循环水处理技术课件.pptx

1、工业循环水处理技术主讲人：李映川主讲人：李映川第一章第一章 循环水系统基本知识循环水系统基本知识主要内容主要内容第二章第二章 循环水系统分类及特点循环水系统分类及特点第三章第三章 循环水的基础知识循环水的基础知识第四章第四章 循环水结垢腐蚀的成因及处理方法循环水结垢腐蚀的成因及处理方法第五章第五章 循环水日常运行中的水质监测与控制循环水日常运行中的水质监测与控制第六章第六章 循环水处理不当的危害及经济性分析循环水处理不当的危害及经济性分析第七章第七章 循环水清洗预膜相关说明循环水清洗预膜相关说明第八章第八章 硅铁、电石循环水处理硅铁、电石循环水处理第九章第九章 氯碱厂压缩机后冷凝器泄露及处理建

2、议氯碱厂压缩机后冷凝器泄露及处理建议第十章第十章 结垢和腐蚀对热电厂运行的影响结垢和腐蚀对热电厂运行的影响第十一章第十一章 板式换热器的相关说明板式换热器的相关说明循环水量循环水量 （ R R ）保有水量保有水量 （ V V ）补充水量补充水量 （ M M ）蒸发损失蒸发损失 （ E E ）飞溅损失飞溅损失 （ F F ）浓缩倍数浓缩倍数 （N N或或K K）排污水量排污水量 （ B B ）旁滤水量旁滤水量 （Q Q旁旁）循环水进出口温（循环水进出口温（t t）药剂停留时间药剂停留时间 （ T T ）第一章 循环水系统基本知识一、术语及水平衡计算M=E+BM=E+B M=EM=EK/(KK/(

3、K1)1)B=E/(KB=E/(K1) 1) K=M/BK=M/BT=V/B T=V/B t=tt=t2 2-t-t1 1Q Q旁旁=3=35%Q5%Q单位单位m m3 3/h/h单位单位m m3 3单位单位m m3 3/h/h单位单位m m3 3/h/h单位单位m m3 3/h/h 单位单位m m3 3/h/h单位单位m m3 3/h/h单位单位单位单位h h二、循环水存在的问题及处理1 1、腐蚀腐蚀 在循环水中，如不使用化学处理方法，碳钢在循环水中，如不使用化学处理方法，碳钢的平均腐蚀率在的平均腐蚀率在0.750.751.5mm/y1.5mm/y，但发生点蚀的部，但发生点蚀的部位腐蚀位腐蚀

4、率可达到平均腐蚀率的率可达到平均腐蚀率的210210倍。倍。2 2、结垢结垢 开式循环水影响结垢的主要因素是循环水开式循环水影响结垢的主要因素是循环水pHpH、钙硬度、总碱度、水温、流速及金属表面状况等。钙硬度、总碱度、水温、流速及金属表面状况等。 3 3、粘泥粘泥 粘泥生成主要因素与水温、粘泥生成主要因素与水温、pHpH、溶解氧、营养、溶解氧、营养源及金属表面特性等有关。工艺物料泄漏对生物粘源及金属表面特性等有关。工艺物料泄漏对生物粘泥繁殖更为有利，这点应引起足够的重视。泥繁殖更为有利，这点应引起足够的重视。4 4、水冷设备存在问题产生的危害水冷设备存在问题产生的危害5 5、循环水日常化学处

5、理循环水日常化学处理 为了防止或减轻水中腐蚀、结垢及菌藻粘泥问题，为了防止或减轻水中腐蚀、结垢及菌藻粘泥问题，循环水正常运行需加强以下几个方面：循环水正常运行需加强以下几个方面： a. a.循环水及工业水的水质管理：循环水及工业水的水质管理： 控制在规定的水质控制指标内；控制在规定的水质控制指标内； b.b. 使循环水维持规定的药剂浓度及投加频率；使循环水维持规定的药剂浓度及投加频率； c.c.药剂效果的评价：药剂效果的评价： 通过评价确认处理效果是否在允许的腐蚀及结垢范围内；通过评价确认处理效果是否在允许的腐蚀及结垢范围内； d.d.为了防止循环水在浓缩运行过程中，引起水冷设备的腐为了防止循

6、环水在浓缩运行过程中，引起水冷设备的腐 蚀、结垢及粘泥等障碍，必须严格按照技术方案及操作蚀、结垢及粘泥等障碍，必须严格按照技术方案及操作 手册进行科学管理。手册进行科学管理。直流循环水系统直流循环水系统第二章 循环水系统分类及特点循环水系统分为以下三类循环水系统分为以下三类 ：闭路循环水系统闭路循环水系统开路开路循环水系统循环水系统分述如下分述如下: :1、概述概述 a.最简单的冷却方式；最简单的冷却方式； b.水只经过热交换器一次；水只经过热交换器一次； c.水排放到初始的补水源；水排放到初始的补水源； d.没有浓缩，水中的离子成分保持不变。没有浓缩，水中的离子成分保持不变。一、直流循环水系

7、统饮用水系统饮用水系统工艺过程水工艺过程水沿河、沿江或沿海沿河、沿江或沿海电厂循环水电厂循环水等等例如例如2、特点特点 a.平均温差平均温差 46； b.需要使用大量水来达到冷却效果；需要使用大量水来达到冷却效果； c.大量水排放；大量水排放； d.水源通常为海水、湖水、或河水水源通常为海水、湖水、或河水; e.排放水回到同样的补水源，但是在不同的地点排放水回到同样的补水源，但是在不同的地点， 以避免循环。以避免循环。一、直流循环水系统一、直流循环水系统4、劣势劣势 a.需要大量的水；需要大量的水； b.环境问题：热污染；环境问题：热污染； c.加药处理费用贵加药处理费用贵。 5 5、考虑因素

8、考虑因素 a. a.环境问题：取水环境问题：取水/ /排放限制；排放限制； b. b.原则：水必须保证最低生产需求；原则：水必须保证最低生产需求； c. c.能力：可行的水源供应需求；能力：可行的水源供应需求； d. d.水质：枯水期水质问题。水质：枯水期水质问题。 3、优势优势 a.低运行费用；低运行费用； b.泵和热交换水温变化泵和热交换水温变化。 1 1、概述概述 密闭循环水系统通过不与大气接触的循密闭循环水系统通过不与大气接触的循环水来去除热量，没有水份的蒸发。环水来去除热量，没有水份的蒸发。二、密闭循环水系统涡轮机发电机组涡轮机发电机组汽车水箱循环水汽车水箱循环水等等例如例如2 2、

9、特点特点 a. a.平均温差平均温差5 51010； b. b.水的使用量少水的使用量少 ； c. c.三个基本部件：三个基本部件： 泵、一次热交换器、二次热交换器；泵、一次热交换器、二次热交换器； d. d.水温变化范围水温变化范围宽宽； e. e.理论上系统没有水损耗。水的泄漏发生在膨胀理论上系统没有水损耗。水的泄漏发生在膨胀箱箱、焊头、焊头和阀门。和阀门。每天损耗每天损耗量为系统容量的量为系统容量的0.10.10.5%0.5%； f. f.适用于适用于：高低温负荷系统高低温负荷系统；排放；排放水受水受限限环境环境；水；水源源限制（当水不是很充裕限制（当水不是很充裕）环境。环境。二、密闭循

10、环水系统3 3、主要问题主要问题 a a. .腐蚀产物腐蚀产物淤积在小喷嘴、喷口、阀门；淤积在小喷嘴、喷口、阀门； b b. .结垢结垢对运行效果影响大对运行效果影响大。 1、概述概述 开路循环系统是冷却塔暴露空气中，水流经开路循环系统是冷却塔暴露空气中，水流经冷却塔，从过程中携带的热量通过蒸发而释放，冷却塔，从过程中携带的热量通过蒸发而释放，循环水重新回到热交换器交换更多的热。循环水重新回到热交换器交换更多的热。三、开路循环水系统冷却塔冷却塔喷洒池塘喷洒池塘等等例如例如2、 特点特点 a.温差温差1016； b.水使用量水使用量：中等。中等。三、开路循环水系统3、 开路循环系统的工作原理开路

11、循环系统的工作原理 a. a.热交换热交换 热交换热交换：热从一种物体交换到另一种物体的：热从一种物体交换到另一种物体的过程过程。 b. 蒸发蒸发 蒸发蒸发：热的循环水将热释放到大气中的过程：热的循环水将热释放到大气中的过程。这样这样重新冷却下来的水可以回到热交换器重新冷却下来的水可以回到热交换器。 4 4、三三种典型的开路循环种典型的开路循环冷却塔冷却塔 a. a.自然通风自然通风； b. b.机械通风机械通风； c. c.蒸发冷凝器蒸发冷凝器。 三、开路循环水系统自然通风冷却塔 让让冷却的干、冷空气与水接触，加强蒸发冷却的干、冷空气与水接触，加强蒸发，潮，潮湿湿的热空气上升离开冷却塔的热空

12、气上升离开冷却塔，冷却塔，冷却塔造型使空气快造型使空气快速通过热水喷洒的截面速通过热水喷洒的截面。 典型典型代表如热电厂的双曲线自然通风冷却塔。代表如热电厂的双曲线自然通风冷却塔。 机械通风冷却塔 使用机械风机使空气通过冷却塔。使用机械风机使空气通过冷却塔。 分为：强制鼓风冷却塔及抽风冷却塔。分为：强制鼓风冷却塔及抽风冷却塔。 a. a.强制鼓风冷却塔强制鼓风冷却塔 让空气通过凉水塔，因为需要大的马力，所以只让空气通过凉水塔，因为需要大的马力，所以只能使用在小系统中。能使用在小系统中。 b. b.抽风冷却塔抽风冷却塔 向凉水塔中抽入空气。典型的形式有逆流或横流。向凉水塔中抽入空气。典型的形式有

13、逆流或横流。循环水的冷却效率取决于风量。循环水的冷却效率取决于风量。蒸汽冷凝器 冷却塔具有一套闭路循环水系统和一套开路循环系冷却塔具有一套闭路循环水系统和一套开路循环系统。开路循环水在冷却塔与大气接触，闭路循环水在冷统。开路循环水在冷却塔与大气接触，闭路循环水在冷却蛇行管中流动。却蛇行管中流动。5、冷却塔提供两个条件来提高蒸发过程冷却塔提供两个条件来提高蒸发过程三、开路循环水系统a.a.将水变成小液滴，这样提供更多的水分子蒸发；将水变成小液滴，这样提供更多的水分子蒸发；b.b.风机加速冷却塔的风流动，加速水分子的蒸发风机加速冷却塔的风流动，加速水分子的蒸发和提供更多的水份逃逸。和提供更多的水份

14、逃逸。四、循环水系统的高效工厂生产过程相当重要循环水系统的最佳运行取决于两点：循环水系统的最佳运行取决于两点：a.a.严格的设备管理；严格的设备管理；b.b.严格的化学处理控制。严格的化学处理控制。1 1、水源水源充足、使用方便、相对便宜；充足、使用方便、相对便宜；2 2、流动流动容易，采用泵打循环；容易，采用泵打循环；3 3、能能携带大量的热量；携带大量的热量；4 4、常温常温条件下不膨胀；条件下不膨胀；5 5、不会不会分解；分解；6 6、水水比任何别的物质都可以携带多的热量比任何别的物质都可以携带多的热量， 可可广泛用于工业冷却；广泛用于工业冷却；7 7、温度温度上升很小；上升很小；8 8

15、、环境影响环境影响最小最小。 第三章 循环水的基础知识一、为什么要用水作冷却介质？1 1、可以可以溶解接触许多物质溶解接触许多物质：金属：金属、泥土及砂石；、泥土及砂石；2 2、水中水中的三种物质的三种物质： 溶解溶解固体（钙、镁、钠等）、溶解气体（二氧固体（钙、镁、钠等）、溶解气体（二氧化碳、一氧化碳等）及悬浮物（黏土、砂等）。化碳、一氧化碳等）及悬浮物（黏土、砂等）。3 3、水水的两种来源的两种来源 a. a.地表水地表水：溶解固体含量低、悬浮物含量高、：溶解固体含量低、悬浮物含量高、水质受天气和季节影响大；水质受天气和季节影响大； b. b.地下水地下水：溶解固体含量高、悬浮物含量低、：

16、溶解固体含量高、悬浮物含量低、铁和锰的含量高、氧气含量低，可能含有硫化气体铁和锰的含量高、氧气含量低，可能含有硫化气体、水质和水温波动不大。、水质和水温波动不大。二、为什么水是最佳的冷却介质？1 1、电导率电导率 a. a.测试测试水的导电能力；水的导电能力； b. b.纯水纯水没有导电性；没有导电性； c. c.溶解溶解离子含量升高、电导率也升高；离子含量升高、电导率也升高； d. d.与与水的溶解固体含量成正比。水的溶解固体含量成正比。三、水的哪些化学特性重要？2 2、总硬度总硬度 a. a.钙钙硬度和镁硬度的总和；硬度和镁硬度的总和； b. b.硬度硬度会与其它离子如碳酸盐碱度、磷酸根和

17、硫会与其它离子如碳酸盐碱度、磷酸根和硫酸根反应在热交换器有析出和生成沉积的趋势。酸根反应在热交换器有析出和生成沉积的趋势。3 3、总碱度总碱度 碳酸碳酸根和碳酸氢根离子，和硬度离子会生成沉根和碳酸氢根离子，和硬度离子会生成沉淀（如碳酸钙）。总碱度需保持在一定的范围内。淀（如碳酸钙）。总碱度需保持在一定的范围内。 总碱度总碱度增加，易增加，易产生结垢产生结垢；总碱度降低，易产；总碱度降低，易产生腐蚀。生腐蚀。三、水的哪些化学特性重要？4 4、pHpH a. a.测试测试水的氢离子浓度。氢离子上升，水的氢离子浓度。氢离子上升，pHpH下降；下降；氢离子下降，氢离子下降，pHpH上升；上升； b.

18、b.控制控制好好pHpH，有益于循环水系统运行。突然的，有益于循环水系统运行。突然的pHpH变化，会导致：低变化，会导致：低pHpH时，腐蚀；时，腐蚀； 高高pHpH时，结垢。时，结垢。循环水系统常见的问题：循环水系统常见的问题： 结垢、腐蚀及生物淤积。上述问题会导致热结垢、腐蚀及生物淤积。上述问题会导致热交换能力降低、设备寿命缩短、设备运行故障、产交换能力降低、设备寿命缩短、设备运行故障、产能下降、增加维护费用及工厂停车等事故的发生。能下降、增加维护费用及工厂停车等事故的发生。四、循环水容易发生的问题1 1、结垢结垢 循环水中无机物离子会从溶液中析出生成硬的、循环水中无机物离子会从溶液中析出

19、生成硬的、致密的结晶物称为垢。致密的结晶物称为垢。 常见的垢：常见的垢：碳酸钙、硅酸镁、磷酸钙、硫酸钙碳酸钙、硅酸镁、磷酸钙、硫酸钙、氧化铁、磷酸铁及其它、氧化铁、磷酸铁及其它。1 1、结垢结垢四、循环水容易发生的问题 （1 1）下面下面的因素会影响垢的生成的因素会影响垢的生成 a. a.无机物无机物的浓度的浓度 b. b.水温水温 c. c.水水的的PHPH d. d.悬浮固体悬浮固体 e. e.水水的流量的流量水温和垢生成的关系水温和垢生成的关系a a、水温水温升高，垢生成的升高，垢生成的可能可能 性性增大；增大；b b、垢垢出现在循环水系统出现在循环水系统温度温度 高高的区域，会降低的区

20、域，会降低热交换热交换 器的器的效率；效率；c c、需要需要机械或化学清洗；机械或化学清洗；d d、垢垢下腐蚀（坑孔）易下腐蚀（坑孔）易导致导致 工厂工厂停工、设备更换。停工、设备更换。1 1、结垢结垢四、循环水容易发生的问题 （2 2）阻止阻止无机垢生成的方式无机垢生成的方式 a a、降低降低成垢离子的浓度：排污、澄清、过滤成垢离子的浓度：排污、澄清、过滤 b b、加加酸减少酸减少PHPH或碱度，减少结垢可能，但或碱度，减少结垢可能，但会会 增增加加腐蚀趋势，导致设备的腐蚀趋势，导致设备的更换更换； c c、增加增加热交换器水的速度、反洗、空气鼓动；热交换器水的速度、反洗、空气鼓动； d d

21、、使用使用化学阻垢化学阻垢剂剂。2 2、腐蚀腐蚀四、循环水容易发生的问题 腐蚀是使金属回到原始氧化状态的过程。腐蚀是使金属回到原始氧化状态的过程。电池原理（阳极、阴极、电解质）。电池原理（阳极、阴极、电解质）。（1 1）腐蚀腐蚀的四个阶段的四个阶段 阶段阶段1 1：在阳极，和循环水接触的纯铁开始水解，：在阳极，和循环水接触的纯铁开始水解，放出放出 一一个电子；个电子； 阶段阶段2 2：电子通过金属传递到阴极；：电子通过金属传递到阴极； 阶段阶段3 3：在阴极，电子和水中的氧反应，生成：在阴极，电子和水中的氧反应，生成OHOH- -； 阶段阶段4 4：循环水的溶解无机物离子完成电化学的：循环水的

22、溶解无机物离子完成电化学的循环循环。2 2、腐蚀腐蚀四、循环水容易发生的问题（2）影响腐蚀的因素影响腐蚀的因素a a、PHPHb b、温度温度 一般一般地讲，金属的腐蚀速度随温度的增加而增加地讲，金属的腐蚀速度随温度的增加而增加。 循环水中金属换热设备腐蚀的影响因素很多，概括起循环水中金属换热设备腐蚀的影响因素很多，概括起来可以分为化学因素、物理因素、微生物因素。来可以分为化学因素、物理因素、微生物因素。c c、阴离子阴离子 水中水中不同的阴离子在增加金属腐蚀速度方面具有以下的不同的阴离子在增加金属腐蚀速度方面具有以下的顺序顺序： NO NO3 3CHCH3 3COOCOOSOSO4 422C

23、lClClOClO4 4d、总硬度总硬度 总硬度总硬度过高时，则会与水中的碳酸根、磷酸根或硅酸根过高时，则会与水中的碳酸根、磷酸根或硅酸根作用，生成碳酸钙、磷酸钙和硅酸钙垢，引起垢下作用，生成碳酸钙、磷酸钙和硅酸钙垢，引起垢下腐蚀腐蚀。2 2、腐蚀腐蚀四、循环水容易发生的问题（2）影响腐蚀的因素影响腐蚀的因素e、水水流速流速 在在淡水中，金属的腐蚀速度随水流速的增加而增加。淡水中，金属的腐蚀速度随水流速的增加而增加。f、悬浮固体悬浮固体 当当循环水的流速过低时，这些悬浮物的容易在换热器循环水的流速过低时，这些悬浮物的容易在换热器部件的表面生成疏松的沉积物，引起垢下腐蚀。当循环部件的表面生成疏松

24、的沉积物，引起垢下腐蚀。当循环水的流速过高时，这些悬浮物的颗粒容易对硬度较低的水的流速过高时，这些悬浮物的颗粒容易对硬度较低的金属或合金（例如凝汽器中的黄铜管）产生磨损腐蚀。金属或合金（例如凝汽器中的黄铜管）产生磨损腐蚀。四、循环水容易发生的问题（2）影响腐蚀的因素影响腐蚀的因素g g、溶解溶解气体气体 氧氧: :氧氧起阴极去极化作用，促进金属的腐蚀。除去氧后，起阴极去极化作用，促进金属的腐蚀。除去氧后，水就变成没有腐蚀性了。水就变成没有腐蚀性了。 二氧化碳二氧化碳: :二氧化碳二氧化碳溶于水中，使水的溶于水中，使水的pHpH值下降。水的酸值下降。水的酸性增加有助于氢的析出和金属表面膜的溶解破

25、坏。性增加有助于氢的析出和金属表面膜的溶解破坏。 氨氨: :氨氨往往在工艺系统泄漏时进入循环水中，例如像合成往往在工艺系统泄漏时进入循环水中，例如像合成氨厂中那样。当循环水中存在氧化剂，氨就选择性地腐蚀铜氨厂中那样。当循环水中存在氧化剂，氨就选择性地腐蚀铜，生成可溶性的，生成可溶性的CuCu（NHNH3 3）4 42+2+。 硫化氢硫化氢: :硫化氢硫化氢是能够进入循环水系统中最有害的气体之是能够进入循环水系统中最有害的气体之一。硫化氢会加速铜、钢和合金钢的腐蚀，尤其是加速凝汽一。硫化氢会加速铜、钢和合金钢的腐蚀，尤其是加速凝汽器铜合金管的点蚀。器铜合金管的点蚀。2 2、腐蚀腐蚀2 2、腐蚀腐

26、蚀四、循环水容易发生的问题（2）影响腐蚀的因素影响腐蚀的因素h、电电偶偶 发生发生连接的两种（或两种以上）的金属或合金，如连接的两种（或两种以上）的金属或合金，如果彼此的腐蚀电位相差很大，它们再与循环水相接触果彼此的腐蚀电位相差很大，它们再与循环水相接触，就会形成一个腐蚀大电池或电偶而发生电偶腐蚀。，就会形成一个腐蚀大电池或电偶而发生电偶腐蚀。i、微生物微生物繁殖沉积繁殖沉积 其其副产物具有腐蚀性。副产物具有腐蚀性。2 2、腐蚀腐蚀四、循环水容易发生的问题（3）腐蚀与腐蚀与PH的关系的关系2 2、腐蚀腐蚀四、循环水容易发生的问题（4 4）腐蚀类型腐蚀类型a a、均匀腐蚀均匀腐蚀 对对碳钢而言，

27、均匀腐蚀主要发生在低碳钢而言，均匀腐蚀主要发生在低pHpH的酸性溶的酸性溶液中液中。b b、电偶腐蚀电偶腐蚀 循环水系统循环水系统中电偶腐蚀的实例之一是换热器中黄中电偶腐蚀的实例之一是换热器中黄铜管和碳钢管或钢制水室之间在循环水中发生的电偶铜管和碳钢管或钢制水室之间在循环水中发生的电偶腐蚀。在腐蚀过程中，被加速腐蚀的是很厚的钢制管腐蚀。在腐蚀过程中，被加速腐蚀的是很厚的钢制管板或水室，而不是薄的铜管。板或水室，而不是薄的铜管。2 2、腐蚀腐蚀四、循环水容易发生的问题（4 4）腐蚀类型腐蚀类型 c c、缝隙腐蚀缝隙腐蚀 缝隙腐蚀缝隙腐蚀的机理是，缝隙腐蚀的总反应包括金属氧的机理是，缝隙腐蚀的总反

28、应包括金属氧化生化生 成成金属离子的阳极过程和水中的溶解氧还原成为氢氧根离子金属离子的阳极过程和水中的溶解氧还原成为氢氧根离子的阴极过程。的阴极过程。 d d、孔孔蚀蚀 孔孔蚀是破坏性和隐蔽性最大的腐蚀形态之一。它使设备蚀是破坏性和隐蔽性最大的腐蚀形态之一。它使设备穿孔破坏，而这时的失重仅占整个结构的很小的一部分。孔穿孔破坏，而这时的失重仅占整个结构的很小的一部分。孔蚀特别有害，因为它是一种局部的但是剧烈的腐蚀形态。孔蚀特别有害，因为它是一种局部的但是剧烈的腐蚀形态。孔蚀严重的设备会在突然之间发生穿孔以及随之而来的泄漏蚀严重的设备会在突然之间发生穿孔以及随之而来的泄漏。对于对于碳钢而言，孔蚀主

29、要发生在中性的腐蚀性介质中碳钢而言，孔蚀主要发生在中性的腐蚀性介质中。循环。循环水中大多数孔蚀和卤素离子有关。其中影响最大的是氯离子水中大多数孔蚀和卤素离子有关。其中影响最大的是氯离子、溴离子和次氯酸根离子、溴离子和次氯酸根离子。2 2、腐蚀腐蚀四、循环水容易发生的问题（4 4）腐蚀类型腐蚀类型e e、选择性腐蚀选择性腐蚀 循环水系统循环水系统中最常见的选择性腐蚀是黄铜管的脱锌。中最常见的选择性腐蚀是黄铜管的脱锌。f f、磨损腐蚀磨损腐蚀 磨损腐蚀磨损腐蚀的外表特征是：腐蚀的部位呈槽、沟、波纹和山的外表特征是：腐蚀的部位呈槽、沟、波纹和山谷形，还常常显示有方向性。谷形，还常常显示有方向性。g

30、g、应力腐蚀破裂应力腐蚀破裂 应力腐蚀破裂应力腐蚀破裂的特点是，大部分表面实际上并未遭到破坏的特点是，大部分表面实际上并未遭到破坏，只有一部分细裂纹穿透金属或合金内部。应力腐蚀破裂能，只有一部分细裂纹穿透金属或合金内部。应力腐蚀破裂能在常用的设计应力范围内发生，因此后果严重在常用的设计应力范围内发生，因此后果严重。应力腐蚀破。应力腐蚀破裂裂的方向一般与作用应力的方向垂直。的方向一般与作用应力的方向垂直。2 2、腐蚀腐蚀四、循环水容易发生的问题（5 5）腐蚀危害腐蚀危害a.a.破坏破坏循环水中的金属材质；循环水中的金属材质；b.b.腐蚀产物腐蚀产物沉积在热交换器；沉积在热交换器；c.c.由于由于

31、沉积而降低了热交换器的性能；沉积而降低了热交换器的性能；d.d.设备设备的泄漏；的泄漏；e e. .物料物料侧和水侧的污染；侧和水侧的污染；f.f.水量水量增多；增多；g.g.维护维护和清洗频率增加；和清洗频率增加；h.h.设备设备需要修理或更换；需要修理或更换；i.i.不不定期的停车定期的停车。2 2、腐蚀腐蚀四、循环水容易发生的问题（6 6）控制腐蚀的方法控制腐蚀的方法a a. .使用防腐合金：费用使用防腐合金：费用问题问题b.b.调整系统的调整系统的PHPH：结垢问题：结垢问题c.c.使用保护涂层：完整性使用保护涂层：完整性问题问题d.d.使用牺牲阳极：需采用锌或镁使用牺牲阳极：需采用锌

32、或镁e.e.使用使用化学缓蚀剂化学缓蚀剂3 3、淤积淤积四、循环水容易发生的问题 淤积是固体物质的积累，它对设备运行的影响大淤积是固体物质的积累，它对设备运行的影响大于垢的影响。于垢的影响。（1）常见淤积物常见淤积物 悬浮物：淤泥、砂和铁质、脏物和废弃物；物料悬浮物：淤泥、砂和铁质、脏物和废弃物；物料，如油；腐蚀产物；微生物；填料（过滤料，如油；腐蚀产物；微生物；填料（过滤料/石灰软石灰软化剂）化剂）。（2）影响淤积的因素影响淤积的因素 水的质量；水温；水流速；微生物繁殖；腐蚀；水的质量；水温；水流速；微生物繁殖；腐蚀；物料泄漏。物料泄漏。3 3、淤积淤积四、循环水容易发生的问题（3）淤积淤积

33、的的影响影响a.a.淤积淤积物在循环水热或流速慢物在循环水热或流速慢的区域沉积、壳程热交换器最的区域沉积、壳程热交换器最易形成淤积；易形成淤积；b.b.沉积沉积会引起腐蚀坑；会引起腐蚀坑；c.c.沉积沉积下面会引起细菌大量繁下面会引起细菌大量繁殖；殖；d.d.金属失效金属失效。；（4）淤积引起的经济问题淤积引起的经济问题a.降低工厂的效率；降低工厂的效率；b.减少产量；减少产量；c.生产计划被延误；生产计划被延误；d.增加维修的停车次数；增加维修的停车次数；e.设备的维修或更换费设备的维修或更换费用增加；用增加；f.降低化学缓蚀剂的效果降低化学缓蚀剂的效果。3 3、淤积淤积四、循环水容易发生的

34、问题（5 5）三三种处理淤积的种处理淤积的方式方式a.a.阻止阻止补充补充水澄清处理水澄清处理腐蚀腐蚀、结垢和微生物的高效处理、结垢和微生物的高效处理b.b.减少减少增加增加排放排放旁旁滤滤c.c.在在线控制线控制反洗反洗、空气鼓动、真空塔、空气鼓动、真空塔化学化学处理处理4 4、微生物繁殖微生物繁殖四、循环水容易发生的问题 循环水成了一些微生物的一个巨大捕集器和培养器。循环水成了一些微生物的一个巨大捕集器和培养器。（1）细菌）细菌a细菌相当小、和人相比较，细菌就像一粒谷物大小的砂细菌相当小、和人相比较，细菌就像一粒谷物大小的砂与大楼相比、很小剂量（与大楼相比、很小剂量（1ml）的水中含有大量

35、（百万计）的水中含有大量（百万计）的数量；的数量；b细菌的类型：黏质、厌氧菌、铁细菌、亚硝酸菌、反硝细菌的类型：黏质、厌氧菌、铁细菌、亚硝酸菌、反硝化菌；化菌；c产生酸性物质，使产生酸性物质，使PH值降低和引起腐蚀；值降低和引起腐蚀；d产生大量的铁沉积引起堵塞；产生大量的铁沉积引起堵塞；e从氨中产生酸性物质引起从氨中产生酸性物质引起PH值下降和增加腐蚀；值下降和增加腐蚀；f形成黏的细菌斑导致热交换能力差；形成黏的细菌斑导致热交换能力差；g细菌的两种表现形式细菌的两种表现形式:浮游生物（漂浮在水中的细菌）及浮游生物（漂浮在水中的细菌）及固定粘附（细菌附在设备表面）。固定粘附（细菌附在设备表面）。

36、4 4、微生物繁殖微生物繁殖四、循环水容易发生的问题（2）藻类）藻类a生长需要阳光；生长需要阳光；b在塔板或暴露的地方繁殖；在塔板或暴露的地方繁殖；c形成真菌毯；形成真菌毯；d堵塞塔板的分水孔；堵塞塔板的分水孔；e堵塞设备；堵塞设备；f消耗氧气；消耗氧气；g为其它有机生物提供营养。为其它有机生物提供营养。（3 3）真菌）真菌a a以木质纤维中的碳为营养以木质纤维中的碳为营养；b b导致不稳定因素是表面或导致不稳定因素是表面或内部的冷却塔木质腐败（深内部的冷却塔木质腐败（深度腐败）；度腐败）；c c使塔结构的稳定性使塔结构的稳定性破坏破坏。4 4、微生物繁殖微生物繁殖四、循环水容易发生的问题（4

37、）影响微生物繁殖的因素）影响微生物繁殖的因素a微生物来源：空气或补充水；微生物来源：空气或补充水；b循环水提供了很好的微生物繁殖场所循环水提供了很好的微生物繁殖场所。（5）控制微生物繁殖的方法）控制微生物繁殖的方法a水的品质水的品质：减少有机物含量（营养）减少有机物含量（营养）；b系统设计考虑系统设计考虑：清洁的基座及塑料盖板清洁的基座及塑料盖板；c用杀生剂进行化学处理用杀生剂进行化学处理：氧化型杀菌灭藻剂、非氧化氧化型杀菌灭藻剂、非氧化型杀菌灭藻剂及粘泥剥离剂型杀菌灭藻剂及粘泥剥离剂；d加强过滤加强过滤。（6 6）筛选筛选杀菌灭藻剂注意事项杀菌灭藻剂注意事项a a药剂的低毒、高效和广谱性；药

38、剂的低毒、高效和广谱性；b b与缓蚀阻垢剂的配伍性；与缓蚀阻垢剂的配伍性；c c杀菌灭藻剂的配合使用和交替使用。杀菌灭藻剂的配合使用和交替使用。4 4、微生物繁殖微生物繁殖四、循环水容易发生的问题（7）优良的循环水杀菌灭藻剂应具备以下特点：优良的循环水杀菌灭藻剂应具备以下特点： a a. .能有效地控制或杀死范围很广的微生物（细菌、真能有效地控制或杀死范围很广的微生物（细菌、真菌和藻类），特别是形成粘泥的微生物，即它应该是一种菌和藻类），特别是形成粘泥的微生物，即它应该是一种广谱的杀生剂；广谱的杀生剂； b b. .它易于分解或被生物降解。理想的杀生剂应该是，它易于分解或被生物降解。理想的杀生

39、剂应该是，一旦它在循环水系统中完成了杀生任务并被排放入环境中一旦它在循环水系统中完成了杀生任务并被排放入环境中后，应该能被水解或生化处理而消失毒性；后，应该能被水解或生化处理而消失毒性； c c. .在游离活性氯存在时，具有抗氧化性，以保持其杀在游离活性氯存在时，具有抗氧化性，以保持其杀生率不受损失；生率不受损失； d d. .在使用浓度下，与循环水中的缓蚀阻垢剂能彼此相在使用浓度下，与循环水中的缓蚀阻垢剂能彼此相容；容； e e. .在循环水系运行的在循环水系运行的pHpH范围内有效而不分解。在对付范围内有效而不分解。在对付微生物粘泥时具有穿透粘泥和分散或剥离粘泥的能力。微生物粘泥时具有穿透

40、粘泥和分散或剥离粘泥的能力。1 1、水水的成分的成分水中杂质的组成分为阳离子和阴离子。水中杂质的组成分为阳离子和阴离子。阳离子分为两大类：阳离子分为两大类：CaCa2+2+ 、MgMg2+2+和和K K+ +、NaNa+ +阴离子也分为两大类：阴离子也分为两大类：a. OHa. OH- -、COCO3 32-2-、HCOHCO3 3- -等称为碱度；等称为碱度；b. b. ClCl- -、SOSO4 42-2-、NONO3 3- -等等。第四章 循环水结垢腐蚀的 成因及处理方法一、水质的简单分类2 2、水水的类型的类型根据水中阴阳离子的配合不同，可组成不同类型的根据水中阴阳离子的配合不同，可组

41、成不同类型的水质；（主要是硬度和碱度的配合）水质；（主要是硬度和碱度的配合）硬度用硬度用H H来表示，碱度用来表示，碱度用M M来表示来表示。a. HM a. HM b. HM 称为非碳酸盐型称为非碳酸盐型水水c. MH c. MH 称为负硬水称为负硬水( (高高K K+ +、NaNa+ +，低，低CaCa2+2+、MgMg2 2+ +) )d. M=H d. M=H 称为中性盐水称为中性盐水一、水质的简单分类可用下图来表示：一、水质的简单分类3 3、水水的的PH 值同碱度的值同碱度的关系关系 PH10 M= OH-+CO32-+HCO3- 10PH8.3 M= CO32-+HCO3- 8.3

42、PH4.5 M= HCO3-一、水质的简单分类4、总碱度（总碱度（M）和分碱度（）和分碱度（P）的关系）的关系 P=0 HCO3- 2PM CO32- =2(MP) OH- = 2P-M P=M OH- 如：我们测得水的碱度，如：我们测得水的碱度，M碱度为碱度为5mmol/L， P碱度为碱度为1 mmol/L，那么水中，那么水中CO32- 含量为含量为2mmol/L， HCO3- 含量为含量为5-2mmol/L= 3mmol/L。 虽然虽然循环水中的循环水中的CaCa2+2+、MgMg2+2+盐的析出是受补充水的水盐的析出是受补充水的水质和浓缩倍数而决定的，但质和浓缩倍数而决定的，但PHPH值

43、可改变碳酸盐碱度的形值可改变碳酸盐碱度的形式和数量，因此循环水的结垢倾向是可由式和数量，因此循环水的结垢倾向是可由PHPH值来调整的值来调整的。 溶溶于水的于水的Ca（HCO3）2和和CaCO3有如下平衡关系：有如下平衡关系：二、PH 值同结垢倾向的关系1 1、碳酸钙碳酸钙 碳酸钙碳酸钙是循环水中最常见的水垢，平常称之为硬垢是循环水中最常见的水垢，平常称之为硬垢，它主要来自补充水的溶解盐（主要是，它主要来自补充水的溶解盐（主要是CaCa(HCO(HCO3 3) )2 2），在），在循环水的运行中受热分解成循环水的运行中受热分解成COCO2 2和和CaCOCaCO3 3，而，而CaCOCaCO3

44、 3又是一又是一种难溶性化合物，它的溶度积是种难溶性化合物，它的溶度积是2.82.81010-9-9，而且其溶解，而且其溶解度随温度升高而降低，这是形成硬垢的主要成份。度随温度升高而降低，这是形成硬垢的主要成份。三、水垢的种类及成因2 2、磷酸钙磷酸钙 为了为了抑制系统材质的腐蚀，常常要加入聚磷酸盐来抑制系统材质的腐蚀，常常要加入聚磷酸盐来或有机磷酸盐作为缓蚀剂，当水温升高时或有机磷酸盐作为缓蚀剂，当水温升高时, , 会分解为正会分解为正磷酸盐，分解率因循环水停留的时间而升高约磷酸盐，分解率因循环水停留的时间而升高约10%10%40%40%，结果，结果POPO4 43-3-与与CaCa2+2+

45、生成溶解度很低的磷酸钙垢。生成溶解度很低的磷酸钙垢。3 3、硅酸硅酸 这这是由于水中的是由于水中的SiO2量过高，加上水的硬度较高，量过高，加上水的硬度较高，生成非常难处理的硅酸钙生成非常难处理的硅酸钙(镁镁)硬垢，因此，通常限制循硬垢，因此，通常限制循环水中环水中SiO2的含量在的含量在150-170mg/L之间，但当水中之间，但当水中Mg2+大大于于40mg/L时，即使循环水中时，即使循环水中SiO2含量含量150mg/L，也仍会，也仍会生成硅酸镁垢，因此中规定：生成硅酸镁垢，因此中规定：Mg(以以CaCO3)SiO2=1500035000mg/L三、水垢的种类及成因4 4、硫酸硫酸钙钙

46、硫酸硫酸钙在钙在98以下是稳定的二水化合物，其溶解度以下是稳定的二水化合物，其溶解度比碳酸钙大比碳酸钙大40倍以上，在倍以上，在37以下，随温度升高而溶解以下，随温度升高而溶解度增大，但在度增大，但在37以上则相反，随温度升高而降低，一以上则相反，随温度升高而降低，一般水中不会生成硫酸钙垢。但硫酸根浓度过大时也会产般水中不会生成硫酸钙垢。但硫酸根浓度过大时也会产生硫酸钙垢，而且会促进腐蚀。生硫酸钙垢，而且会促进腐蚀。 当循环水中某盐类离子物质的量浓度乘积大于溶度当循环水中某盐类离子物质的量浓度乘积大于溶度积时，为过饱和溶液，过饱和时，就会发生水垢沉积，积时，为过饱和溶液，过饱和时，就会发生水垢

47、沉积，达到过饱和主要有以下因素造成：达到过饱和主要有以下因素造成：四、水垢的形成条件a.浓缩浓缩倍数的提高；倍数的提高；b.循环循环水温度升高，使部分难溶性盐溶解度下降，水温度升高，使部分难溶性盐溶解度下降，形成形成 垢垢盐析出沉积；盐析出沉积；c.由于由于碳酸氢盐是一种不稳定的盐类，其在换热器表面碳酸氢盐是一种不稳定的盐类，其在换热器表面受热会分解成为碳酸盐和受热会分解成为碳酸盐和CO2，而，而CaCO3溶解度很低，达溶解度很低，达不到不到Ca（HCO3）2万分之一，因而很容易在换热器表面万分之一，因而很容易在换热器表面形成形成CaCO3垢。垢。1、难溶性、微溶性盐析出与过饱和区难溶性、微溶

48、性盐析出与过饱和区 难溶式微溶性盐难溶式微溶性盐显示显示不是刚达到饱和浓度就开始析出沉积不是刚达到饱和浓度就开始析出沉积，而是要超过溶度积若干倍后才开始沉积。刚达到饱和与开始，而是要超过溶度积若干倍后才开始沉积。刚达到饱和与开始沉积的浓度区域称之为沉积的浓度区域称之为“过饱和区过饱和区”或或“介稳区介稳区”。 五、水垢的处理方法2、影响影响“介稳区介稳区”的因素的因素影响影响“介稳区介稳区”大小的因素很多：大小的因素很多： a、盐类盐类的溶解度过低，介稳区越宽；的溶解度过低，介稳区越宽； b、温度温度低时介稳区宽，温度高时介稳区窄；低时介稳区宽，温度高时介稳区窄； c、水中水中杂质多，使介稳区

49、变窄，结晶析出快；杂质多，使介稳区变窄，结晶析出快； d、在在水中投加水处理剂的目的就是使介稳区变宽。水中投加水处理剂的目的就是使介稳区变宽。 水处理水处理剂能稳定或干扰晶体增长，或使晶体结构变形，使剂能稳定或干扰晶体增长，或使晶体结构变形，使晶体变得疏松膨胀，易被水冲走或已结晶的颗粒处于分散状态晶体变得疏松膨胀，易被水冲走或已结晶的颗粒处于分散状态，这就相对地增大了致垢物的溶解度，使其不易析出沉淀。，这就相对地增大了致垢物的溶解度，使其不易析出沉淀。 CaCO3是循环水中最常见，危害最大的水垢，但是循环水中最常见，危害最大的水垢，但CaCO3膜对膜对金属又有一定的保护作用。循环水中金属又有一

50、定的保护作用。循环水中CaCO3含量过低会使金属含量过低会使金属腐蚀，根据腐蚀，根据CaCO3的溶解平衡计算的溶解平衡计算CaCO3的饱和的饱和PH值（值（PHS）来）来判断循环水结垢或腐蚀倾向的方法有以下几种：判断循环水结垢或腐蚀倾向的方法有以下几种：六、结垢趋势的判断1、饱和指数饱和指数 又又称朗格利尔指数。称朗格利尔指数。 PHPHS=0.52.5 稳定稳定 PHPHS2.5 结垢结垢2、稳定指数稳定指数 又又称雷兹纳指数称雷兹纳指数雷兹纳提出雷兹纳提出经验公式经验公式 S=2pHSPH 来来代替饱和指数，代替饱和指数， S 3.7 结垢严重结垢严重 3.7S6.0 结垢结垢 S=6.0