中浩遠達|循環冷卻水系統腐蝕結垢原因分析
金屬腐蝕
冷凝器及相關管道的主要材質為碳鋼和銅。
循環水系統的冷水塔和蓄水池都與大氣相通,屬于敞開系統,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具有導電性,在金屬表面水膜中形成大量的微電池,從而發生了電化學腐蝕。
由此可以確定,金屬在循環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,隨著腐蝕的進行,氧不斷消耗,來自空氣中的氧不斷溶解補充。由于反應的不斷進行,陽極區的金屬不斷溶解被腐蝕。
微生物及有害離子腐蝕
循環水中的微生物也會對金屬產生腐蝕。這是由于微生物中的細菌和真菌分泌的酸、酶和多聚物與其他雜質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,在循環過程中,水溫升高,循環水中的氯化物和硫酸鹽的濃度會濃縮增加,它們也會加速碳鋼和銅的腐蝕。
水垢沉淀
在循環水系統中,各種鹽類的濃度隨著循環水的循環、蒸發濃縮而增加,當其濃度達到飽和狀態,再經過水溫較高的冷凝器傳熱表面時,有些難溶性Ca2+、Mg2+就會析出。
此外,循環水中的重碳酸鹽很不穩定,在高溫下極易分解生成難溶性物質。
循環水流經冷水塔向下噴淋時,水中溶解的CO2氣體逸出,促使碳酸鈣、碳酸鎂進一步生成,溫度較高的循環系統,上述反應更為嚴重。
因此,在冷凝器的換熱面上,沉淀物會越積越多形成水垢,沉積的水垢導熱系數一般不超過1.16W/m2K,遠遠小于碳鋼和銅的導熱系數,很大程度的降低了冷凝器換熱面的傳熱效率。嚴重時,必須停產檢修,甚至更換冷凝器。