一. 迴圈冷卻水系統概況
二. 問題概述
迴圈冷卻水系統日常執行面臨的問題：
2.1 裝置結垢，阻礙傳熱，增加能耗，降低生產負荷
結垢：是指水中溶解或懸浮的無機物，由於種種原因，而沉積在金屬表面。
冷卻水中富含碳酸氫鈣等不穩定鹽類，在換熱管壁受熱，即轉變為碳酸鈣等緻密硬垢，規則沉積在管壁，其傳熱效率僅為碳鋼的1%左右，也就是在換熱管壁如果沉積0.5mm厚的硬垢，就相當於換熱管壁厚增加了50mm，嚴重阻礙傳熱的正常進行，能耗增加，從而對生產負荷構成極大影響，甚至停車。
2.2 滋生粘泥軟垢，阻礙傳熱；加速裝置腐蝕，特別是發生點蝕事故
阻礙傳熱：微生物繁殖、代謝產生的黏液（象膠水一樣具有很強黏性），與迴圈水中的懸浮物（補充水進入、冷卻塔抽風冷卻水洗滌空氣灰塵進入）和微生物屍體等交織黏附在一起，隨水流黏附在裝置壁面，不久就會形成一層滑膩的垢層，即所謂的表面疏鬆多孔的軟垢。附著在換熱管壁的軟垢，是熱的不良導體（導熱係數很小，只有不鏽鋼材的百分之一），因此會造成換熱效果明顯下降，影響生產負荷。
發生點蝕：軟垢層疏鬆多孔，為氧氣的滲入形成良好通道，在迴圈水這個大的電導池中（富含鹽），形成無數個小濃差電池，每個小電池就是乙個點發生電化學反應，從而加速裝置點蝕現象的發生，久之即發生縱深腐蝕穿孔事故。
2.3 裝置腐蝕，縮短使用壽命
腐蝕：是指通過化學或電化學反應使金屬被消耗破壞的現象。
在迴圈水系統中，主要以溶解氧化學或電化學腐蝕為主，這種腐蝕除了會造成系統的水冷裝置損壞或使用壽命減少外，還會由於腐蝕造成水冷器穿孔，從而引起工藝介質洩漏造成計畫外的停車事故等，另外由於腐蝕會產生鏽鎦，會引起換熱效率下降或管線堵塞等危害。
三. 迴圈冷卻水處理技術要求
3.1 迴圈冷卻水系統設計標準
hg/t 20690-2000《化工企業迴圈冷卻水處理設計技術規定》，《gb50050-95》
3.2 補充水預處理水質要求
3.3 迴圈水系統水處理效果指標
3.4補充水量與濃縮倍率、排汙水量關係
3.4.1 補充水量 = 蒸發水量 + 排汙水量 + 風吹損失 + 滲漏
3.4.1.1 蒸發水量: e =⊿t×q×4.184÷r（m3/h ）
式中：t—示進出水溫差，℃；
q—示迴圈水量，m3/h；
r—示蒸發潛熱，kj/kg；（根據系統設計溫度一般r值為2404.5 kj/kg）
3.4.1.2 風吹損失：一般為迴圈水量的0.1%，為0.5 m3/h；
3.4.1.3 排汙水量：b排 = e÷（k-1）- d（風吹）
式中：k—示濃縮倍數；
d—示風吹損失，一般為迴圈水量的0.1%；
3.4.1.4 系統滲漏：系統滲漏一般設為0 m3/h
3.4.2 與水處理藥劑投入關係
系統水處理費用與補充水量成正比，因此提高濃縮倍率執行，是降低水處理費用的有效方法，但隨濃縮倍率提高一定倍數時，又會使迴圈水中有害物質含量超標，因此須同時採取一定的輔助措施，如ph調節/加大旁流過濾處理等方法，使系統處理綜合成本最低。
3.5旁濾量設計要求
迴圈冷卻水在冷卻塔中與空氣接觸散熱時，空氣中的灰塵、粉塵、孢子等懸浮固體被帶入冷卻水中，另外補充水進入迴圈水時也帶入一部份固體雜物，它們使迴圈水的懸浮物、菌藻含量及其它汙染物超出允許值，因此須設旁濾設施，對迴圈冷卻水進行旁流過濾處理，以保證迴圈冷卻水懸浮物含量指標保持在規定範圍內，保持換熱管壁乾淨。
hg/t 20690-2000建議迴圈冷卻水旁流過濾量為迴圈量的2～5％。設計時其計算式中空氣含塵量以環保部門監測為準。
四. 處理辦法
根據系統面臨問題，結合重慶維邦公司對各類迴圈水系統水處理工程的實際處理經驗，推薦以下處理辦法，防止換熱器管壁結垢、生長粘泥軟垢、快速腐蝕等事故的發生，保證生產裝置安全、穩定、長週期、滿負荷優質執行。
4.1 裝置結垢的解決方法
4.1.1硬垢形成原因：冷卻水中富含碳酸氫鈣等不穩定鹽類，在換熱管壁受熱分解，即轉變為碳酸鈣等緻密硬垢，規則沉積在換熱管壁、冷卻塔填料及系統管網等處。
4.1.2 硬垢控制：
換熱器管壁硬垢沉積，是迴圈冷卻水系統裝置面臨的最大問題之一，它直接對生產負荷造成影響；向迴圈水中投加少量的，適應系統水質的阻垢分散劑，即能使硬垢沉積問題得到解決。水處理劑服務商，根據系統補充水質及生產裝置工藝特點，通過實驗室模擬系統試驗，篩選出最適合阻垢緩蝕劑配方，並提供及時專業的技術服務，能使硬垢沉積問題得到很好解決。如維邦研發的wb-711/wb-712/wb-713等系列阻垢緩蝕劑，具有優異的阻垢分散效能，迴圈水中ca2+含量在2000mg/l（以caco3計）左右穩定而不發生沉積。
4.2 滋生生物粘泥軟垢的解決方法
4.2.1粘泥軟垢形成原因：
產粘液微生物代謝、懸浮物、一定的水流速度、換熱管壁粗糙度，四個條件形成粘泥軟垢。後面兩個條件是系統客觀存在，解決辦法只能從微生物和懸浮物著手解決。
4.2.2 微生物控制：
篩選適合的殺菌滅藻劑，投入適當的水處理殺菌費用，使迴圈水中微生物含量控制規定範圍內，將微生物代謝粘液保持允許範圍，防止粘泥軟垢的形成。如維邦研發的複合型殺菌滅藻劑wb-115(氧化性)/wb-104（非氧化性），殺菌率達99%以上。
4.2.3 懸浮物控制：
增設旁流過濾系統（系統濃縮倍率高/懸浮物高時輔助使用），濾除迴圈水中懸浮物，控制在規定範圍內，避免懸浮物與微生物黏液相互作用，在系統內累積而沉積換熱管內，形成軟垢，阻止傳熱，同時形成電化學腐蝕。
4.3 裝置腐蝕的解決方法
4.3.1腐蝕形成原因：腐蝕是指通過化學或電化學反應使金屬被消耗破壞的現象。冷卻水中的溶解氧與裝置接觸形成腐蝕電池，發生如下反應，促使金屬不斷溶解而被腐蝕。
在陽極區 fe=fe2++2e
在陰極區 ?o2+h2o+2e=2oh-
在水中 fe2++2oh-=fe(oh)2 fe(oh)2+ o2 = fe(oh)3
4.3.2 腐蝕控制：
向迴圈水中投加較低量，適應系統水質的復合緩蝕劑，即能使裝置腐蝕控制在標準規定範圍。對於碳鋼不鏽鋼系統，優選阻垢緩蝕劑配方時，即已復配入配方中，能解決裝置腐蝕問題，如果系統中有銅裝置，則應另新增銅緩蝕劑，如維邦wb-301系列。
五. 投入與產出
由於迴圈冷卻水系統在日常執行中，換熱裝置會產生結垢、腐蝕和滋生生物粘泥，因此冷卻水系統須進行水質穩定處理，以解決上述問題，保證生產裝置安全、穩定、長週期、高負荷優質執行。相應投入的水處理藥劑費用是因為自身生產穩定需要。它與工廠汙水處理藥劑費用投入不同，汙水處理是為人類生產環境保護需要。
冷卻水系統進行水質穩定處理的經濟效益，計算方法主要從穩定生產負荷、減少停車處理次數、節約用水、保證裝置使用壽命等方面進行評估。
5.1 穩定生產負荷：換熱器結垢剛開始是緩慢逐步沉積的，只要沉積薄薄的一層垢後，沉積速度即越來越快，使傳熱速率迅速下降，對生產負荷構成明顯影響（熱電廠冷凝器最明顯），我們按結垢使負荷**平均下降2％計算，如果進行科學水質穩定處理，則負荷穩定，即視為產出2％。
5.2 減少停車處理次數：生產裝置大修週期一般為一年半、兩年、甚至兩年以上，大檢修期同時對冷卻水系統進行檢修、清洗處理。
而未進行水質穩定處理，裝置產生結垢、腐蝕和滋生生物粘泥週期大大縮短，半年甚至三個月就要處理一次。停車造成停車損失，清洗需要藥劑，也需要時間，同時花費大量人力，造成經濟損失。
5.3 節約使用新鮮水30％左右：工廠是用水大戶，隨環保要求越來越高，水資源日趨緊張，新鮮水成本也越來越高，節約用水對工廠已非常重要，可節約較大一筆費用。
嚴格按維邦提供的水質穩定處理方案對系統執行管理，能確保系統高負荷穩定執行，同時節約用水約30％。但目前有的工廠單從節約用水考慮，冷卻水系統基本不排汙，使迴圈水很多引數嚴重超標，導致系統短期結垢，不得不停車處理，造成停車損失，此法不可取。
5.4 保證裝置使用壽命：未進行水質穩定處理或水處理劑緩蝕效果不好的系統，裝置腐蝕率是hg/t 20690-2000規定要求的五倍甚至十五倍以上，大大縮短裝置使用壽命，有的裝置甚至兩三年就得更換，使工廠損失慘重，可見科學的水質穩定對工廠效益非常重要。
附： 維邦迴圈水系統科學水質穩定處理技術
迴圈水系統零排放水質穩定處理技術，是集原水預處理、腐蝕、汙垢、微生物控制和旁路過濾及除鹽綜合處理為一體，並配以計算機輔助控制的自動分析和加藥系統，使迴圈水系統實現長週期高負荷安全穩定執行，最大限度節藥用水和降低水處理費用。
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