在工業生產（chǎn）中，循環冷（lěng）卻水係統貫穿於某些生產裝（zhuāng）置或（huò）設備中，以水為冷卻介質（zhì）循環運行，在交換設備餘熱保護其正常運轉的同時也節約了大量的水資源。按照循環冷卻水係統的結構特點可分為（wéi）敞開式循環體（tǐ）係和密閉（bì）式循環體係，前者一般在大（dà）型循環冷卻水係統中應用，如火力發電機組、中央空（kōng）調機（jī）組等，與空（kōng）氣（qì）直接接觸，補水量較大；而後者一（yī）般（bān）存在於小型的循環冷卻水係統中，如加工（gōng）機床、空壓機、空分設備、電焊機等設備，不與空氣直（zhí）接相通，耗水量較小。但在（zài）循環冷卻水係統實際運行中，由於循環（huán）冷（lěng）卻水的溫度、鹽份（fèn）、pH值等均適合微生物的繁殖和水垢的生成，若（ruò）不加以控製，微生（shēng）物繁殖將導致粘泥堵塞熱交換（huàn）器，而水（shuǐ）垢也會影響輸送管線的流量，並（bìng）且在粘泥沉（chén）積（jī）的地方（fāng）會產生垢下腐蝕。而且從（cóng）節約水資（zī）源和減少排汙方麵（miàn）考慮，一般要求循環冷卻水的濃縮倍率設（shè）計在一定範（fàn）圍內，從而使得水質（zhì）處於不穩定狀態（tài），勢必造成設備換熱管和（hé）水管（guǎn）道內壁生成附著物和換熱管材質發生腐蝕。由（yóu）於（yú）附著物的傳（chuán）熱性（xìng）較差，從（cóng）而大大降低了設備的換熱效率；而換熱管的腐蝕會減弱其機械強度，甚至出（chū）現穿孔，使（shǐ）冷卻水發生泄（xiè）漏，從而影響（xiǎng）整個設備係統的正（zhèng）常運行。總之，在外界條件（如（rú）溫度（dù）、流速（sù）、濃度（dù））改變時，循環冷卻水水質（zhì）多表現為不穩定（dìng）的狀態，極易產生金屬材質腐蝕、設備表麵結垢、粘泥沉積與微生物滋生等三類問題。如（rú）不進行科學的水處理，勢必會引起管道堵塞、腐蝕泄漏、換熱效率降低等一係列（liè）問題，對（duì）係統設備和管道造成損壞或非計劃性停機停產。為（wéi）了（le）使循（xún）環（huán）冷卻水係統正常運行，防止循環冷卻水在冷卻（què）設備、輸水管線（xiàn）內形成汙垢、產生腐蝕及（jí）附著（zhe）生物粘泥（ní），提高熱交（jiāo）換設備的冷卻效果，確保生產（chǎn）運行的經濟（jì）性和安全性（xìng），就必須對循環（huán）冷卻水係統進行清洗（xǐ）除垢及緩蝕、阻（zǔ）垢分（fèn）散、菌藻控製等日常的水質穩定處理。目前最為有效（xiào）的措施是通過投加阻垢分（fèn）散劑、緩（huǎn）蝕（shí）阻垢劑、殺（shā）菌滅藻劑等化學（xué）水（shuǐ）質（zhì）穩定劑以降低設備和管道的（de）腐蝕，控製結垢生成（chéng），抑製微生物繁衍，保證（zhèng）係統正常安全（quán）運行。這不僅能延長設備（bèi）的使（shǐ）用壽命，降低動力消耗，並且能節約能源和水資源，減少汙水排放，對環境保護有非常（cháng）深遠的意義。

一、循環冷卻（què）水係統存在的問題

在（zài）工業循環冷卻水係統中由於水質不穩定而易引起係統結（jié）垢、腐蝕、生物粘泥及菌（jun1）藻滋生等不良後果。

1 腐蝕

1.1 碳鋼材質與水中的氧氣作用而發生（shēng）腐（fǔ）蝕，其反（fǎn）應如下：

Fe + O2 + H2O       Fe(OH)3↓

1.2 有害離子引起的腐蝕

循（xún）環水在（zài）濃縮過（guò）程中，各種（zhǒng）鹽類的濃度相應（yīng）增加，當Cl-和SO42-離子濃度較高時，會使金屬表（biǎo）麵保護膜的防腐（fǔ）性能降低。尤其是Cl-的離子半徑小、穿透性強，容易破壞金屬（shǔ）表麵的保（bǎo）護膜增加其腐蝕反（fǎn）應的陽（yáng）極過（guò）程速度，引（yǐn）起金屬的局（jú）部腐蝕。

1.3 兩（liǎng）種（zhǒng）不同的金屬接觸（chù）時（shí），因金屬間電位差而造（zào）成電池腐蝕，例如熱交換器的銅管（guǎn）與碳鋼端板，其接觸部分的鋼鐵材質會因此加速腐蝕。

1.4 水中微生物的滋生也會（huì）產生細菌性腐蝕，如硫酸還原菌、鐵細菌（jun1）等。

1.5 其（qí）它引起腐蝕的影（yǐng）響因素有：pH值、溶解的（de）氣體、溫度、流速等。

2 結垢及沉積

在循環（huán）冷卻水係統中，所溶解（jiě）的重（chóng）碳酸鹽濃度隨（suí）著蒸發濃縮而增加，當（dāng）其濃度達（dá）到飽和狀態，或者在經過換熱器傳熱表麵（miàn）使（shǐ）水溫升高時，水中鹽份溶解平衡遭到破壞（huài），會發生下列反應即水垢的生成：

Ca(HCO3)2 =CaCO3↓+CO2↑+H2O

生成的CaCO3水垢沉積在換熱器的傳熱表麵，形成一層硬垢，導熱性能很差，嚴重影響換熱效率。

其次，循環水係統設備（bèi）、管道主要材質是碳鋼，其腐蝕產物主要是氫氧化物和（hé）鐵的氧化物的水合物，呈（chéng）膠（jiāo）體狀態，穩定地懸浮於水中，但當（dāng）通過熱交換器時（shí）易在受熱麵膠體相互凝集沉澱。沉澱的Fe2O3由於（yú）它的不連續性和不致密（mì）性而對（duì）金屬無保護作用，而（ér）且由於它的磁性，粘著力（lì）強，且比重大，消除困難，形成汙（wū）垢。

另外，循環水中也有天然有機物、泥沙、微生物群落等懸浮物，它們於流速慢或溫度高的地方慢慢沉積而形成汙垢沉積在設備、管道（dào）表麵。此類汙垢一般較為疏鬆，易用水衝洗去（qù）除。

3 微生物影響

微生物可分為細菌、真菌及藻類，由（yóu）於其散布在自然界各個角落，而循環（huán）水之溫度、鹽份、pH值、溶解（jiě）氧等比較適合（hé）微生物繁殖。若未能得到有效控製（zhì），微生物不斷滋生，並（bìng）分泌出大量粘液，將水中不溶性雜質粘結在一起，產（chǎn）生粘泥附著於設備和管道的內表麵，阻礙水的流動和係統（tǒng）熱交換，且在粘泥沉積地方往往會造成（chéng）沉積物下腐蝕（shí）。

4 危害與不良影響

上（shàng）述的水垢、腐蝕和微生物滋生等這三者不是孤立（lì）的，是互相聯係和相互影響的，如（rú）水垢和汙垢（gòu）往往結合在（zài）一起，結垢（gòu）和生物（wù）粘泥又能引起或加重腐蝕。這些水垢、腐蝕物及生物粘泥給設備的安全運行帶來了嚴重的危害。

4.1設備管道水垢附（fù）著：水垢的導（dǎo）熱係數極低，降低（dī）傳熱效率或傳（chuán）熱不勻，影響設備製（zhì）冷（lěng）效果，使換熱器壓力升高，增大壓縮機正背麵壓力差，導致電機負荷增加，造成（chéng）高壓運行，增加電能消耗，嚴重時可直接造成主機（jī）高壓事故（gù）停機。

4.2 使係統水循環量減少：沉積物（如水垢、微生物粘泥）覆（fù）蓋在循環水係統設備管道或換熱器流道表麵，嚴重的將（jiāng）堵塞管道，阻礙水流動，使（shǐ）冷凍水循環（huán）量減少，熱交換效率進一步（bù）降低。

4.3腐蝕（shí）設備和管道：係統（tǒng）管道及設備內壁常因腐蝕造成鏽渣脫落，脫落的鏽渣會（huì）堵塞（sāi）盤管，使換熱效果下降（jiàng），嚴重時造成穿孔泄漏等重大停機事故（gù）；同時腐（fǔ）蝕的存在還（hái）使設備的使用壽（shòu）命大為縮短。

二、化學清洗（xǐ）說明

首先對於存在上述問題的循環冷卻（què）水係統進行化（huà）學清洗。清洗之前需對水質進行采（cǎi）樣（yàng）分析，調查了解設備運行使用情況，判斷汙垢主要成分。根據水質分析、係統材質和設備係統運行與結垢情況製訂清洗方案。其具體操（cāo）作步驟分為：

清水衝洗：啟動係統循環水泵，用（yòng）大流量的（de）清水盡可能的（de）衝洗掉係統中的灰塵、泥（ní）沙、脫落的藻類及腐蝕（shí）產物等疏鬆的汙垢，以（yǐ）節約（yuē）用清（qīng）洗藥劑量，降低清洗成本（běn），為下一（yī）步的化學清洗做準備。

殺菌剝離（lí）：排放出汙水後補充清水，在循（xún）環水係統內的冷卻水池中分別一次性的（de）加入殺菌剝離劑，殺死係統中菌（jun1）藻類微生物，並使設備（bèi）、管道內表麵附著的生物粘泥剝離脫落；通過水泵循環運行12～24小時，進行殺菌滅藻剝離汙垢，最後從最低點（diǎn）排放汙水。

清洗除垢：係統（tǒng）補入清水（shuǐ）後加入具有溶垢、滲（shèn）透與（yǔ）分散（sàn）作用的清洗劑（jì）和清洗緩蝕劑，啟動水泵（bèng）將管道係統（tǒng）內的浮鏽、水垢、油汙等清洗下來，分散於水中，隨水排出，還原清潔的金屬表麵。循環清洗兩次（cì），每次12小時，並要求加清水置換排汙至濁度小於20ppm即視為清洗結束，最後將Y型過（guò）濾器上的過濾網拆開，蘸藥劑手工清洗幹淨。

鈍化或預膜：設備管道經過清洗（xǐ）後其金屬表麵處於十分活躍的活性狀態，極易二次氧化鏽蝕。A：若設備清洗後封（fēng）存（cún），則對設備進行預膜鈍化處理；B：若設備（bèi）清洗（xǐ）後立即投入使用，則需進（jìn）行（háng）預膜緩蝕（shí）處（chù）理，以更好的保護潔淨的金屬表麵防止氧化鏽蝕。

循環冷卻水係統清洗過程完成後，就進入了日常水質穩定維護階段，即通過加入水質穩定劑，降低金屬材質生鏽（xiù）速率，抑製水中菌藻滋（zī）生，防止（zhǐ）鈣、鎂鹽（yán）結垢、沉澱，******限度的保持設備和管（guǎn）道的金屬（shǔ）表麵清潔。這樣就可減少設備清洗次數，延長其使用壽命。

三、水質穩定處理

工業循環冷卻水係統的日常水質穩定處（chù）理是相當重要的，不僅可延（yán）長管線和（hé）設備的使用壽命，即（jí）水處理的效果是使管線和（hé）設備達到設（shè）計的使用壽命；而且能節約大量的電能及水資源；還可（kě）防止設備水（shuǐ）係（xì）統結垢、腐蝕，菌藻附著，保證係統設備經濟（jì）而（ér）安全運行。

目前，采用化學加藥處（chù）理方法是循環水質穩定處理中最為有效且經濟的技術措施，即根據循（xún）環冷卻水係統的水質和材質特點，采用合適的水質穩定劑以維持和修補係統內金屬表麵形成（chéng）的保護膜，並（bìng）阻止和分散各種成垢離子結垢，控製菌藻的生（shēng）成，達到防腐、防垢和控製微生（shēng）物生長的目的。

加（jiā）藥處（chù）理後的（de）循環水質要求符合GB50050-2007《工（gōng）業循（xún）環冷卻水處理設計規範（fàn）》，其中：碳鋼腐蝕率 ≤ 0.075mm/a；銅腐蝕率 ≤0.005mm/a；汙垢熱阻 ≤4.0 ×10-4mk/s；異養（yǎng）細菌（jun1）總數≤5×105個/mL。

一般來說，用於工業循環冷卻水處理的水質穩定劑主要（yào）有三大類：阻垢緩蝕劑、緩蝕劑和（hé）殺菌滅（miè）藻劑。

1.阻垢分散劑

該水質穩定劑為複（fù）合型水處理藥劑，具有協（xié）同增效作用，化學穩定性強，耐高（gāo）溫，低磷環保，可同時控製多種金屬（shǔ）材質的腐蝕及汙垢的產生，具有良好的阻垢緩蝕效果。本品能通過絡合增溶、晶格畸變及吸附分散作用，破壞垢（gòu）物形成（chéng）與增長的條件，使Ca2+、Mg2+等致垢離子穩定（dìng）地溶於（yú）水中，對碳酸鈣、硫酸鈣（gài）、磷酸鹽及碳酸鋇等有卓越的（de）阻垢效果，能很好地控製（zhì）係統結垢，並對氧化（huà）鐵、二（èr）氧化矽等膠（jiāo）體也有良（liáng）好的分散作用（yòng），同時能在碳鋼金屬表（biǎo）麵形（xíng）成致密的保護膜，阻止腐蝕性離子的浸入，對設備表麵起到良好的緩蝕保護效果，是阻垢性能優（yōu）良兼具緩蝕效（xiào）果的高效阻垢緩蝕劑。

2.緩蝕劑

這是一種陽極型緩蝕劑，穩定性能（néng）好，能在（zài）碳鋼、銅（tóng）及其（qí）合金（jīn）材質表麵形成多層致密的高分子防護膜，使金屬表麵不起氧化還原反應，具（jù）有良好的緩蝕性（xìng）能。

3.殺菌滅藻（zǎo）劑

本品是針對循環冷卻水係統極易滋生菌藻的特點而設計（jì）的殺生劑配方。

本殺菌（jun1）滅藻劑為低毒、高（gāo）效、廣譜的殺生劑（jì），分為氧化型和非氧化型兩種殺（shā）菌劑，能夠不可逆的（de）有效控製和殺死範圍很廣的微生物（wù），本身也能被分解或被微生物降解；具有穿透粘泥和分散或剝離粘泥的能力，兼有（yǒu）優良的粘（zhān）泥剝離和（hé）抑製菌藻（zǎo）繁殖的效果。同時在使用濃度下，與水中的緩蝕劑和陰垢分散劑能夠彼此相（xiàng）容。

在循環冷卻水係統中，氧化型和非氧化型兩（liǎng）種殺菌劑交替（tì）投加，則（zé）可取（qǔ）得更好的（de）殺菌滅藻和剝離效果（guǒ），能削弱微生物的耐藥性。

四、水質管理

1.濃縮倍數（shù）管理

在循環冷卻水係統中控製一（yī）定（dìng）值的濃縮（suō）倍數對保護設備（bèi）和節約水資源，減少開支有很大好處。一般（bān）要求濃縮（suō）倍數在3至6這（zhè）個（gè）範圍內為宜，太（tài）高了節約水資源意義不大，且增加了結垢的趨勢。

由於循環水濃縮時，水中的各種離子隨（suí）之濃縮，而電（diàn）導正是反應水（shuǐ）中離子濃度多少的數值（zhí），濃縮倍數與電導的增長基本上成正比關係。當水濃縮一倍時，電（diàn）導率值濃縮0.93—0.98倍，所以一般采用濃縮倍數為3時水的對（duì）應電導率作為控製值，當水濃縮倍數（shù）過高（gāo）時，則啟動排汙口，同時（shí）加藥（yào）泵啟（qǐ）動，補入相應（yīng）的被排汙水帶走的藥量。

2.藥劑濃（nóng）度的管理

平時水處理藥劑若不維持在一定濃度範圍內，則（zé）不能充分發揮阻垢（gòu）緩蝕和殺菌剝離效果；而過（guò）量加藥則造成經（jīng）濟上的浪（làng）費。因此，加藥要及時適量。目前，循環水係統加藥一般分為兩類（lèi）：一是采用自動加藥裝置投加；二（èr）是根據計算量而采用連續滴（dī）加或間歇式投（tóu）加（jiā）方式，這種方式也可保證水中藥（yào）量濃度在有效範（fàn）圍內。

3.日常監測

機組運行期間，最重要的水質管理是掌握補水和（hé）循（xún）環水的水質。一般來說每月應取水樣進行水質分析，以便發現問題及時調整。如出現某個（gè）項目超標，則應優化水質（zhì）穩定劑的配方及其加藥量，使（shǐ）之達到合同（tóng）規定的（de）水質標準。在（zài）腐蝕或結垢情況監測時，可采用現場（chǎng）懸掛標準試片或試管，每月或兩個月測定一次腐蝕或結垢數據。

經過多年的工業循環冷卻水處理現場經驗積累與技術（shù）總結，我們開發出了（le）多種適合工業循環