工业生产过程中常常用冷却水对物料进行冷却,尤其是敞开式循环冷却水的用途最广。敞开式循环冷却水(以下简称冷却水或循环水)运行时,由于在冷却塔(风冷塔)内曝气过程中溶入了大量的氧气,故容易引起金属腐蚀;同时由于在曝气过程中有一部分水被蒸发,故冷却水被浓缩,从而易使水中一些溶解度小的物质析出,生成沉积物沉积在换热器金属表面上,影响冷却效果并引起垢下腐蚀。此外,冷却水的温度和水分特别适宜于微生物的生长和繁殖,从而易引起微生物对金属的腐蚀。
循环冷却水系统运行过程中的水质变化如下。
(1)CO2含量减少,水中的Ca(HCO3)2分离出CO2气体及CaCO3沉淀。
(2)碱度增加,pH值上升,水的结垢倾向增大。
(3)浊度增加,冷却水不断地被蒸发浓缩,并在与大气的接触中不断把尘埃和微生物带入循环水中,生成悬浮物,使水的浊度增加、水中污垢析出的倾向增大。
(4)溶解氧增加,循环水在冷却塔内的喷淋曝气过程中,空气中的氧大量进入水中,成为水中的溶解氧。循环水在不断地与大气接触后,水中的溶解氧达到接近该温度、压力下氧的饱和浓度,从而增加了冷却水的腐蚀性。
(5)由于循环水被不断地补充、不断地蒸发、无机盐等非挥发性物质被沉积下来,增大了循环水的结垢倾向和腐蚀倾向。
(6)循环水与大气反复接触时,大气中的SO2、H2S和NH3等有害气体不断进入循环水,引起钢、铜和铜合金的腐蚀。
(7)在换热器发生泄漏时,物料进入循环水,使水质恶化,增加循环水的腐蚀、结垢和微生物生长的倾向。
(8)循环水的水温通常在32~42℃,水中又往往含有氮、磷和油类等营养成分,有利于微生物的生长。冷却水系统中,日光照及的部分,有大量的藻类生长繁殖;日光照不到的地方,则有大量的细菌繁殖,并生成黏泥,降低换热器的冷却效果或造成垢下腐蚀和微生物腐蚀。