循环水系统结垢与腐蚀原因及处理措施

吕俐 刘鹏 张鸿芳 宋羽 李桂平

摘  要：在我国工业的发展过程中，人们对水的需求量日益增加。节约用水以及保护水资源发展为重中之重的事情，循环水处理技术在时代创新中逐步得以整合。因此，提高循环水技术，相关人员积极的学习和吸取先进知识技能，积极做好循环水结垢与腐蚀的控制，促使循环水系统运作足够安全与稳定，增强设备利用率，推动工业生产进程，提升社会综合效益，加快企业持续化发展脚步。

关键词：循环水系统;结垢;腐蚀

1工业循环水管道结垢和腐蚀相关问题

结垢以及腐蚀成为制约工业循环水管道运用有效性的一个因素，同时两者之间存在密切关联，通常而言，腐蚀会造成结垢、结垢会造成腐蚀，长时间会降低循环水管道的运用性能，促使机泵的运行负荷有所增加，阻碍管道设备和系统换热冷却过程的顺利进行，一方面降低工业生产综合效率，另一方面，降低生产的经济效益。即便我国已经对水管道的保护工作采取科学的措施，然而，依旧无法避免水管道结垢以及腐蚀现象的产生，不能确保水管道腐蚀问题从根源上解决，具体如下。

1.1流速

若循环水管道内部水流速越大，结垢的附着速度就越慢。但有时循环水流速受到一些因素影响，或者温度偏向于一侧化，使管道内压力不稳定减缓循环水流速，这样也增加了结垢和腐蚀现象的产生概率，因此若未定期对管道或者换热器内的垢渍进行清理以及日常阻垢剂添加不及时，会影响管道内输送效率，无法达到生产需要，使部分设备温度骤升，严重的可能造成设备事故，影响正常的开车以及换热器和管路的使用寿命。

1.2硬度碱度、PH值对循环水的影响

循环水处理工艺主要分为两种，一种针对中低硬度水质的自然PH值运行工艺，该工艺不需人为控制PH值;另一种针对高硬度高碱度的水质，该工艺则需要人为控制pH值。例如：陕西龙门煤化工地处禹门口黄河流域沿岸，经调研分析：水中钙离子、硅离子成分过高为中高硬度水质，导致主要问题是管道结垢。当Ca2+、浓度高时碱度需要降低，但碱度过低系统更容易腐蚀，而碱度高时则容易结垢，因此在循环水管道中碱度大于200mg/l后，随着碱度的增加CaCO3沉积率也会明显增加。在Ca2+浓度和碱度这两个因素对CaCO3沉积率的影响中，碱度为影响CaCO3沉淀的主要因素。

1.3温度

温度也是导致循环水系统运行效率低下的主要原因;其一当循环水进入凉水塔时，为保证其循环水温度在规定范围内，夏季温度较高风机基本处于开3备2的状态。在生物黏泥附着期间本地气温已降至10℃左右临近10月，但凉水塔内温度在一段时间内仍维持在25℃左右，甚至最高出现30℃，经查找发现循环水温度高会导致生物泥附着能力极强，黏附于表面积很小的滤网上，同时也能在凉水架内塑料填料上进行大面积附着，阻碍气流通道，降低气体流速，使凉水架冷却效率低、效果差，导致循环水保持高温运作参与生产。其二，由于循环水换热器壁温较高，同时循环水中硬度盐并未能全部除尽，从而导致碳酸钙结垢趋势加重，同时温度高也能导致换热器腐蚀加重。

2循环水系统结垢与腐蚀的处理措施

2.1管理好水的流速

流速管理成为减小工业循环水管道腐蚀产生概率的有利因素，即检测循环水管道水质流速，通常来讲，把流速调整在大于等于1m/s的数值即可，由此控制循环水管道出现结垢与腐蚀后果。定期清理循环水管道，通过分散剂与柠檬酸多次清理，在很大程度上提高水管道水质流速稳定，调整在一定范围，继而达到水速管理的有效目标。

2.2控制循环水垢

在控制水管道出现结垢与腐蚀现象的过程中，应尽可能地减小结晶离子实际浓度，将离子调整在规定范围指数内。还应保障结垢离子的平衡性，适当破坏结垢离子出现结晶过程，如碳酸钙，对水垢的控制方法进行明确，多样化的方式均可实现碳酸盐硬度的减小，立足于技术经济的视角，巧妙地进行离子交换或者去除钙离子思路，增加石灰量。在结晶期间，引进聚磷酸钠以及磷酸酯，或者亚氨基二乙酸盐。与此同时，可采取联合控制的手段管理水管道腐蚀现象，增加保护膜，起到防垢与防腐蚀的作用，保护膜基本上不会阻碍热量的传递过程，在每种用水设备中均能够利用，所以更顯著地利用在工业循环用水处理中[1]。除此之外，循环水管道腐蚀与结垢现象的避免可引进先进技术，处理与加工循环水之前，深层次的掌握水管道运作情况，对相关环节的操作过程进行掌握，调整好循环水实际的浓缩比例，利用计算机技术监控水管道结垢生成，将工业水循环管道的保护工作落到实处。

2.3实施检验补充水操作

长时间运行工业循环水管道期间，时常产生循环水量不足的问题，以强化工业稳定性生产为目的，相关人员要结合水量的具体状态具体化补充。所以处理循环水管道腐蚀问题以及结垢问题期间，应开展补充水的检验操作，重点是由于补充水中涉及金属元素和化学元素，应多次检测促使补充水的质量提升[2]。并且引进水体检测的模式，从根源上明确循环水运用的标准，从某种程度上而言，规避循环水管道腐蚀情况出现。还应安排专业化的工作者，动态跟踪水管道的运行状态，若出现异常应即刻处理，体现工业循环水管道运用的安全性。

2.4管理水质浓缩倍数

因为工业循环水管道在运行期间时常会受到温度变化而出现变动，对应的水质浓缩倍数会呈现不稳定性，造成水管道结垢以及腐蚀情况出现。所以处理循环水管道腐蚀问题的过程应及时添加水处理剂，抵抗温度的变化，管理好水质浓缩倍数，降低循环水管道结垢概率[3]。还应通过氧化杀菌剂处理水质中含有的微生物，构建完整的温度冷却体系，由此关联实际情况加工循环水管道，讲水质浓缩倍数调整在一定范围，保障工业循环水管道运用的规范性更为凸显。

2.5加强缓蚀、阻垢、杀菌技术的深化研究

在重工业企业循环冷却水系统运行中，由于实际生产环境的影响，通常会有腐蚀、结垢、菌藻等问题的产生。如果处理不及时，或者技术运用不得当，这些冷却系统的结垢、腐蚀，以及微生物污染等，将会对企业生产设备的正常运行，以及企业循环水系统设备的安全性、稳定性造成严重影响，危及设备使用寿命。更有甚者，甚至造成生产工序的停产。因此，必须对这些企业循环冷却水处理技术的缓蚀、阻垢、杀菌技术深化研究，缓解或者降低腐蚀、结垢、菌藻等问题对企业循环水系统设备的影响[4]。另外，水处理自动技术的应用，对于企业循环水系统设备的缓蚀、阻垢、杀菌等也具体很大的作用。在重工业企业循环冷却水系统运行中，采用电子控制系统，对于循环水的水质、水量、菌藻等微生物，以及药剂浓度的变化全程监控，并自动加药，不仅可以使处理效果达到最佳，还有利于设备的保养和维护，有利于重工业企业生产的安全和稳定。

结束语：

循环水系统是企业生产过程中的一个重要环节，在生产过程中具有非常重要的作用。循环水管道充当工业生产的一个组成分支，特别是对工业水资源实施循环再利用，促使水资源的消耗量减小。新时期下应全方位分析工业循环水管道结垢以及腐蚀的影响因素，采取有效的途径解决这些问题，最终的目的是确保循环水管道可以稳定使用，保障工业生产成效可以提升，带动工业领域的进步与发展。

参考文献：

[1]张向农. 循环水系统铜质换热器腐蚀原因及控制[J]. 石油炼制与化工，2021，52（12）：109-112.

[2]王起露，毛春彪. 发电厂循环水系统水质提升及应用实践[J]. 冶金动力，2020（09）：55-57+60.

[3]毕方丽. 炼油循环水系统腐蚀分析及防护[J]. 中小企业管理与科技（下旬刊），2018（01）：148-149.