G, n2 y8 ~2．1冷却水系统： 8 k/ V+ K0 ] ?/ J' ~ 4 K; a& ` Q# c1 x: L' c9 z6 P% a2．1．1 清除水塔、管道、主机冷凝器系统中的藻类以及生物粘泥： , M6 S1 t: H/ _8 q' M - s4 M: c1 R6 Y( ]- J; r加入生物粘泥剥离剂，将该药剂一次性投入冷却水塔集水盘中，循环清洗10-20小时后，将系统中水置换清澈即可。 + ?! E: r( q j+ U 3 O9 A0 K3 ?5 [' u+ [# {1 X2．1．2 清除水垢及锈垢： " l: ]+ W6 P$ {' v- d/ u7 x1 [. r y! J 运行硅垢锈垢助溶剂，将其投入冷却水塔集水盘中,运行360个小时左右排污一次，水不浑浊也可不排污，排污率为系统总水量的20%--30%。排完污后再将剩下的药剂投入冷却水塔集水盘中再运行360小时后将系统水置换清澈即可。4 Y5 b2 v( J$ U) R$ { " _$ o, C- a1 q4 }6 n( j, [2．2冷冻水系统： 5 @* C0 `7 P( W6 T! k; t5 j& K+ h( n0 _2 N) F, K. S; F 运行清洗剂、运行硅垢锈垢助溶剂、将其一次性投入膨胀水箱中。运行360个小时左右排污一次，水不浑浊也可不排污，排污率为系统总水量的20%--30%。排完污后再将剩下的药剂投入膨胀水箱中运行360小时后将系统水置换清澈即可