循环冷却水基础知识

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循环水基础知识

循环水基础知识

1工业上使用循环水的意义1.1冷却水对水质的要求在许多工业生产中,水是直接或间接使用的重要工业原料之一,其中大量的是用来作为冷却介质,通常在选用水作为冷却介质时,需注意选用的水要能满足以下几点要求:1) 水温要尽可能低一些在同样设备条件下,水温愈低,日产量愈高。

同时冷却水温度愈低,用水量也相应减少。

2) 水质不易结垢冷却水在使用中,要求在换热设备的传热表面上不易生成水垢,以免影响传热设备的传热效率。

这对工厂安全生产是一个关键。

生产实践告诉我们,由于水质不好,易结水垢而影响工厂生产的例子是屡见不鲜的。

3) 水质对金属设备不易产生腐蚀冷却水在使用中,要求对金属设备最好不产生腐蚀,如果腐蚀不可避免,则要求腐蚀性愈小愈好,以免传热设备因腐蚀太快而迅速减少有效传热面积或过早报废。

4) 水质不易滋生菌藻冷却水在使用过程中,要求菌藻获等微生物在水中不易滋生繁殖,这样可避免或减少因茵藻繁殖而形成大量的粘泥污垢。

过多的粘泥污垢会导致管道堵塞和腐蚀。

1.2循环冷却水运行时存在的问题对循环冷却水系统,冷却水在不断循环使用过程中,由于水的温度升高,水流速度的变化,水的蒸发,各种无机离子和有机物质的浓缩,冷却塔和冷水池在室外受到阳光照射、风吹雨淋、灰尘杂物的飘落,以及设备结构和材料等多种因素的综合作用,会产生以下三种危害:1) 严重的水垢附着2) 设备腐蚀3) 菌藻微生物的大量滋生,以及由此形成的粘泥污垢堵塞管道等这些危害会威胁和破坏工厂长周期地安全生产,甚至造成经济损失,因此不能掉以轻心,在日常运行时,必须要选择一种经济实用的循环水处理方案,务使上述危害减轻,直至使其不发生。

1.3循环冷却水水质处理的意义冷却水长期循环使用后,必然会带来结垢、腐蚀和菌藻滋生这三种危害,而循环冷却水的处理就是通过水质处理的办法使三种危害减轻或消除,这样做有几个好处1) 稳定生产没有水垢附着,腐蚀穿孔和污泥堵塞等危害,系统中的换热器可以始终在良好的环境中工作,除计划中的检修外,意外的停产检修事故就会减少,从而在循环冷却水入面为工厂长周期安全生产提供了保证。

循环冷却水基本知识PPT-BUCKMAN

循环冷却水基本知识PPT-BUCKMAN

D = 漂移损失drift (gpm or m3/h)
MU = 补充水makeup (gpm or m3/h
BDC = 控制排污量 controlled blowdown (gpm or m3/h)
BD = 总排污量 total blowdown (gpm or m3/h)
L = 渗漏 leakage (gpm or m3/h)
排放
-将塔内溶解固体高的水部分排出从而降低循环水的溶解 固体含量(或电导率)。 -切记,高电导率。
易发生矿物结垢。 这些被排放的高浓度的水被等量(含蒸发部分)的低浓 度的新鲜水所补充。
温降 – 温差
- 较热回水与较冷的供应水之间的温差。
Part Three:冷却水易发生的问题
结垢
微生物 滋长
腐蚀
苯比热为0.10 因此水是一种理想的用于冷却塔的传热介质
为什么水不是十全十美的冷却介质 ?
水是“万能溶剂” - 易溶解氧气、二氧化碳等气体 钙、镁、铁等固体 粘土、淤泥等悬浮物
所有这些污染物使水对工厂设备会造成损害。
重要化学特性
电导率 - 能传导电流的能力.
纯水(不含可溶固体)不会导电。 随着水中集聚越多溶解的物质,它的电导率也越大。
冷却过程
Cold cooling water in
Cooled process out
Hot process in
Hot cooling water out
Part Two:冷却水术语
冷却塔基本概念
L
T1Dຫໍສະໝຸດ 热负荷冷却塔BDC CB
T2 R
MU
参数:
CM
E = 蒸发量 evaporation (gpm or m3/h)

循环冷却水基础知识

循环冷却水基础知识

循环冷却水基础知识循环冷却水基础知识一.循环水工作原理因循环水生产的工艺特点决定,水在循环使用的过程中,会出现水温升高、水体平衡破坏以及结垢、腐蚀、微生物危害等问题。

因此循环水处理需解决两方面的问题:a.要使已升高的水温降低,以保持较好的冷却效果-----称之为循环水冷却。

二.水与空气对流接触时,如果空气的温度低于水的温度,则水中的热量会直接传给空气,使空气温度升高,水温降低。

二者温差越大,传热效果越好。

(3)辐射传热辐射传热不需要传热介质的作用,而是由一种电磁波的形式来传播热能的现象。

辐射传热只是在大面积的冷却池内才起作用。

在冷却塔的传热中,辐射散热可以忽略不计。

这三种散热过程在水冷却中所起的作用,随空气的物理性质不同而异。

春、夏、秋三季内,室外气温较高,因此以蒸发散热为主,最炎热的夏季的蒸发散热量可达总热量的90%以上。

冬季空气温度较低,接触散热的作用增大,从夏季的10%~20%增加到40%~50%,严寒的天气甚至可增加到70%左右。

三.垢剂,破坏结垢离子的结晶长大而达到阻垢的目的。

(2)缓蚀处理在循环水系统中,主要是通过加缓蚀剂在金属表面形成一层致密的保护膜以阻止电化学反应发生的方法来控制腐蚀,系统开工初期都要投加高浓度的缓蚀剂进行预膜,正常运行后按要求连续投加进行补膜。

(3)悬浮物、浊度、微生物的控制循环水中悬浮物、浊度等可通过旁滤处理进行去除,同时利用阻垢剂来提高极限碳酸盐硬度,限制循环水中的CaCO3的析出。

微生物可通过投加杀菌剂来得到控制,一般要求是氧化性和非氧化性的杀菌剂混合使用。

四.循环冷却水的任务式中α—蒸发损失率,% α=C(T1-T2)%R——系统中循环水量,m3/h B——排污水量,m3/h E——蒸发水量,m3/hT 1,T2——为循环水冷却水进、出冷却塔的温度,℃C——损失系数。

与季节有关:夏季(25~30℃)为0.15~0.16冬季(-15~ -10℃)为0.06~0.08春秋季(0~10℃)为0.10~0.121%D——风吹损失量,m/h;N——浓缩倍数。

冷却循环水系统知识

冷却循环水系统知识

冷却循环水系统知识 IMB standardization office【IMB 5AB- IMBK 08- IMB 2C】冷却循环水系统:工业循环水系统是为生产设备实施水冷却而配置的。

以水作为冷却介质,并循环使用的一种冷却水系统。

冷水流过需要降温的生产设备(常称换热设备,如换热器、冷凝器、反应器)后,温度上升,如果即行排放,冷水只用一次(称直流冷却水系统)。

使升温冷水流过冷却设备则水温回降,可用泵送回生产设备再次使用,冷水的用量大大降低,常可节约95%以上。

冷却水占工业用水量的70%左右,因此,循环冷却水系统起了节约大量工业用水的作用。

冷却循环水系统一般由以下几部分组成:①生产过程中的热交换器;②冷却构筑物;③循环水泵及集水池。

冷却水降温处理的冷却构筑物一般常采用冷却池或冷却塔。

其工作过程为:循环水由水泵输送到供水总管,再分别进入各台需要降温处理的生产设备,流过需冷却的部位后汇集到回水总管,经过冷却水塔上方的布水管向下喷淋。

冷却水塔顶部的风机运转时,回水在填料层中与空气流进行充分的热交换后流回储水池中。

冷却设备有敞开式和封闭式之分,因而循环冷却水系统也分为敞开式和封闭式两类。

敞开式系统的设计和运行较为复杂。

敞开式? 冷却设备有冷却池和冷却塔两类,都主要依靠水的蒸发降低水温。

再者,冷却塔常用风机促进蒸发,冷却水常被吹失。

故敞开式循环冷却水系统必须补给新鲜水。

由于蒸发,循环水浓缩,浓缩过程将促进盐分结垢。

补充水有稀释作用,其流量常根据循环水浓度限值确定。

通常补充水量超过蒸发与风吹的损失水量,因此必须排放一些循环水(称排污水)以维持水量的平衡。

循环冷却水系统在敞开式系统中,因水流与大气接触,灰尘、微生物等进入循环水;此外,二氧化碳的逸散和换热设备中物料的泄漏;也改变循环水的水质。

为此,循环冷却水常需处理,包括沉积物控制、和。

处理方法的确定常与补给水的水量和水质相关,与生产设备的性能也有关。

当采用多种药剂时,要避免药剂间可能存在的化学反应。

循环冷却水工作原理

循环冷却水工作原理

循环冷却水工作原理引言:循环冷却水是工业生产中常用的一种冷却方式,它通过将水循环流动,将热量带走,以达到降低温度的目的。

本文将介绍循环冷却水的工作原理及其应用。

一、循环冷却水的定义与作用循环冷却水是指通过水泵将水在冷却设备中循环流动,以吸收热量并将其带走的一种冷却方式。

它主要用于工业生产中需要降低设备或材料温度的场合,如冶金、化工、电力等行业。

二、循环冷却水的工作原理1. 水泵供水:循环冷却水系统首先需要通过水泵将冷却水从水源处抽取出来,然后通过管道输送到冷却设备。

2. 冷却设备:冷却设备通常由散热器、冷却塔等组成。

冷却水从水泵流入冷却设备后,会与热源接触,吸收热量。

3. 热量传递:冷却水与热源接触后,热量会从热源传递到冷却水。

这是因为热量会自高温区域向低温区域传递。

4. 冷却水循环:冷却水经过吸收热量后,温度升高,然后被泵送回到水源处进行冷却。

循环冷却水系统通过不断循环流动,使冷却水能够持续吸收热量并带走。

三、循环冷却水的优势与应用1. 高效冷却:循环冷却水系统能够将热量快速带走,因此可以实现高效冷却,提高设备的工作效率。

2. 节能环保:循环冷却水系统通过不断循环利用水资源,减少了水的消耗。

同时,它也能减少热能的损失,提高能源利用效率,达到节能减排的目的。

3. 应用广泛:循环冷却水系统广泛应用于各个行业,如电力发电厂、冶金工业、化工厂等。

它不仅可用于设备的冷却,还可用于材料的冷却、设备的洗涤等多种场合。

四、循环冷却水系统的注意事项1. 水质处理:循环冷却水系统中的水质对系统的正常运行至关重要。

需要定期进行水质测试和处理,保持水质清洁,防止水垢、腐蚀等问题的发生。

2. 设备维护:定期对冷却设备进行维护保养,清洗冷却塔、更换散热器等,以确保设备的正常运行和寿命。

3. 温度控制:根据实际需要,对循环冷却水系统进行温度控制,防止温度过高或过低对设备造成损坏。

结论:循环冷却水通过将水循环流动,以吸收热量并将其带走的方式,实现了设备和材料的降温。

冷却水循环

冷却水循环

冷却水循环1. 引言冷却水循环是工业生产中常见的一种循环系统,用于对设备或工艺中产生的热量进行有效的散热,保持设备或工艺的稳定运行温度。

本文将介绍冷却水循环的基本原理、系统组成、维护注意事项等内容。

2. 基本原理冷却水循环的基本原理是通过将冷却水流经待冷却设备或工艺,吸收热量后返回冷却设备,实现热量的传递和散热。

这种循环系统通常包括冷却水泵、冷却器、水槽、管道、阀门等组件。

3. 系统组成3.1 冷却水泵冷却水泵是冷却水循环系统的核心组件之一,其作用是将水从水槽中抽出,并通过管道输送至待冷却设备或工艺。

冷却水泵通常采用电动泵或离心泵,具有较高的泵送能力和稳定性。

3.2 冷却器冷却器是冷却水循环系统的关键组件,其通过将冷却水与待冷却物质接触,实现热量的传递。

冷却器通常采用换热管或散热片等形式,具有较大的散热面积和高效的散热能力。

3.3 水槽水槽是冷却水循环系统的储水容器,供冷却水泵吸取水源。

水槽应具备足够的容量,以满足系统长时间运行的需求。

此外,水槽还应具备过滤和排气功能,以保证冷却水的清洁和系统的正常运行。

3.4 管道与阀门管道与阀门是冷却水循环系统的连接与控制部分,通过管道与阀门的合理布置和调节,实现冷却水的流动和冷却效果的调整。

管道应具备一定的强度和耐腐蚀性,阀门应具备灵活可靠的打开和关闭功能。

4. 维护注意事项4.1 冷却水的选择在冷却水循环系统中,应选择适合的冷却介质,常见的冷却介质有自来水、循环水、冷却剂等。

选择合适的冷却介质可以提高系统的散热效率和防止管道的腐蚀。

4.2 定期清洗和维护冷却水循环系统应定期清洗和维护,以防止管道和冷却器内部的积垢、污垢对系统的产生不良影响。

定期检查和更换损坏的组件,可以延长系统的使用寿命和维持系统的稳定运行。

4.3 控制系统的优化与调整冷却水循环系统的控制系统应根据实际需求进行优化和调整,以提高系统的工作效率和能耗利用率。

通过合理设置温度控制参数和调整水流量等参数,可以达到更好的散热效果。

环境工程给排水技术05水的冷却和循环冷却水质处理课件

环境工程给排水技术05水的冷却和循环冷却水质处理课件

1―配水系统; 2―淋水填料; 3―挡风墙; 4―集水池; 5―进风口; 6―风机; 7―风筒; 8―除水器; 9―化冰管; 10―进水管;
抽风式逆流冷却塔工艺构造
冷却构筑物的选择 冷却构筑物的类型很多,应考虑工厂对冷却水温 的要求,当地气象条件、地形特点、补充水的水质及 价格、建筑材料等因素,通过技术经济比较选择。
§5.1 水的冷却基本知识
5.1.1 水的冷却原理
冷却原理:当热水表面直接与未被水蒸气所 饱和的空气接触时,热水表面的水分子将不 断汽化为水蒸气,在此过程中,将从热水中 吸收热量,达到冷却效果。
加快水蒸发速度的措施:
① 增加热水与空气之间的接触面积; ② 提高水面空气流动的速度,使逸出的水
——金属密度,g/cm3;
g——重力加速度,m/s2; F——金属与水接触面积,m2; t—— 腐蚀作用时间,h。
缓蚀率(η ) 缓蚀率是指经水质处理后腐蚀率降低的效果
C0 CL 100%
C0
式中 C0 、CL——分别表示冷却水未处理时及水处理后的腐蚀率。
污垢热阻( R t )
热交换器传热面由于结垢及污垢沉积使传热系数下 降,从而使热阻增加的量称为污垢热阻。
起腐蚀,冷却水流量减少,进而降低冷却效率;严重时会
堵死管道,迫使停产清洗。
5.4.3 循环冷却水处理和“趋零”排放新技术
1)技术目标 2)技术关键 3)技术路线 4)技术分析 5)经济效益、环境效益和社会效益分析
是铜的很好的阳极缓蚀剂,剂量仅为1~2mg/L。因为
它在铜的表面进行螯合反应,形成一层沉淀薄膜,抑制
腐蚀。这类缓蚀剂还有其它杂环硫醇。巯基苯并噻唑与
磷酸盐共同使用,对防止金属的点蚀有良好的效果。

循环冷却水知识

循环冷却水知识

循环冷却水处理第一节循环冷却水处理概况一、冷却系统的类型1、直流系统早期工厂的冷却水系统采取直流系统。

冷却水从水源流经热交换器后又回流到水源处。

优点是快速有效:水源处的水温较低;灵活性:可在最小的传热面条件下冷却。

表现为腐蚀、污垢和微生物繁殖,但相对较小;系统内由水引起的问题主要取决于原水的性质。

由于水在系统内没有浓缩,一般不会发生明显的物理和化学变化,冷却水系统内水的流量和温度的变化、加上水的性质各不相同(河水、湖水常含有大量悬浮物和沉积物,且随季节变化;水中常含铁和结垢的盐类),使得系统的管理工作更加复杂。

图3-1 直流冷却水系统图3-2 封闭式循环冷却水系统2、密闭式循环冷却水系统1)定义水密闭循环,并交替冷却和加热,而不与空气接触。

在密闭系统中,冷却水携带的热量通常通过水-水换热器传给敞开式循环水系统中的循环水,热量再从水中散发到大气中去。

2)组成完全密闭的循环水系统;用于对水冷却或去除水中的热量的冷却器或热交换器。

3)密闭系统在工业上的应用(1)冷却气体管路的气体来冷却燃汽轮机或变压器冷却用的油冷却器;(2)柴油发动机和气体发动机;(3)制冷机;(4)以控制可靠的工艺过程的温度为目的:原子反应堆的辅助冷却器;炼铁高炉的炉体、风口等的冷却等。

4)密闭系统的优点(1)水温易控制;(2)水质问题的控制简单化:补充水量少;(3)补充水仅用于补偿水泵填料的泄露水量或因检修而排放的水量;(4)水的蒸发很少;(5)结垢程度较轻:一般用软化水或去离子水。

(6)腐蚀问题不严重:氧不是处于饱和状态。

3、敞开式循环冷却水系统1)定义冷却水通过热交换器后,水温提高成为热水,热水经冷却塔曝气与空气接触,由于水的蒸发散热和接触散热使水温降低,冷却后的水再循环利用。

又称为冷却塔系统。

图3-3 敞开式循环冷却水系统1-补充水(M);2-冷却塔;3-冷水池;4-循环水泵;5-渗漏水(F);6-冷却水;7-冷却用换热器;8-热水(R);9-排污水(B);10-蒸发损失(E);11-风吹损失(D);12-空气2)水冷却原理通过水与空气接触,由以下三个过程共同作用的结果。

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循环冷却水基础知识(总17页)-CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1-CAL-本页仅作为文档封面,使用请直接删除循环冷却水基础知识一.循环水工作原理因循环水生产的工艺特点决定,水在循环使用的过程中,会出现水温升高、水体平衡破坏以及结垢、腐蚀、微生物危害等问题。

因此循环水处理需解决两方面的问题:a.要使已升高的水温降低,以保持较好的冷却效果-----称之为循环水冷却。

b.要防止因水体平衡破坏和系统特点导致的结垢物沉淀、水质腐蚀及微生物繁殖的危害,以保持整个循环水系统正常运行,针对这方面进行的水质处理称为循环水处理。

二.循环水冷却原理:本装置采用的是敞开式循环冷却水系统,水的冷却主要在冷却塔内完成。

循环水经过换热设备升温后返回至冷却塔与空气直接接触,在蒸发散热、接触散热和辐射散热三个过程的共同作用下得到冷却。

(1)蒸发散热水在冷却设备中形成大小水滴或极薄的水膜,扩大其与空气的接触面积和延长接触时间,使部分水蒸发,水汽从水中带走汽化所需的热量,从而使水冷却。

(2)接触传热水与空气对流接触时,如果空气的温度低于水的温度,则水中的热量会直接传给空气,使空气温度升高,水温降低。

二者温差越大,传热效果越好。

(3)辐射传热辐射传热不需要传热介质的作用,而是由一种电磁波的形式来传播热能的现象。

辐射传热只是在大面积的冷却池内才起作用。

在冷却塔的传热中,辐射散热可以忽略不计。

这三种散热过程在水冷却中所起的作用,随空气的物理性质不同而异。

春、夏、秋三季内,室外气温较高,因此以蒸发散热为主,最炎热的夏季的蒸发散热量可达总热量的90%以上。

冬季空气温度较低,接触散热的作用增大,从夏季的10%~20%增加到40%~50%,严寒的天气甚至可增加到70%左右。

冷却塔一般由通风筒、配水系统、淋水装置、通风设备、收水器和集水池组成,其中淋水装置也称填料,是冷却设备中的一个关键部分,其作用是将需要冷却的热水多次溅散成水滴或形成水膜,以增加水和空气的热交换。

冷却塔中水的冷却过程主要是在淋水装置中进行的。

三.循环水处理基本概念循环水处理是用物理的或化学的方法使循环水即不产生结垢,也不发生腐蚀,同时去除循环水中悬浮杂质,杀灭循环水中微生物的过程。

(1)阻垢处理针对水垢形成的原因,在循环水处理工艺中,一方面通过排污或补加低硬度水降低成垢离子的浓度,使其保持在允许的浓度范围内以避免结垢。

另一方面,通过投加阻垢剂,破坏结垢离子的结晶长大而达到阻垢的目的。

(2)缓蚀处理在循环水系统中,主要是通过加缓蚀剂在金属表面形成一层致密的保护膜以阻止电化学反应发生的方法来控制腐蚀,系统开工初期都要投加高浓度的缓蚀剂进行预膜,正常运行后按要求连续投加进行补膜。

(3)悬浮物、浊度、微生物的控制循环水中悬浮物、浊度等可通过旁滤处理进行去除,同时利用阻垢剂来提高极限碳酸盐硬度,限制循环水中的CaCO3的析出。

微生物可通过投加杀菌剂来得到控制,一般要求是氧化性和非氧化性的杀菌剂混合使用。

四.循环冷却水的任务循环水装置的主要任务是供全厂系统生产冷却用水。

将自来水公司提供的新鲜水补充入循环水池后,用循环水泵加压送合成,尿素等系统做为冷却水,为搞好安全生产,降低系统腐蚀,结垢在最低程度,使用换热器的换热效果达到最佳状态,必须控制循环水质在工艺指标范围内。

五.冷却水平衡冷却水在循环过程中水量的损失共有四部分水量损失:(1)蒸发水量E:冷却过程中,从冷却水中蒸发逸入大气的水蒸汽量可由下式计算:E=α(R—B) m3/h式中α—蒸发损失率,% α=C(T1-T2)%R——系统中循环水量,m3/h B——排污水量,m3/h E——蒸发水量,m3/hT1,T2——为循环水冷却水进、出冷却塔的温度,℃C——损失系数。

与季节有关:夏季(25~30℃)为0.15~0.16冬季(-15~ -10℃)为0.06~0.08春秋季(0~10℃)为0.10~0.12蒸发水量E在实际应用中的粗略计算是以冷却塔进、出水温差5.5℃,E取总循环水量的1%。

(2)风吹损失水量D由于空气流,被空气带走部分水滴。

对于强制通风冷却塔,风吹损失D为总循环水量的0.1%。

(3)排污水量B为了控制冷却水循环过程中因蒸发损失而引起的浓缩过程,必须人为地排掉的水量。

B=E/(N-1)-D式中 B——排污水量,m3/hD——风吹损失量,m3/h;N——浓缩倍数。

(4)渗漏损失F在管道和储水系统中因渗漏而损失的水量。

在敞开式循环冷却水系统,为维持系统的水量平衡,补充水量M应是蒸发水量E、风吹损失水量D、排污水量B和渗漏损失F各项水量损失之和,如下图3—1所示。

(5)浓缩倍数的计算浓缩倍数的含义是以循环水的含盐量与补充含盐量之比,是微量水稳剂配方与生产经济运行的重要指标。

六.冷却水水质处理原理冷却水在循环使用过程中,水在冷却塔内和空气充分接触,使水中的溶解氧得到补充,所以循环水中溶解氧总是饱和的。

水中溶解氧是造成金属电化学腐蚀的主要原因,这是冷却水循环使用后易带来的问题之一。

水在冷却塔中蒸发,使循环水中含盐量逐渐增加,加上水中二氧化碳在塔中解析逸散,使水中碳酸钙在传热面上结垢析出的倾向增加,这是问题之二。

冷却水和空气接触,吸收了空气中大量的灰尘、泥沙、微生物及其孢子,使系统的污泥增加。

冷却塔内的光线、适宜的温度、充足的氧和养分都有利于细菌和藻类的生长,从而使系统粘泥增加,在换热器内沉积下来,造成了粘泥的危害,这是水循环使用后易带来的问题之三。

循环水及补充水的水质中各种的杂质的最高最低允许含量,下表可提供参考。

七.腐蚀及影响因素由于和周围介质相互作用,使材质(通常是金属)遭受破坏或是材料性能恶化的过程称之为腐蚀。

1、水中溶解氧对腐蚀的影响:在冷却水中有较丰富的溶解氧,在通常情况下,水中含O2 6~10mL/L。

氧对钢铁的腐蚀有两个相反的作用:(1)参加阴极反应,加速腐蚀;(2)在金属表面形成氧化物膜,抑制腐蚀。

一般规律是在氧低浓度时起去极化作用,加速腐蚀,随着氧浓度的增加腐蚀速度也增加。

但达到一定值后,腐蚀速度开始下降,这时的溶解氧浓度称之为临界点值。

腐蚀速度减小的原因是由于氧使碳钢表面生成氧化膜所致。

溶解氧的临界点值与水的PH值有关,当水的PH值为6时,一般不会形成氧化膜。

所以溶解氧越多,腐蚀越快。

当水的PH值为7左右时,溶解氧的临界点浓度为20mg/L,PH值升高到8时,其临界点浓度为16mg/L。

因此,碳钢在中性或微碱性水中时,腐蚀速度起先随溶解氧的浓度增加而增加,但过了临界点,腐蚀速度随溶解氧的浓度升高而降低,这也是碳刚在碱性水中腐蚀速度比在酸性水中要低的原因。

一般来说,循环冷却水在30℃左右时,溶解氧8~9mg/L,往往不会超过临界点值,所以溶解氧常是加速腐蚀的主要因素。

在热交换器中,当水不能充满整个热交换器时在水线附近特别容易发生水线腐蚀,这是因为在热交换器中,水温升高,溶解氧逸到上部空间,在水线附近产生氧的浓差电池,导致加速这种局部腐蚀。

2、水中溶解盐类的浓度对腐蚀的影响:水中溶解盐类的浓度对腐蚀的影响,综合起来有以下三个方面:(1)水中溶解盐类的浓度很高时,将使水的导电性增大,容易发生电化学作用,增大腐蚀电流使腐蚀增加。

(2)影响Fe(OH)2的胶体状沉淀物的稳定度,使保护膜质量变差,增大腐蚀。

(3)可使氧的溶解度下降,阴极过程减弱,腐蚀速度变小。

上面综合作用的结果,一般来说是使腐蚀增加。

关于水中不同离子与腐蚀的关系,一般有以下原则性认识:(1)水中Cl-、SO42-等离子的含量高时,会增加水的腐蚀性。

Cl-不仅对不锈钢容易造成应力腐蚀,而且还容易破坏金属上的氧化膜,因此,Cl-也是使碳刚产生点蚀的主要原因。

(2)水中的PO43-、CrO42-、WO42-等离子能钝化钢铁或生成难溶沉淀物覆盖金属表面,起到抑制腐蚀的作用。

(3)Ca2+、Zn2+、Fe2+等离子由于能与阴极产物OH-生成难溶的沉淀沉积于金属表面,起到防腐蚀作用。

而Ca2+、Fe2+等具有氧化性的阳离子,由于能促进阴极去极化作用,因而是有害的。

3、水的温度对腐蚀的影响:象大多数化学反应一样,腐蚀的速率随水温的升高而成比例地增加。

一般情况下,水温每升高10℃,钢铁的腐蚀速率约增加30%。

这是由于当温度升高时:(1)氧扩散系数增大,使得溶解氧更容易达到阴极表面而发生去极化作用;(2)溶液电导增加,腐蚀电流增大;(3)水的粘度减小,有利于阳极和阴极反应的去极化作用。

所有这些将使腐蚀速度加大。

但是另一方面,水温度的提高可使水中溶解氧浓度减小。

因此,以上多方面的因素对实际装置表现也不一样。

在开放系统中,起先随温度的上升腐蚀率变大,到80℃时,腐蚀率最大。

以后即随温度的升高而急剧下降,这是因为温度升高所引起的反应速率的增大不如溶解氧浓度减小所引起的反应速率的下降来得大。

冷却水中如含有侵蚀性离子Cl-时,则随温度增加对奥氏体不锈钢的腐蚀性急剧增大,应力腐蚀开裂的可能性大大增加。

4、水的PH值对腐蚀的影响:在自然界,正常温度下,水的PH值一般在4.3~10.0之间,碳刚在这样的水溶液中,它的表面常常形成Fe(OH)2覆盖膜。

此时碳钢腐蚀速度主要决定于氧的扩散速度而几乎与PH 值无关,在PH值为4~10之间,腐蚀率几乎是不变的。

PH在10以上时,铁表面被钝化,腐蚀速度继续下降。

当PH低于4.0时,铁表面保护膜被溶解,水中H+离子浓度因而发生析氢反应腐蚀速度将急剧增加。

实际上,由于水中钙硬的存在,碳钢表面常有一层CaCO3保护膜,当PH值偏酸性时,则碳刚表面不易形成有保护性的致密的CaCO3垢层,故PH值低时,其腐蚀率要比PH值偏碱性时高些。

5、水流速度对腐蚀的影响碳钢在冷却水中被腐蚀的主要原因是氧的去极化作用,而决定腐蚀速度的又与氧的扩散速度有关。

流速的增加使金属壁和介质接触面的层流层变薄而有利于溶解氧扩散到金属表面。

同时流速较大时,可冲去沉积在金属表面的腐蚀、结垢等生成物,使溶解氧更易向金属表面扩散,导致腐蚀加速,所以碳刚的腐蚀速度是随水流速度的升高而加大。

随着流速进一步的升高,腐蚀速度会降低,这是因流速过大,向金属表面提供氧量已达到足使金属表面形成氧化膜,起到缓蚀的作用。

如果水流速度继续增加,则会破坏氧化膜,使腐蚀速度再次增大。

当流速很高时(大于20m/s),腐蚀类型将转变为以破坏为主的冲蚀。

一般来说,水流速度在0.6~1m/s时,腐蚀速度最小。

当然水流速度的选择不能只从腐蚀角度出发,还要考虑到传热的要求,流速过低会使传热效率降低和出现沉积,故水走管程的换热器的冷却水流速不宜小于0.9m/s。

水走壳程时,流速无法达到上述要求,故宜尽量避免采用壳程换热器。

如工艺必须采用壳程时,流速不应小于0.3m/s。

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