敞开式循环冷却水系统在运行过程中可能会遇到以下几类问题:
一、水质问题
结垢
原因
由于循环冷却水在不断蒸发浓缩过程中,水中的钙、镁等离子浓度逐渐升高。当这些离子的浓度乘积超过其相应盐类的溶度积时,就会在换热器表面析出碳酸钙、碳酸镁等水垢。例如,水中的碳酸氢钙在加热条件下会分解为碳酸钙沉淀,反应式为。
影响
结垢会降低换热器的传热效率,增加能耗。严重的结垢还可能导致管道堵塞,影响系统的正常运行。
腐蚀
原因
循环水中溶解的氧气、酸性物质以及水中的氯离子等腐蚀性离子是导致腐蚀的主要因素。例如,水中的溶解氧会与金属铁发生电化学腐蚀反应,在阳极区铁失去电子生成亚铁离子,在阴极区溶解氧得到电子与水反应生成氢氧根离子,亚铁离子进一步被氧化为铁离子并形成铁锈。
影响
腐蚀会损坏换热器、管道等设备,缩短设备使用寿命,增加设备维修和更换成本,甚至可能导致泄漏等安全事故。
微生物滋生
原因
敞开式循环冷却水系统与外界环境接触,容易受到微生物污染。水中的营养物质、适宜的温度和 pH 值等条件为微生物生长提供了良好的环境。例如,藻类在阳光照射下能利用水中的二氧化碳和营养盐类进行光合作用而大量繁殖;细菌和真菌也能在水中的有机物等营养源上生长。
影响
微生物滋生会形成生物黏泥,生物黏泥会附着在换热器和管道表面,降低传热效率,同时也会促进腐蚀的发生,因为微生物的代谢产物可能具有腐蚀性。
二、水量问题
蒸发损失
原因
循环冷却水在冷却塔中与空气进行热交换时,部分水会蒸发到空气中。蒸发量与水温、空气湿度、风速等因素有关。
影响
过度的蒸发损失会导致系统补充水量增加,如果不能及时补充足够的水,会影响系统的正常运行,并且增加了水资源的消耗和运行成本。
风吹损失
原因
在冷却塔中,空气的流动会夹带部分小水滴吹出冷却塔,造成水量损失。
影响
风吹损失同样会使系统需要补充更多的水,并且可能会将水中的化学药剂带出系统,影响水质稳定处理的效果。
三、运行管理问题
化学药剂管理
问题
为了控制水质,需要向循环冷却水中添加缓蚀剂、阻垢剂、杀菌剂等化学药剂。但药剂的添加量、添加时间以及药剂之间的兼容性等问题如果处理不当,就无法达到预期的水质处理效果。例如,如果缓蚀剂添加量不足,就不能有效抑制腐蚀;如果杀菌剂与阻垢剂不兼容,可能会相互作用降低药效。
解决措施
需要根据水质监测结果准确计算药剂添加量,选择兼容性好的药剂,并按照规定的时间和顺序进行添加。
设备维护
问题
冷却塔、换热器、水泵等设备在长期运行过程中需要定期维护。如果设备维护不及时,例如冷却塔填料损坏、换热器结垢或腐蚀严重、水泵叶轮磨损等问题,会影响系统的运行效率和稳定性。
解决措施
建立完善的设备维护制度,定期对设备进行检查、清洗、维修和更换部件等操作。