循环水系统腐蚀与结构
闭路循环水系统系统腐蚀与防护方案设计【最新版】
闭路循环水系统系统腐蚀与防护方案设计摘要:通过对闭路循环水系统腐蚀机理、腐蚀防护必要性的阐述，最后提出对闭路循环冷却水的水处理方案。
关键词:循环水腐蚀防护一、前言:闭路循环水系统通常在一次填充后，在没有补充明显数量水的情况下运转较长时间。
闭路循环水系统既可以加热，又可以用于冷却。
在闭路循环水系统中，通常通过辅助的开放式冷却物流或强制通风将热量散失，理论上水是没有损失的，但在实际应用中通常会由于在蒸发器、密封和阀门等处有泄漏而导致水的损失。
二、闭路循环水系统腐蚀机理闭路循环水系统实际应用过程中通常的温度变化在5~8℃，存在着腐蚀、结垢和微生物繁殖的问题。
1、腐蚀:腐蚀电池的建立基于以下几种情况:(1)、水中溶解氧反应在闭路系统内，通常由于系统需要补充水，氧便随补充水从泵、阀门等进入系统，水中溶解氧存在，就会发生氧腐蚀，氧会由于发生腐蚀而非常快的消耗掉。
(2)、异金属的耦合当不同金属存在时，由于它们的电位差不同而导致电化学腐蚀。
而在闭路循环水系统合金往往会存在，不同的金属间就会发生电偶腐蚀。
(3)、浓度差电池在电解液中不同两点的电解质浓度差异会加速腐蚀。
这种差异主要体现在裂缝处或垢下的金属表面，好的设计应当使裂缝的影响减少到最小，另外适当的水处理会消除垢物的存在。
2、水垢理论上，在实际的闭路循环水系统，水垢的形成因素非常少，以至于它们对设备表面没有明显的影响。
然而在一些补充较多水的系统，一些额外的水垢会随补充水的增加而不断积累，比例会越发明显。
这种情形在较高热的物流系统会很快发生结垢，严重时导致停车。
正是由于这个原因，大多数闭路循环水系统都加注水垢抑制剂来预防此类问题的发生。
3、其它垢物典型的闭路循环水垢物包括:腐蚀副产品，泥沙，切割油脂，混合物，建筑碎片，工艺侧污染物，烃和铸造油脂，很多垢物都是系统新建时的残留物、随补充水带入的污染物、工艺泄漏物以及较差的腐蚀控制。
4、微生物繁殖微生物繁殖变得严重主要基于以下原因:补充水带入较多氧、碎屑和营养物而有利于菌体培养;工艺泄漏可提供大量的养分。
循环水腐蚀相关指标
循环水腐蚀相关指标循环水腐蚀是指在循环水系统中，由于水质、水流、水温等因素的影响，导致金属设备表面出现腐蚀现象。
循环水腐蚀不仅会影响设备的使用寿命，还会对生产造成不良影响。
因此，对循环水腐蚀相关指标的监测和控制非常重要。
循环水腐蚀相关指标主要包括水质指标、水流指标、水温指标等。
其中，水质指标是循环水腐蚀监测的重要指标之一。
水质指标包括水中溶解氧、总硬度、总碱度、总磷酸盐等。
这些指标的变化会直接影响到循环水系统中金属设备的腐蚀情况。
例如，水中溶解氧过高会加速金属设备的腐蚀，而总硬度过高则会导致水垢的形成，从而影响设备的正常运行。
除了水质指标外，水流指标也是循环水腐蚀监测的重要指标之一。
水流指标包括水流速度、水流方向、水流的湍流程度等。
这些指标的变化会影响到循环水系统中金属设备的腐蚀情况。
例如，水流速度过快会加速金属设备的腐蚀，而水流方向的改变则会导致设备表面的局部腐蚀。
此外，水温指标也是循环水腐蚀监测的重要指标之一。
水温的变化会影响到循环水系统中金属设备的腐蚀情况。
例如，水温过高会加速金属设备的腐蚀，而水温过低则会导致设备表面的冷凝水形成，从而影响设备的正常运行。
为了有效地监测和控制循环水腐蚀，需要采取一系列措施。
首先，需要定期对循环水系统中的水质、水流、水温等指标进行监测和分析，及时发现问题并采取相应的措施。
其次，需要对循环水系统进行定期的清洗和维护，保证设备表面的清洁和光滑度。
最后，需要加强对循环水系统的管理和维护，建立完善的管理制度和操作规程，确保循环水系统的正常运行。
综上所述，循环水腐蚀相关指标是循环水系统中重要的监测指标，对于保障设备的正常运行和生产的顺利进行具有重要意义。
在实际应用中，需要采取一系列措施，加强对循环水系统的管理和维护，确保设备的安全运行和生产的顺利进行。
循环水(冷却水)腐蚀结垢及微生物问题探讨
冷却水问题探讨一般冷却水常引起的危害有三种，即腐蚀( corrosion ) 、水垢(scale)、淤泥之沉积( deposition ) 及微生物 ( slime )，兹将其发生原因及控制方法分述如下： 1、腐蚀!腐蚀发生原因:金属腐蚀是经由化学或电化学反应而导致金属毁坏之现象。
最主要的腐蚀问题是由氧气所引起的，冷却水于冷却水塔中与空气密切接触，水中溶氧高达 8～10 ppm 极易促成腐蚀。
a.铁材质与水中氧气作用而腐蚀，其反应如下：氧气所引起的腐蚀呈点蚀( pitting ) 状态有愈深之倾向(如下图)， 若未有效抑止可能穿透管壁而造成穿孔、泄漏。
点蚀是最具腐蚀破坏力之一，并且也是最难在实验室预测得知。
b.当微生物繁殖时，其微生物体的分泌物与冷却水有机物、无机物聚积而形成的黏泥，沉积在系统中时，将造成沉积下腐蚀。
沉积物上下界面因溶存氧浓度不同将会造成氧浓淡电池( Oxygen concentration cell)于沉积物下发生严重之腐蚀现象。
图 : pitting 会导致设备快速破损c.两种不同金属互相接触时，因金属间电位差造成流电腐蚀(galvanic corrosion), 例如热交换器之铜管与碳钢端板，其接触部份的钢铁材质会因此加速腐蚀。
双金属之间的电位差会因金属接触而造成流电腐蚀,但工业上也时常运用此原理来做防蚀方法,此方法称之为牺牲阳极。
双金属腐蚀d.其它影响腐蚀的因素尚有pH、间隙、溶解盐类、温度、流速等。
!腐蚀控制方法:腐蚀之控制不外是改变系统金属材质，就是改变系统环境。
改变系统材质将是一很大成本花费，而且并不是百分之百可以防止腐蚀发生。
然改变系统环境是目前广泛被用到控制腐蚀的方法。
在水系统内，有三种方式改变水中环境来有效抑制腐蚀；用水中自然存在之钙离子及碱度，在金属表面上形成碳酸钙保护膜。
利用化学或机械方法将溶存于水中之氧气去除。
加入腐蚀抑制剂 。
如上所云，加入腐蚀抑制剂亦是一个简便而有效的方式。
循环水中腐蚀和管道结垢原因和处理方法
在现代的工业生产中，循环水含有的物质例如化学物质、金属物资等方面，工业循环水管道受到这些物质的影响，会产生结垢还有腐蚀等影响，如果处理不及时，就是妨碍到循环水管道的使用性能，继而降低工业生产效率，不能得到良好的经济效益。
所以，需要对工业循环水管道结垢产生的原因还有机理明确好，针对性的采取控制和解决措施，目的就是保证循环水管道使用的稳定性，提升工业生产的效率，实现比较好的经济效益。
1.结垢和腐蚀产生的机理和原因结垢和腐蚀可以说是影响工业循环水管道使用性能的重要原因，并且两者有直接的联系，通常情况下腐蚀就会产生结垢，结垢会产生腐蚀，时间长了就会影响管道的相关零件的使用性能，提升机泵运行的负荷，继而对设备、整体系统换热冷却等方面，不仅会影响到工业循环水管道的使用性能，还会使得工业生产效率还有经济效益，有所下降。
接下来就和大家针对于工业循环水管道结垢和腐蚀产生的机理和原因相关内容，展开分析和阐述。
1.1补充水由于在工业生产中，会消耗大量的是，因此为了保证生产的效率还有稳定性，需要定期进行补充，但是补充水在进入工业循环水管道之后，补充水中硬度、碱度还有PH值、浊度等方面，都会导致结垢。
如果补充水中的硬度和碱度越大，意味着结垢离子更多，并且受到温度的影响，补充水容易达到饱和的状态，增加了循环水管道腐蚀现象的产生。
此外，在工业循环水管道使用中，水质中的悬浮物会起到晶核的作用，这样浊度就会产生较多，悬浮物也会变多，这样如果不定期进行处理，也会导致悬浮物长期积累，增加工业循环水管道腐蚀和结垢现象的产生。
1.2温度导致工业循环水管道结垢和腐蚀的重要因素之一就是温度，主要是由于工业循环水管道在运行过程中，循环水中包含的硬度盐类会根据温度的变化，产生溶解的现象。
并且，在溶解的时候，假如溶解度相对较小，温度较高的话，容易导致结垢现象的产生。
此外，由于温度的不断提升，结垢也会有相应的变化，时间一长就会导致腐蚀现象的产生，影响工业循环水管道运行的稳定性，工业生产效率就会下降。
循环冷却水处理腐蚀及其控制PPT
腐蚀严重时会导致设备穿孔、 破裂等安全事故，危及人员和
设备安全。
03
循环冷却水处理腐蚀控制方法
缓蚀剂的应用
01
02
03
缓蚀剂种类
根据化学成分和作用机理 ，缓蚀剂可分为无机缓蚀 剂、有机缓蚀剂和复合缓 蚀剂。
缓蚀剂选择
选择合适的缓蚀剂需要考 虑水质条件、系统材质和 运行工况等因素，以达到 最佳的防腐效果。
循环冷却水的特点
循环冷却水具有高浓缩倍数、高 硬度和高盐度等特点，同时在使 用过程中会受到不同程度的污染 和腐蚀。
循环冷却水处理的重要性
防止腐蚀和结垢
循环冷却水处理可以有效防止设 备和管道的腐蚀和结垢，延长设 备使用寿命，降低维修和更换成
本。
提高冷却效率
通过有效的循环冷却水处理，可以 保持系统高效运行，提高冷却效率 ，从而降低能源消耗和生产成本。
04
循环冷却水处理腐蚀控制案例分析
案例一
总结词
全面优化方案
详细描述
该化工厂的循环冷却水处理系统面临着严重的腐蚀问题。通过采用全面的优化方案，包括水质稳定剂 、缓蚀剂和杀菌剂的联合使用，成功地控制了腐蚀速率，延长了设备使用寿命，并提高了冷却效率。
案例二：某电厂循环冷却水处理系统腐蚀控制
总结词
新型防腐材料应用
腐蚀的类型
根据腐蚀发生的机理，可以分为化学 腐蚀和电化学腐蚀两类。
循环冷却水处理中腐蚀的原因
水中溶解氧
水中的溶解氧可以与金属发 生氧化还原反应Байду номын сангаас导致金属 腐蚀。
水质硬度
硬水中的钙、镁等离子可以 在金属表面形成沉淀，引起 垢下腐蚀。
pH值
水质的pH值过低或过高都会 加速金属的腐蚀。
循环水系统三大危害
安峰环保
循环水系统危害之一水垢
由于水中溶有大量碱土金属离子和碳酸氢根等，形成的水垢会降低制冷效果，增加电能消耗，严重时造成主机高压故障停机。
这两种离子遇热后会结合，形成不可溶盐即水垢。
当比例尺的导热系数小于0.8，冷凝器和蒸发器的导热系数为320时，两者之间的差值。
水垢影响热传导，这就带来了两个问题：一是降低了制冷效果，1毫米水垢使制冷量减少20%-40%；随后，冷凝器压力上升，背压差增大，造成电机负荷增加，电能消耗增多。
1毫米的水垢消耗电力20%-30%，水垢严重，空调本体的高压事故停止。
循环水系统危害之二微生物藻类
微藻的形成可以阻断管道，阻碍水流，降低输送效率。
冷却塔温度约为32℃和37℃，适合微生物繁殖。
藻类、细菌和真菌迅速增殖，这些微生物分泌大量粘液，将水不溶性杂志粘在一起，粘在设备和管道的内表上，阻碍水流和热交换，耗电，造成高压运行。
循环水系统危害之三水中的酸性物质
空调系统的冷却水和冷冻水未经处理具有极强的腐蚀性，大大降低了设备的使用寿命。
腐蚀穿孔后，水进入氟利昂系统，给设备带来巨大损失。
所以设备一定不能泄露。
统计结果表明，不使用水处理剂的机组使用寿命降低了30%-50%。
这种危害使中央空调需要选用先进的清洗和水处理设备，以保证正常运行和使用。
工业循环水系统中结垢和腐蚀现象分析及控制方案
工业循环水系统中结垢和腐蚀现象分析及控制方案摘要：工业水处理是使用化学和物理方法去除水中杂质的过程。
电石生产的特点是很复杂的过程，生产环节与水密不可分。
电石炉是将电能转化为热能的设备,这就决定了它时刻处在高温环境状态下运行。
为了保证电石炉长周期安全运行,对设备各系统进行冷却必不可少。
循环冷却水的再利用尤其可以提高用水过程的效率，循环水的再利用将产生盐分积聚的问题，这些问题会污染并损坏热交换器，降低传热效率并增加设备成本和安全隐患。
关键词：工业循环水系统；结垢；腐蚀前言工业循环水系统中传热面上的结垢现象一直被人们关注，有效降低管线中的结垢速率，实现持续的稳产高产，已成为电石生产领域研究的热点之一。
为保持油藏压力，提高采收率。
为了节约水资源,多数企业目前采用循环冷却水代替普通工业用水，冷却水在对设备降温的同时，其自身温度也在不断上升，有时在夏季设备冷却水出口温度高达60℃以上，这样的工作温度极易形成水垢粘接在设备内壁，从而造成设备换热效果差，而且水垢还会局部脱落、堆积阻塞管路和阀门，导致水流阻力增加，设备壁厚被腐蚀减薄，另一方面会造成垢下腐蚀，甚至穿孔，必须每隔一段时间对结垢严重的管段进行酸洗或停产维修，增加了管线维护费用，严重影响了电石的正常生产和经济效益。
1产生结垢的原因1.1硬垢天然水中溶解有各种盐类物质，有重碳酸盐、硫酸盐、氯化物、硅酸盐等。
其中溶解的重碳酸盐为最多，也最不稳定，容易分解成碳酸盐。
在使用重碳酸盐含量较多的水作为冷却水时，当通过换热器传热面时会受热分解。
当循环水经过冷却塔冷却时，溶解在水中的CO2会逸出，水的PH会升高。
重碳酸盐在碱性条件下会发生以下反应。
Ca(HCO3)2+2OH－=CaCO3↓+2H2O+CO2－3当水中溶解有氯化钙时，还会产生置换反应。
CaCl2+CO2－3=CaCO3↓+2Cl－当水中溶解有磷酸盐时，磷酸根和钙离子还会生成磷酸钙。
3Ca2++2PO3－4=Ca3(PO4)2↓当循环水在冷却蒸发过程中，水分不断蒸发而浓缩，浓缩倍数提高，原来溶解于水中的盐类浓度会不断增加，当其浓度超过同等条件下的饱和溶解度时就会出现结晶析出，形成水垢。
浅谈控制电厂循环水系统微生物腐蚀和粘泥的措施
在冷却水系统 中真 菌大都属于藻状菌纲 ， 大量繁
殖形 成棉 团 状 物 附 着 在 金 属 表 面 上 ， 响换 热 器 影
热交换 ， 塞管 道 。 堵
影 响微生 物在 冷却 水 系统 中 的因 素 主要 有 温
的组成主要为冷却水中的悬浮物及微生物繁殖过 程 中生 成 的粘 泥 。 ２ １ 冷却最 为严重。在洁净的换热器管路 中， 微 生 物也 不易生 长 ， 验 也 能证 明 ， 同一期 间和 同 试 在
新疆化工
一
２１ ００年第 １期
条件下 ， 洁净 的 旧铜 管 内附 着 的 有机 物 是 洁 不
当 Ｐ 低 时 ， ＣＯ增 多 ， 菌 能 力就 增 大 。但 ｐ Ｈ ＨＩ 杀 Ｈ 值 太低易 引起设备 系统 的腐蚀 ， 以一般 认 为 ｐ 所 Ｈ
在 敞 开式 循 环 冷 却 水 系 统 中 ， 却 水 用 过 后 冷
等悬浮物进入循环冷却水 系统 ； 冷却水 系统运行 时处 理 的工艺 条 件 不 当 而 生 成 沉 淀 物 ； 通 过 冷 水
却塔时， 将空气中的杂质带人冷却水系统 ， 这是常 见 的污染 源 。特 别 是 在 风 沙尘 土 较 大 的地 区 ， 在 冷却塔 的运行过程中约有 ９ ％的含尘量进入冷却 ０ 水 中。为 了减 少 循 环 水 中悬 浮物 的 含 量 ， 了要 除
净新 铜管 的 四倍 左 右 ， 是 因 为新 铜 管 的管 壁 上 这 有一层 氧化 物 ， 以杀 死 微 生 物 ， 旧铜 管 中 ， 可 而 这 种氧化 物被外 来 的附着 物 覆盖 了。光照 对水 中藻 类 的繁 殖和生 长也有 很 大关 系 ， 即光 照 越强 ， 藻类 越 容易繁 殖 ， 以藻类 特别 易 于 在冷却 塔 内出现 。 所 如 藻类在 冷却 塔 内大 量 繁 殖 ， 会 降 低其 冷 却 效 则 率， 且脱落 下 来 的藻 类 会 促 进 换 热 器 管路 或 其 他 部 位粘垢 的形 成 。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
非氧化性杀菌剂 （氯酚类、季铵盐类有毒性化学物质) 优点：灭杀效果持久，还对粘泥、沉积物具有渗透剥离 作用 缺点：对环境影响大
2016/6/14
总结与设想
控制各指标的意义 电 导 率
PH
浊 度
浓缩 倍数 蒸发 量 循环 量 温差
Ca2+
碱度
Cl-
异 养 菌
2016/6/14
谢谢！
2016/6/14
循环水系统腐蚀与结垢
水汽车间 高波
2016/6/14
循环水分类
• 敞开式循环冷却水
• 密闭式循环冷却水 • 直流冷却水
2016/6/14
循环水分类
• 敞开式循环冷却水（接触换热、对流） • 密闭式循环冷却水（内燃机、中央空调、间接换热） • 直流冷却水（直流换热、无停留）
2016/6/14
特点：
• 阳极反应：Fe Fe2+ + 2e 2OH• 阴极反应：1/2O2 + H2O + 2e
• 沉淀反应：Fe2+ +e(OH)2
Fe(OH)2
：Fe + 1/2O2 + H2O
典型的腐蚀电池（四大因素）
O2 Fe(OH)3 电解液 Fe(OH)2 阳极
电流
Fe
+2
O2 O2-
OH-
阴极
2004-02-02
11
• 冷却水直接与空气接触，水中的溶较高的。很容 易使壁厚变薄，造成管道的刚性减弱，甚至使其穿孔。
• 金属与金属之间电势存在差异，当他们互相接触 并处在一种导电液体中的时候，他们之间的电势差会 驱使他们内部的电子移动形成一个腐蚀电池，比如锌 和铁、铝和铜等。
2016/6/14
二、药剂投加：
阻垢剂 螯合作用（对阳离子具有螯合力，使之不能与 阴离子结合生成垢体） 晶格畸变（在晶体形成过程中使之失衡而变成 细小晶体）
缓蚀剂
阳极型 （阳极钝化）
阴极型 （阴极钝化） 混合型 （表面活性剂）
2016/6/14
杀菌剂
氧化性杀菌剂 （氯气、二氧化氯、次氯酸盐、三氯异氰尿酸、 过氧化物、溴化物、过氧化物） 优点：灭杀迅速，效果明显 缺点：受到水中还原性物质影响大、效果不持久。
（沉积结垢、化学反应结垢、腐蚀结垢、生物结垢。）
2016/6/14
• 结垢对系统的影响：
• 影响换热效果。
• 严重堵塞管路。 • 常伴随腐蚀和生物附着等现象。
2016/6/14
• 腐蚀： 电化学腐蚀 化学腐蚀 生物腐蚀
2016/6/14
• 金属的腐蚀是一个电化学过程
• 由于种种原因，碳钢的金属表面并不是均匀的。当它与 冷却水接触时，会形成许多微小的腐蚀电池（微电池）。 其中活泼的部位成为阳极，腐蚀学上把它称为阳极区； 而不活泼的部位则成为阴极，腐蚀学上把它称为阴极区。
温 度
2016/6/14
二、杀菌剂灭杀
非氧化性杀菌剂 氧化性杀菌剂
氧化性杀菌剂 （利用强氧化性，破坏细菌的细 胞壁，以及使蛋白酶失活等） 非氧化性杀菌剂 （利用对生物有毒性化学物质， 破坏细胞的内部结构，干扰其 正常生理功能)
微生物
2016/6/14
预防和控制措施
一、预膜
清洗预膜被称为循环水系统的预处理，为循环水开车前 的必要步骤。（预膜和未预膜腐蚀率相差2-5倍） 清洗 酸性清洗 杀菌剥离 （去除碳钢表面铁锈、菌胶团、积泥、垢体） 预膜 预膜剂 分散剂 （给管道内壁覆盖一层质密的、较为稳定的保护层。成 分一般为Fe、Ca、Mg、Zn化合态混合协同作用下的难 溶整合物）
2016/6/14
•拓展性思考
电解液 黄铜 铝
受腐蚀区域
2016/6/14
•阴极保护
在这种腐蚀电池形成的时候阴极一般是被保护的， 所以某些地方也会运用这种方式造成保护电池来延缓 需要保护的作为阳极的金属。这种电极一般会遵循一 定的规律： 作为阳极被牺牲
镁、锌、铝、碳钢、铸铁、黄铜、铜、镍铜、钛、不锈钢、石墨
作为阴极被保护
2016/6/14
附着
•微生物
表观现象：
•水质变化（色度、浊度） •腥臭 •泡沫 •堵塞
聚集
微生物 菌胶团
新陈代谢
造成影响：
•吸附（沉积作用） •代谢物（酸性、粘性） •促进腐蚀、结垢
2016/6/14
微生物的控制：
一、控制生存环境
温度、营养环境
天敌
氮 源 磷 锌
碳源
硫 锰
A T P
1，敞开式：换热量大、相对稳定、范围广。 2、密闭式：无浓缩、无损耗、换热量小。 3、直流式：局限性、不重复使用。
2016/6/14
循环水三大问题：
腐蚀
结垢
微生物
2016/6/14
三者之间的关联：
生物附着
腐蚀产物
腐蚀
沉积物下腐蚀
结垢
2016/6/14
• 结垢：
沉积 物
粘泥
• 结垢会从换热器内部水流相对缓慢或者水流 回折的盲区开始形成。 • 由于固体的沉积形成较难溶解、成分复杂的 垢斑。 • 随着系统运行，垢斑扩大。