水冷式冷凝器循環(huán)水系統(tǒng)腐蝕結(jié)垢問(wèn)題及處理

蘇 超

(朝陽(yáng)光達(dá)化工有限公司， 遼寧 朝陽(yáng) 122000)

水冷式冷凝器循環(huán)水系統(tǒng)腐蝕結(jié)垢問(wèn)題及處理

蘇 超

(朝陽(yáng)光達(dá)化工有限公司， 遼寧 朝陽(yáng) 122000)

介紹了現(xiàn)階段水冷式冷凝器循環(huán)水系統(tǒng)中存在的金屬腐蝕，水垢沉淀等問(wèn)題，對(duì)其形成原因進(jìn)行深入分析，并提出這些問(wèn)題的處理方法及防護(hù)措施。

水冷式冷凝器 循環(huán)水系統(tǒng) 腐蝕 結(jié)垢

冷凝器是制冷系統(tǒng)四大主要部件之一，它的任務(wù)是將壓縮機(jī)排出的高溫高壓制冷劑蒸氣，通過(guò)向環(huán)境介質(zhì)放出熱量冷凝成液體。按照冷凝器使用冷卻介質(zhì)和冷卻方式的不同，一般分為三種類型：水冷式冷凝器、空冷式冷凝器和蒸發(fā)式冷凝器。水冷式冷凝器主要特點(diǎn)是傳熱系數(shù)高，技術(shù)成熟，結(jié)構(gòu)緊湊，使用方便，性能基本穩(wěn)定，廣泛應(yīng)用于制冷量較大的氨系統(tǒng)[1]。水冷式冷凝器需配置泵、冷水塔、蓄水池等循環(huán)水系統(tǒng)。因冷卻水中含有鈣、鎂、氯等離子，當(dāng)冷凝器運(yùn)行一段時(shí)間后,不可避免地在冷凝器水側(cè)結(jié)垢,水垢的存在,導(dǎo)致傳熱系數(shù)降低[2]。此外，冷凝器冷卻水為敞開(kāi)式循環(huán)，暴露在大氣中，由于水溫升高，水分的蒸發(fā)，各種無(wú)機(jī)離子和有機(jī)物質(zhì)濃縮、溶解氧的增多，將會(huì)腐蝕設(shè)備,縮短設(shè)備使用壽命。如何解決水冷式冷凝器循環(huán)水系統(tǒng)緩蝕阻垢問(wèn)題，是多年以來(lái)許多工程師一直研究的課題。

1循環(huán)冷卻水系統(tǒng)腐蝕結(jié)垢原因分析

1.1 金屬腐蝕

冷凝器及相關(guān)管道的主要材質(zhì)為碳鋼和銅。循環(huán)水系統(tǒng)的冷水塔和蓄水池都與大氣相通，屬于敞開(kāi)系統(tǒng)，水中溶解了大量的氧。由于金屬表面的不均一性和水中溶解的其他雜質(zhì)具有導(dǎo)電性，在金屬表面水膜中形成大量的微電池，從而發(fā)生了電化學(xué)腐蝕。由此可以確定，金屬在循環(huán)水中的腐蝕主要為氧的去極化腐蝕。

陰極去極化劑是水中溶解的氧，隨著腐蝕的進(jìn)行，氧不斷消耗，來(lái)自空氣中的氧不斷溶解補(bǔ)充。由于反應(yīng)的不斷進(jìn)行，陽(yáng)極區(qū)的金屬不斷溶解被腐蝕。

1.2 微生物及有害離子腐蝕

循環(huán)水中的微生物也會(huì)對(duì)金屬產(chǎn)生腐蝕。這是由于微生物中的細(xì)菌和真菌分泌的酸、酶和多聚物與其他雜質(zhì)等形成的污泥沉積在金屬表面，形成微氧原電池，促使金屬溶解腐蝕。此外，在循環(huán)過(guò)程中，水溫升高，循環(huán)水中的氯化物和硫酸鹽的濃度會(huì)濃縮增加，它們也會(huì)加速碳鋼和銅的腐蝕。

1.3 水垢沉淀

在循環(huán)水系統(tǒng)中，各種鹽類的濃度隨著循環(huán)水的循環(huán)、蒸發(fā)濃縮而增加，當(dāng)其濃度達(dá)到飽和狀態(tài)，再經(jīng)過(guò)水溫較高的冷凝器傳熱表面時(shí)，有些難溶性Ca2+、Mg2+就會(huì)析出。此外，循環(huán)水中的重碳酸鹽很不穩(wěn)定，在高溫下極易分解生成難溶性物質(zhì)。

循環(huán)水流經(jīng)冷水塔向下噴淋時(shí)，水中溶解的 CO2氣體逸出，促使碳酸鈣、碳酸鎂進(jìn)一步生成，溫度較高的循環(huán)系統(tǒng)，上述反應(yīng)更為嚴(yán)重。因此，在冷凝器的換熱面上，沉淀物會(huì)越積越多形成水垢，沉積的水垢導(dǎo)熱系數(shù)一般不超過(guò) 1.16 W/m2K，遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于碳鋼和銅的導(dǎo)熱系數(shù)，很大程度的降低了冷凝器換熱面的傳熱效率。嚴(yán)重時(shí)，必須停產(chǎn)檢修，甚至更換冷凝器。

2處理方法

2.1 高壓水射流清洗冷凝器

高壓水射流清洗技術(shù)作為物理清洗法之一，是近年來(lái)廣泛應(yīng)用于工業(yè)界的一種高科技清洗技術(shù)。高壓水射流清洗技術(shù)具有清洗率高、速度快、成本低、不污染環(huán)境等優(yōu)點(diǎn)。采用高壓水射流清洗技術(shù)，可在不停機(jī)狀態(tài)下，利用高壓水射流清洗機(jī)噴射出的高壓水流，清除冷凝器傳熱管內(nèi)壁上的污垢和鐵銹。鄭州某冷凍食品公司采用高壓水射流清洗冷凝器，取得了良好的效果。數(shù)據(jù)顯示，傳熱管內(nèi)壁除垢率>95%。清洗后的傳熱管基體無(wú)損傷、無(wú)腐蝕，無(wú)漏制冷劑現(xiàn)象發(fā)生[3]。

2.2 臭氧凈化循環(huán)水

歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家均大力推廣使用環(huán)保型強(qiáng)力殺菌劑臭氧，臭氧以氧原子的氧化作用破壞微生物膜的結(jié)構(gòu)，以實(shí)現(xiàn)殺菌作用。臭氧作為水處理劑，具有操作簡(jiǎn)單，排污量少，既能節(jié)水節(jié)能，又不存在二次污染等優(yōu)點(diǎn)，對(duì)循環(huán)水的緩蝕、阻垢、殺菌等方面均有良好的效果[4]。但該方法初投資較大，在實(shí)際的循環(huán)水應(yīng)用中較少。

2.3 循環(huán)水的硬水軟化

硬水軟化的方法包括離子交換法，膜分離法，石灰法，電磁法等。其中，離子交換法是最常用的方法，是以鈉離子將水中的難溶性鈣鎂離子置換出來(lái)，因?yàn)殁c鹽的溶解度很高，所以避免了隨溫度的升高而造成水垢的生成。該方法工藝成熟，效果穩(wěn)定準(zhǔn)確，已經(jīng)在循環(huán)水的前處理得到了廣泛應(yīng)用[5]。吉林某石化公司應(yīng)用離子交換法進(jìn)行硬水軟化，取得了很好的效果。

2.4 添加高效綠色緩蝕阻垢劑

循環(huán)水中添加高效綠色緩蝕阻垢劑也是現(xiàn)代工業(yè)主要的處理方法之一[6]，其機(jī)理是緩蝕阻垢劑通過(guò)螯合與分散作用達(dá)到緩蝕阻垢的目的[7]。冰河冷媒科技有限公司研發(fā)的LMT緩蝕阻垢劑，能夠有效控制循環(huán)水化學(xué)腐蝕，具有良好的殺菌、滅藻、阻垢功效，在制冷等行業(yè)的循環(huán)水系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用。

3結(jié) 語(yǔ)

討論了現(xiàn)階段水冷式冷凝器循環(huán)水系統(tǒng)中存在的金屬腐蝕，水垢沉淀等問(wèn)題，對(duì)其形成原因進(jìn)行深入分析，并提出這些問(wèn)題的處理方法及防護(hù)措施。

[1] 江沿源，鐘桂龍.風(fēng)冷、水冷和蒸發(fā)式冷凝器制冷系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性研究[J]. 廣東化工.2008，10(35):31～34.

[2] 樊雙新，邵軍，韓志勇 等.水冷式冷凝器膠球在線清洗效果及運(yùn)行評(píng)估[J]. 化工設(shè)計(jì)通訊.2014，40(1):22～23.

[3] 張敏，徐會(huì)武，劉榮江 等.立式殼管式氨冷凝器的高壓水射流清洗[J]. 清洗世界.2011，27(11):10～14.

[4] 于玲紅，賈翠芹，李衛(wèi)平 等.臭氧對(duì)中溫循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的緩蝕性能研究[J]. 環(huán)境工程.2015，5(1):37～41.

[5] 宋榮娜，賀桃.離子交換樹(shù)脂在分析分離中的應(yīng)用[J].化工管理.2015，16(1):181～181.

[6] Patnaik S R，Volay abhanu G， Rawat N S. Evaluation of molybdate-polyvinyl alcohol mixtures as inhibitors for mild steel corrosion in synthetic seawater[J]. Bull Electro Chem.1993，9(23):66～68.

[7] 巨敏，李宏偉，劉軍海.緩蝕阻垢劑制備及其應(yīng)用的研究進(jìn)展[J]. 化學(xué)工業(yè)與工程技術(shù). 2011，32(4):45～47.

TheProblemsandTreatmentofCorrosionandIncrustationintheCirculatingWaterSystemofWater-CooledCondenser

Su Chao

(Chaoyang Guangda Chemicals Co.,Ltd.，Liaoning Chaoyang 122000)

The problems of metal corrosion and incrustation in the circulating water system of water-cooled condenser at present were introduced. The causes of the formation were analyzed. At last， the treatment methods and protective measures of these problems were put forward.

Water-cooled condenser Circulating water system Corrosion Incrustation

10.16597/j.cnki.issn.1002-154x.2017.11.000

2017-09-01

蘇超(1987～) ，女，工程師，碩士，研究方向?yàn)橹评洹?/p>