在工業生產中，循環冷卻水係統貫穿於某些生產裝置或設備中，以水為冷卻介（jiè）質循（xún）環（huán）運行，在交換設備餘熱（rè）保護其正常運轉的同時也節約了大（dà）量的水資源。按照循環冷卻水係統的結構（gòu）特點可分為敞開式循（xún）環體係（xì）和密閉式循環體係（xì），前者一般在（zài）大型循環冷卻水係統中應用，如火力發電機組、中央空調機組等，與空氣直接接觸，補水（shuǐ）量較大；而後者一般存在於小型的循環冷（lěng）卻水係統中，如加工機床、空壓機（jī）、空分設（shè）備、電焊機等設備，不與空氣直接相通，耗水量較小。但在循環冷卻水係統（tǒng）實際運行（háng）中（zhōng），由於循環冷卻水的溫度、鹽份、pH值等均適合微生物的繁殖和水垢的生成，若（ruò）不（bú）加（jiā）以控製，微生物繁殖將導致粘泥堵塞熱交換器，而水垢也會影響（xiǎng）輸送管線的流量，並（bìng）且（qiě）在粘泥沉積的地方會產生垢（gòu）下腐蝕。而且從節約水資源和減少排汙方麵考慮，一（yī）般要求循環（huán）冷卻水的（de）濃縮倍率設計在一定（dìng）範圍（wéi）內，從而使得水質處於不穩定（dìng）狀態，勢必造成設備換熱管和水管道（dào）內壁生成附著物和（hé）換熱管材質發生腐蝕。由於附著物的傳熱性較差，從而大大降低（dī）了（le）設（shè）備的換熱效（xiào）率；而換熱管的（de）腐蝕會減弱（ruò）其機械強度，甚（shèn）至出（chū）現（xiàn）穿孔，使冷卻水發生泄漏，從而影響整個設備係統（tǒng）的正常運行。總之，在外界條件（如（rú）溫度、流速、濃度）改變時，循環冷卻（què）水水質多表現為不穩定（dìng）的狀態，極易產生金屬材（cái）質腐蝕（shí）、設備表麵結垢、粘泥沉（chén）積與微生物滋生等三類問題。如不進行科學的水處理（lǐ），勢必會引（yǐn）起管道堵塞、腐蝕泄漏（lòu）、換熱效率降低等一係列問題，對係統設備和（hé）管道造成損壞或非計劃性停機停（tíng）產。為了使（shǐ）循環（huán）冷卻水係統正常運行，防止循（xún）環冷卻水在冷卻設備、輸水管線內形成汙垢（gòu）、產生腐蝕及附著生物粘泥（ní），提高熱交換設備的冷卻效果（guǒ），確保生產運行的經濟性和安全性，就必須對循環冷卻水係（xì）統進行清洗除垢（gòu）及緩蝕、阻（zǔ）垢分散、菌藻控製等日常的水質穩定處理。目前最為有效的措施是通過投（tóu）加阻垢分散劑、緩蝕阻垢劑、殺菌滅藻劑等（děng）化學水質穩（wěn）定劑以降低設備和管道的腐蝕，控（kòng）製結垢生成，抑製微生物繁衍，保證係統正（zhèng）常安全運行。這不僅能延長設備的（de）使用壽命，降低（dī）動力消耗，並且能節約能源和（hé）水（shuǐ）資源，減少汙（wū）水排放，對環境保護有非常深遠的意義。

一、循環冷卻水係統存在的（de）問（wèn）題

在工業循環冷卻水係（xì）統（tǒng）中由於水質不穩定而易引起係統結垢、腐蝕、生（shēng）物（wù）粘泥（ní）及菌藻滋生等不良後（hòu）果。

1 腐蝕

1.1 碳鋼材質與水中的氧氣作用而發生（shēng）腐蝕，其反應如下：

Fe + O2 + H2O       Fe(OH)3↓

1.2 有（yǒu）害離子引起的腐蝕

循環（huán）水在濃縮（suō）過程中，各種鹽類的濃度相應（yīng）增加，當Cl-和SO42-離子濃（nóng）度較高時，會使金屬表麵保護膜（mó）的防腐性能降低。尤其是Cl-的離子半徑小、穿透性強，容易破（pò）壞金屬表麵的保護膜增加其（qí）腐蝕反（fǎn）應的陽極過程速度，引起金屬的局部腐蝕。

1.3 兩種不同的金（jīn）屬接觸時，因金屬間電位差而（ér）造成電池腐蝕，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（zhì）會因此加速腐蝕。

1.4 水中微生物的滋生（shēng）也會產生細菌（jun1）性腐蝕，如硫酸還原菌、鐵細（xì）菌等。

1.5 其它引（yǐn）起腐蝕的影（yǐng）響因素有：pH值、溶解的氣體、溫度、流速等。

2 結垢及沉積

在循環冷卻水係統中，所溶解的重碳酸鹽濃度隨（suí）著蒸發濃縮而增加，當其濃度（dù）達到飽和狀態，或者在經（jīng）過換熱器傳熱表麵（miàn）使水溫升高時，水中鹽份溶解平衡（héng）遭到破壞，會發生下列（liè）反（fǎn）應（yīng）即（jí）水垢的生成：

Ca(HCO3)2 =CaCO3↓+CO2↑+H2O

生成的CaCO3水垢沉積在換熱（rè）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（shuǐ）係統設備、管道主要材質（zhì）是碳（tàn）鋼，其腐蝕產物主要是氫氧（yǎng）化物和鐵的氧化物（wù）的水合物，呈膠（jiāo）體狀（zhuàng）態，穩定地懸浮於水中，但當（dāng）通過熱交換器時易在受（shòu）熱麵膠體（tǐ）相互凝集沉澱。沉澱的Fe2O3由於它的（de）不連續性和不致密性而（ér）對金（jīn）屬無保護作用，而且由於它的磁性，粘著力（lì）強，且比重（chóng）大，消除困難（nán），形成汙垢。

另（lìng）外，循環水中也有天然有機物、泥沙（shā）、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（bèi）、管道表（biǎo）麵。此類汙垢一般較（jiào）為疏鬆，易用水衝洗去除（chú）。

3 微生物影響

微生物可分為細菌、真菌及藻類，由於其散布在自然界各（gè）個（gè）角落（luò），而循環水之溫度（dù）、鹽份（fèn）、pH值、溶解氧等（děng）比較適合微生物繁殖。若未能得到（dào）有效控製，微生（shēng）物不斷滋生，並分泌出大（dà）量粘液，將水中不溶性雜質粘結在（zài）一起，產生粘泥附著（zhe）於設（shè）備（bèi）和（hé）管道的（de）內表麵，阻（zǔ）礙水的流動和係統熱交換，且在粘泥沉積地方往往會造（zào）成沉積物下腐蝕。

4 危（wēi）害與不（bú）良（liáng）影響

上述的水垢、腐蝕和微生物滋生等這三者不是孤立的，是互相聯係和相互影響的，如（rú）水垢和汙（wū）垢往往結合在（zài）一（yī）起，結垢和生物粘泥又能（néng）引起或（huò）加（jiā）重腐蝕。這些水垢、腐蝕物及（jí）生物（wù）粘泥給設備的安全運行帶來（lái）了嚴重的危害。

4.1設備管道水垢附著：水垢的導熱係數極低（dī），降低傳熱效率或傳熱不勻（yún），影響設（shè）備製冷效果，使換熱器壓力升高，增大壓縮機正背麵壓力（lì）差，導致電機負荷增加（jiā），造成高壓運行，增加電能消耗，嚴重時可直接造（zào）成主機高壓（yā）事故停機。

4.2 使係統水循環量減少：沉積物（如水垢、微生物（wù）粘泥）覆蓋在（zài）循環水係統設備（bèi）管道或換熱器流（liú）道表麵，嚴（yán）重的將堵塞管（guǎn）道，阻礙水流（liú）動，使冷凍水（shuǐ）循環（huán）量減少，熱交換（huàn）效率進一步降低。

4.3腐蝕設備和（hé）管道：係統（tǒng）管道及（jí）設備內壁（bì）常因腐蝕造成鏽渣（zhā）脫落，脫落的鏽渣會堵塞盤（pán）管，使換熱效果下（xià）降，嚴（yán）重（chóng）時造成穿孔泄漏等重大停機事故；同時腐蝕的存在還使設備的使用（yòng）壽命大為縮短（duǎn）。

二、化（huà）學清洗說明

首先對於存在上述問題的循環冷卻水係統進行化學清（qīng）洗。清洗之前需對水質進行采樣分析，調查了（le）解（jiě）設（shè）備運（yùn）行使（shǐ）用（yòng）情況，判斷汙垢主要成分。根據（jù）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。其具體操作步驟分為：

清水（shuǐ）衝（chōng）洗：啟動係（xì）統循環水泵（bèng），用大流量的清水盡可能的衝洗掉係統中的灰塵、泥沙、脫落的藻類及（jí）腐蝕（shí）產物等疏鬆的汙垢，以節約用清洗藥（yào）劑量，降低清洗成本，為下一步的化學清洗做準備。

殺（shā）菌剝離：排放（fàng）出汙水後補（bǔ）充清水，在循環水係統內的冷卻水池中分別一次性的加入殺菌剝離劑，殺死係統（tǒng）中菌藻類微生物，並使設（shè）備、管道內表（biǎo）麵附著的生物粘泥剝離脫落；通過水（shuǐ）泵循環運行12～24小時，進行殺菌滅藻剝離汙垢，最（zuì）後從最低（dī）點排放（fàng）汙水。

清洗除垢：係統補入清（qīng）水後加入（rù）具有溶垢（gòu）、滲透與分散作用的（de）清洗劑和清洗緩蝕劑，啟動水泵將管道係統內的浮鏽、水垢、油汙等清洗下來，分（fèn）散於水（shuǐ）中，隨水排出（chū），還原清潔的金屬表麵。循環清洗兩（liǎng）次，每次12小（xiǎo）時，並（bìng）要求加清水置換（huàn）排汙至（zhì）濁度小於20ppm即視為清洗結束，最後將Y型過濾器上的過濾網拆開，蘸藥劑（jì）手工清洗（xǐ）幹淨。

鈍化或預膜：設（shè）備管道（dào）經（jīng）過清洗後其金屬表（biǎo）麵處於十分活躍的活性狀態，極（jí）易二次氧化鏽蝕。A：若設備（bèi）清洗後封存，則對設備（bèi）進行（háng）預膜鈍（dùn）化處理；B：若設備清洗後立即投入（rù）使用，則需進行預膜緩蝕處理（lǐ），以更好的保護（hù）潔淨的金屬表麵防止氧化鏽蝕。

循環冷（lěng）卻水係統清洗過程完成後，就進入了日（rì）常（cháng）水質穩定維護階段，即通過加入水質穩定劑，降低金屬材質生鏽速率，抑製水中（zhōng）菌藻滋生，防止（zhǐ）鈣、鎂（měi）鹽結垢、沉澱，******限度的保持設備和管道的金屬表麵清潔。這樣就可減少設（shè）備清洗次數，延長其使用壽命。

三、水質穩定處理

工（gōng）業（yè）循環冷卻水係統的（de）日常水質穩定處理是相當重要的，不僅可延長管線和設備的使用壽命，即水處理的效果是使管線和設備達到設計的使用壽命；而（ér）且能節約大量的電（diàn）能（néng）及水資源；還可防止設備水係統結垢（gòu）、腐蝕，菌藻附著，保證係統設備經濟而安全運行。

目前，采用化學加（jiā）藥處理（lǐ）方法是循環水質穩定處理中最為有（yǒu）效且經濟的技術措（cuò）施，即根據循環冷卻水（shuǐ）係統的水質和材質特點，采用合適的水質穩（wěn）定劑以維持和修補係統內金屬表麵形成的保護膜（mó），並阻止和分（fèn）散各種成垢（gòu）離子結垢，控製菌藻的（de）生成，達到防腐、防垢和（hé）控製微生物生長的目的。

加藥處理後（hòu）的循環水質要求符合GB50050-2007《工（gōng）業循環冷卻（què）水處理設計規範》，其中（zhōng）：碳鋼腐（fǔ）蝕率 ≤ 0.075mm/a；銅（tóng）腐蝕率 ≤0.005mm/a；汙垢熱阻 ≤4.0 ×10-4mk/s；異養細菌總數（shù）≤5×105個/mL。

一般（bān）來說（shuō），用於工業循環冷卻水處理（lǐ）的水質穩（wěn）定劑主要有三大類：阻垢緩蝕劑、緩蝕劑和殺菌（jun1）滅藻劑。

1.阻垢分散劑

該水質穩（wěn）定（dìng）劑為複合型水處理藥劑，具有協同增效作用，化學穩定性強，耐（nài）高溫，低磷環保，可同時控製（zhì）多種金屬材質的腐蝕及汙（wū）垢的產生，具有良好的阻垢緩蝕效果。本品能通過絡合增（zēng）溶、晶格畸變及吸附分散作用，破壞垢物形成與增長的條件，使Ca2+、Mg2+等致垢離子穩定地溶於水中，對碳酸鈣、硫酸鈣、磷酸鹽（yán）及碳酸鋇等有卓越的阻垢效（xiào）果，能很好（hǎo）地控製係統結垢，並對氧化鐵、二氧化矽等膠體也有（yǒu）良好的分散作用（yòng），同時能在碳鋼（gāng）金屬（shǔ）表麵形（xíng）成致密的保（bǎo）護膜，阻止腐蝕性離子的（de）浸（jìn）入，對設（shè）備表麵（miàn）起到良（liáng）好的緩蝕保護效果，是（shì）阻垢（gòu）性能優良兼具緩蝕（shí）效果的高效（xiào）阻垢緩蝕（shí）劑。

2.緩蝕劑

這是一種陽極型緩蝕劑，穩定性能好，能在碳鋼、銅及其合金材質表麵形成多層（céng）致密的高分子防護膜，使金屬表麵不起氧化還（hái）原反應，具有良好（hǎo）的緩蝕性能。

3.殺菌滅藻劑

本品是（shì）針對循環冷卻水係統極易滋生（shēng）菌藻的特點而設計（jì）的殺生劑配方。

本殺菌滅藻劑為低毒、高效、廣譜的殺生劑，分為（wéi）氧化型和非氧化型（xíng）兩種殺菌劑，能（néng）夠（gòu）不可（kě）逆的有效控製和殺死（sǐ）範圍很廣的（de）微生物，本身也能被（bèi）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，兼有優良的粘泥剝離和（hé）抑製（zhì）菌藻繁殖的效果。同時在使用（yòng）濃度下，與水（shuǐ）中（zhōng）的緩蝕劑和陰垢分散劑能夠彼此相容。

在循環冷卻（què）水係統中，氧化型和非氧化型兩種殺菌劑交替投加，則可取得更好（hǎo）的殺菌（jun1）滅藻和剝離效果，能削弱微（wēi）生物的耐藥性。

四、水質管理

1.濃縮倍數管（guǎn）理

在循環冷卻水係統中控製一定值的濃（nóng）縮倍數對保護設備（bèi）和節約水資源，減少開支有很大好處。一般要求濃縮倍數（shù）在3至6這（zhè）個（gè）範圍內為宜，太高了節約水資源意義不大，且增加了結垢的趨勢（shì）。

由於循環水濃縮（suō）時，水中的各種離子隨之（zhī）濃縮，而電導正是反應水中離子濃度（dù）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，電導率值濃縮0.93—0.98倍（bèi），所以一般采用濃縮倍數（shù）為3時水的（de）對應電導率作為（wéi）控製值，當水濃縮倍數過（guò）高時，則啟動排汙（wū）口，同時加藥泵啟動，補入相應的被排汙水帶走的藥量。

2.藥劑濃度的管理

平時水處理藥劑若不（bú）維持在一定濃（nóng）度範圍內，則（zé）不能充分發揮阻垢緩蝕和殺菌（jun1）剝離效果；而過量加藥則造成（chéng）經濟上的浪費。因此，加藥要及時適量。目前，循環水係統（tǒng）加藥（yào）一般分為兩類：一是采用自動加藥裝置（zhì）投加；二是根據計（jì）算量而采用連續滴加或間歇式投加方（fāng）式，這種（zhǒng）方式也可保證水中藥量濃度在有效範（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（wò）補水和循環水的水質。一般來說每月應（yīng）取水樣進行水（shuǐ）質分（fèn）析，以（yǐ）便發現問題及時調整。如出現某個項目超標，則（zé）應優化水質穩定劑（jì）的（de）配方及其加藥（yào）量，使之達（dá）到合同規（guī）定的（de）水質（zhì）標準。在腐蝕或結垢情況監測時，可采用現場懸掛標準試片（piàn）或試（shì）管，每（měi）月或兩（liǎng）個月測定一次腐（fǔ）蝕或結垢數（shù）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（fā）出了多種適合工業（yè）循環