冷却水系统结垢原因分析及应对策略

冷却水系统结垢原因分析及应对策略

一、结垢原因分析

1、水质因素

1）硬水成分：水中钙（Ca²⁺）、镁（Mg²⁺）等离子浓度过高，易形成碳酸钙（CaCO₃）、硫酸钙（CaSO₄）等沉淀。

2）高pH值：碱性环境（pH＞8.5）加速碳酸盐析出。

3）悬浮物与杂质：泥沙、铁锈等颗粒物为垢层提供成核位点。

2、温度与流速

温度过高：局部高温（如换热器表面）显著降低矿物质溶解度，加速结垢。

流速过低：低流速导致沉积物滞留，增加附着风险。

3、微生物活动

生物膜形成：细菌代谢产物（如多糖）黏附矿物质，形成生物垢。

腐蚀产物：微生物诱导腐蚀（MIC）产生的铁氧化物与垢结合。

4、运行参数控制

浓缩倍数过高：循环水蒸发浓缩后，盐类浓度超过溶度积。

排污不足：未能及时排出高盐废水，加剧结垢倾向。

二、应对策略

1、水质预处理

软化处理：采用离子交换树脂或反渗透（RO）技术降低钙镁离子浓度。

过滤净化：安装多级过滤器（如砂滤、活性炭）去除悬浮物和胶体。

2、化学药剂干预

阻垢剂添加：选用聚磷酸盐、有机膦酸或聚合物类阻垢剂，破坏晶体生长。

pH调节：投加酸性药剂（如硫酸）维持pH在6.5-8.0的弱酸性至中性范围。

杀菌灭藻：定期使用氧化性（如次氯酸钠）或非氧化性（如异噻唑啉酮）杀菌剂控制微生物。

3、系统优化设计

流速提升：设计管道时保证流速＞1.5m/s，减少沉积机会。

材料升级：采用耐腐蚀合金或涂层管道（如镀锌钢管、环氧树脂涂层）。

换热面改进：使用波纹管或螺旋槽管增强湍流，延缓结垢。

4、运行维护管理

智能监控：安装在线传感器（电导率、pH、ORP）实时监测水质，联动自动加药系统。

定期清洗：

化学清洗：使用柠檬酸或EDTA溶解碳酸盐垢。

物理清洗：高压水射流或胶球清洗装置去除硬垢。

动态排污：根据浓缩倍数（建议3-5倍）调整排污量，结合循环冷却塔节水技术。

5、全生命周期管理

培训与规程：制定标准化操作手册，培训人员规范加药、清洗流程。

定期评估：每季度进行水质全分析，调整处理方案；年度停机检查换热效率。

三、案例参考

某电厂采用“阻垢剂（HEDP）+ 自动排污 + 电磁除垢仪”组合方案，使换热器结垢速率降低70%，年节能达15%。

四、结语

冷却水系统结垢需采取多维度防控策略，结合水质特性、系统设计和智能运维，实现高效稳定运行。定期评估与技术创新（如纳米阻垢剂、超声波防垢）可进一步提升防垢效果。