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循环冷却水系统结垢轻而易举!

发布于:2023-09-28 10:07:28 来自:环保工程/水处理 [复制转发]

     

循环冷却水系统运行的问题


     



现如今,石油、化工、钢铁、电力等生产企业的循环冷却水系统不断面临着来自系统运行周期延长、浓缩倍数提高等各方面的压力,以符合国家日益严格的环保要求及企业自身效益提升的目标。

在日常运行过程中,循环冷却水系统主要存在三大问题,即腐蚀、结垢&沉积与微生物滋生。 污垢的堆积严重影响热交换的正常进行,使换热设备效率下降,消耗和浪费能量,严重时使换热设备阻塞,系统阻力增大,能耗增大,性能大幅下降。 那如何去解决这些问题呢,一起来学习一下。


     
       

       
结垢&沉积的分类

循环冷却水系统在运行过程中,会有各种物质沉积在换热器的传热管表面,这些物质统称为沉积物。

这些沉积物的成分主要有以下?种:?垢、淤泥、腐蚀产物和?物沉积物。?垢是指碳酸盐、磷酸盐、硫酸盐和硅酸盐等盐类在过饱和状态下的结晶产物。淤泥、腐蚀产物和?物沉积物三者统称为污垢。


     
       

       
结垢&沉积有哪些危害?

1、设备结垢,阻碍传热,增加能耗,降低生产负荷


结垢:是 指水中溶解或 悬浮的无机物,由于种种原因,而沉积在金属表面。

冷却水中富含碳酸氢钙等不稳定盐类,在换热管壁受热,即转变为碳酸钙等致密硬垢,规则沉积在管壁,其传热效率仅为碳钢的1%左右,也就是在换热管壁如果沉积0.5mm厚的硬垢,就相当于换热管壁厚增加了50mm, 严重阻碍传热的正常进行,能耗增加,从而对生产负荷构成极大影响,甚至停车。

2.滋生粘泥软垢,阻碍传热;加速设备腐蚀,特别是发生点蚀事故


阻碍传热: 微生物繁殖、代谢产生的黏液(象胶水一样具有很强黏性),与循环水中的悬浮物(补充水进入、冷却塔抽风冷却水洗涤空气灰尘进入)和微生物尸体等交织黏附在一起,随水流黏附在设备壁面,不久就会形成一层滑腻的垢层,即所谓的表面疏松多孔的软垢。附着在换热管壁的软垢,是热的不良导体(导热系数很小,只有不锈钢材的百分之一) 因此会造成换热效果明显下降,影响生产负荷。

发生点蚀: 软垢层疏松多孔,为氧气的渗入形成良好通道,在循环水这个大的电导池中(富含盐),形成无数个小浓差电池,每个小电池就是一个点发生电化学反应, 从而加速设备点蚀现象的发生,久之即发生纵深腐蚀穿孔事故。


3.管道、设备腐蚀,缩短使用寿命

腐蚀:是指通过化学或电化学反应使金属被消耗破坏的现象。

在循环水系统中,主要以溶解氧化学或电化学腐蚀为主 ,这种腐蚀除了会造成系统的水冷设备损坏或使用寿命减少外,还会由于腐蚀造成水冷器穿孔,从而引起工艺介质泄漏造成计划外的停车事故等,另外由于腐蚀会产生锈镏,会引起换热效率下降或管线堵塞等危害。


总体来说:冷却系统的换热设备中产生污垢,使冷却水传热受阻,影响冷却效果;产生腐蚀,影响使用寿命。


         

(1)冷却水传热受阻。污垢的热阻较大,金属材质的冷却管一旦结垢,传热过程受到很大阻碍,换热效率降低,影响生产。


(2)加速金属腐蚀,降低设备使用寿命。污垢诱发局部腐蚀,垢下腐蚀介质局部蒸发浓缩,导致危害性严重的点蚀和坑蚀,加速腐蚀穿孔。严重时还会引起泄露,甚至发生爆炸事故。



     
       

       
结垢&沉积形成的因素有哪些?

结垢&沉积的形成过程是在动量、能量和质量传递同时存在的多相流动过程中进行的,因而它的影响因素非常多,主要将这些参数分为运行参数、换热器参数和流体性质参数。

(1)运行参数:

流体速率和换热面积、流体温度、流体-污垢界面温度等。

(2)换热器参数:

换热面材料、换热面状态、换热面的形式以及几何尺寸。

(3)流体性质参数:

流体本身的性质和不溶于流体或被流体的各种物质的特性对污垢的影响。


     
       

       
结垢和沉积的控制方法

(1) 水垢的控制方式

加阻垢剂: 利用阻垢剂与水中的金属离子起络合反应而产生可溶性络合盐,使金属离子的结垢倾向受到抑制。同时,阻垢剂的作用还在于其吸附作用和分散作用,通过提高结垢物质表面的电荷密度使微粒间排斥力增大,降低结晶速率,并使晶格结垢发生畸变,从而防止结成硬实的水垢。

加酸: 通常是加硫酸,利用硫酸中和水中碱度,降低PH值的方法来保证循环水的稳定运行。

软化处理: 用离子交换树脂或石灰软化法,去除水中的钙离子,使水中的碳酸盐硬度降低,不产生碳酸钙结垢。

脱盐处理: 利用脱盐水系统将补充水软化,使硬度和碱度降低,来防止循环水系统的腐蚀。


(2) 污垢的控制方式

投加分散剂: 分散剂能够将黏合在一起的泥团杂质等分散成微段悬浮于水中,随着水流流动而不沉积在传热器表面上,从而减少污垢对传热的影响。

投加缓蚀剂和杀菌剂: 控制系统腐蚀率,抑制菌藻滋生,进而控制腐蚀产物和生物沉积物的产生。

降低补充水浊度: 作为循环水的补充水,其浊度越低,带入系统中可形成污垢的杂质就越少,干净的循环水不易形成污垢。

增加旁滤设备: 通过旁滤系统直接降低循环水浊度。


     
       

       
结垢和沉积的控制方法


这样做的好处如下:


1、稳定生产  

无沉积物附着、腐蚀穿孔、粘泥堵塞等危害,冷却水中的换热器可始终在良好的环境下工作,除计划中的检查外,意外的停止检查事故减少,在循环冷却水方面保证了工厂的长期安全生产。


2、减少环境污染 

循环冷却水系统可以极大地减少冷却废水的排放,所以对少量排放物经过精心处理,就能达到规定的排放标准,甚至经过进一步处理,就能回收作为系统的补充水。这样循环系统就形成了闭路循环,如果不把污水排到外面,就不会污染环境,破坏生态平衡。


3、节约钢材,提高经济效益

提高经济效益的换热器由数十根到数百根金属管构成,因此换热器往往需要吨位的钢材。由于循环冷却水处理不当或处理不当,许多化工厂严重损坏了换热器。如东北某石化总厂,生产不到一年,因腐蚀严重,被迫更换56台热交换器,消耗钢材约120吨,产量惊人。


  • 江南pig厂
    江南pig厂 沙发

    在日常运行过程中,循环冷却水系统主要存在三大问题,即腐蚀、结垢&沉积与微生物滋生

    2023-09-28 16:34:28

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这个家伙什么也没有留下。。。

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