在工業生產中，循環冷卻水係統貫穿於某些生產（chǎn）裝置或設（shè）備中，以水為冷卻介質（zhì）循環運行，在交（jiāo）換設備餘熱保護其正（zhèng）常運轉的同時也節約了大量的水資源（yuán）。按照循環冷（lěng）卻水係統的結構（gòu）特點可分（fèn）為敞開式循環體係和密閉式循（xún）環體係，前者一般在大型循環冷（lěng）卻水係統中應用（yòng），如火力發電機組、中央空調機組等，與空氣（qì）直接（jiē）接觸，補水量較大；而後者一般存在於（yú）小型的循環冷卻水（shuǐ）係統中，如加（jiā）工機床、空壓機、空分設備、電焊（hàn）機等（děng）設備，不與空氣（qì）直接相通，耗水量較小（xiǎo）。但在循環冷（lěng）卻水（shuǐ）係統實際運行中，由於循環冷卻水的溫度（dù）、鹽（yán）份、pH值等均（jun1）適合微生物的繁（fán）殖（zhí）和水垢的生成，若（ruò）不加以控製，微生物繁殖將導致粘泥堵（dǔ）塞（sāi）熱交換器，而水垢也會影響輸送管線的流（liú）量，並且在粘泥沉積的地方會產生垢下（xià）腐蝕。而（ér）且從節（jiē）約水資源和減少排汙方麵考慮，一般要求循環冷卻水的濃縮倍（bèi）率設計在一定範圍（wéi）內，從而使得水質處於（yú）不（bú）穩定（dìng）狀態，勢必造成設備換熱管和水管（guǎn）道內（nèi）壁生成附著（zhe）物（wù）和換（huàn）熱管材（cái）質發生腐（fǔ）蝕。由於附著物的傳熱性較差，從而大大降低了設備的換熱效率；而換熱管的腐蝕會減弱其機械強度，甚至出現穿孔，使冷卻水發生泄漏，從而影（yǐng）響整個設備係統（tǒng）的正常運行。總之，在外界條件（如溫度、流速、濃度）改變時，循環冷卻水水質多（duō）表現為不穩定的狀態，極易產生金屬材質腐蝕、設備表（biǎo）麵結垢、粘泥沉積與微生物滋生等（děng）三類問題（tí）。如不進行科學的（de）水處理（lǐ），勢必會引起管（guǎn）道堵塞、腐蝕（shí）泄漏、換熱效率降低等一係（xì）列問題，對係統設備（bèi）和管道造成（chéng）損壞或非計劃性停機停產。為（wéi）了使循環冷卻（què）水係統正（zhèng）常運行，防止（zhǐ）循（xún）環冷卻水在（zài）冷（lěng）卻設備、輸水管線（xiàn）內形成汙垢、產（chǎn）生腐蝕及附著生物粘泥（ní），提高熱交換設（shè）備的冷卻效果，確保生產運行的經濟性和（hé）安全（quán）性，就必須對循環冷卻水係統進（jìn）行清洗除垢及緩蝕、阻垢分散、菌藻控製等日常的（de）水質（zhì）穩定處（chù）理。目前最為有效的措施是通過投加阻（zǔ）垢分散劑、緩蝕阻垢劑、殺（shā）菌滅藻劑（jì）等化學（xué）水質（zhì）穩定劑以降低設備和管道的腐蝕，控製（zhì）結垢生成，抑製微生物繁衍，保證係（xì）統正常安全運行。這不（bú）僅能（néng）延長設備的使用壽命，降低動力消耗，並且能節約能源（yuán）和（hé）水資源，減少汙水排放，對環境保護有非（fēi）常深遠的意義。
一、循環冷（lěng）卻水係統存在的問（wèn）題（tí）
在工業（yè）循環冷卻（què）水係統中由於水質不穩（wěn）定而易引起係統結垢、腐蝕、生物粘泥及菌藻滋生（shēng）等不良後果。
1 腐蝕
1.1 碳鋼材質與水中的氧氣作用而發生腐蝕，其反應如下：
Fe + O2 + H2O Fe(OH)3↓
1.2 有害離子引起的腐（fǔ）蝕
循環水在濃縮過程中，各種鹽類的濃度相應增加，當Cl-和SO42-離子濃度較高時，會使金屬表麵保護膜的防腐性能降低。尤其是Cl-的離子半徑小、穿透性強，容易破（pò）壞金（jīn）屬（shǔ）表（biǎo）麵的保護膜增加其腐蝕反（fǎn）應（yīng）的陽極過程速度（dù），引起金屬的局部腐蝕。
1.3 兩種不同的金屬接觸時，因金（jīn）屬間電位差而造成電池（chí）腐蝕，例如熱交（jiāo）換器的銅管與碳（tàn）鋼端（duān）板，其接觸部分的鋼鐵材質會因此加（jiā）速腐蝕。
1.4 水中微生物的滋生也會產（chǎn）生細菌（jun1）性腐蝕，如硫酸還原菌、鐵細菌等。
1.5 其它引起腐蝕的影響因素有：pH值、溶解的氣體、溫度（dù）、流速等。
2 結垢及（jí）沉積（jī）
在循環冷卻水係統中，所（suǒ）溶解的重碳酸鹽濃（nóng）度隨（suí）著蒸發濃縮而增加，當其（qí）濃度（dù）達到飽和狀態，或者在經過換熱器傳熱表麵使水溫升高時，水中（zhōng）鹽份溶解平衡遭到（dào）破壞，會發生下列反應（yīng）即水垢的生成：
Ca(HCO3)2 =CaCO3↓+CO2↑+H2O
生成的CaCO3水垢沉積在換熱器的傳熱表麵，形成一層硬垢，導熱性能很差，嚴重影響換熱效率。
其次，循環水（shuǐ）係統（tǒng）設備（bèi）、管道主要材質是碳鋼（gāng），其腐（fǔ）蝕產物主要是氫氧化物和鐵的氧化物的水合物（wù），呈膠體狀態，穩定地懸浮於水（shuǐ）中（zhōng），但當通過熱交（jiāo）換器時易在受熱麵膠體相互凝集（jí）沉澱。沉澱的Fe2O3由於它的不（bú）連（lián）續性和不致密性而對金屬無保護作用，而且由於它的磁性，粘著力強，且比重大，消除困難，形成汙垢。
另外，循環水中也有天然有機物、泥沙、微生物群落等懸（xuán）浮物，它們於流速（sù）慢或溫度高的地方慢慢沉積（jī）而形成汙垢沉（chén）積在設備、管道表麵。此類汙垢一般較為疏鬆，易用水衝洗去除。
3 微生（shēng）物影響
微生物可分為細菌、真菌及藻類，由於其散布在自然界（jiè）各個（gè）角落，而循環水之溫度、鹽（yán）份、pH值、溶解氧等比較適合微生物繁殖。若未能得到有效控製，微生物不斷滋生，並分（fèn）泌出大量粘液，將（jiāng）水中（zhōng）不（bú）溶性雜質粘結（jié）在一起，產（chǎn）生粘泥附（fù）著於設備和管道的內表麵，阻礙水的流（liú）動和係統熱交換，且在粘泥沉積（jī）地方往往會造成沉積物（wù）下腐蝕。
4 危害與不良影響
上（shàng）述的水垢、腐蝕（shí）和微生物滋生等（děng）這三者不是孤立的，是互相聯係和相互影響的，如水垢和汙垢往往結（jié）合在一起，結（jié）垢和生物粘泥又能引起或加重腐蝕（shí）。這些水垢、腐蝕物及生物粘泥（ní）給設備的安全運行帶來（lái）了嚴重的危（wēi）害。
4.1設備管道水垢附著：水垢的導熱係（xì）數極低（dī），降低傳（chuán）熱效率或傳熱不勻，影響設備製冷（lěng）效果，使換熱器壓力升高，增（zēng）大壓縮機正背麵壓（yā）力差，導致電機負荷增加，造（zào）成高壓運行，增加電能消耗，嚴重時可直接造成主機高壓事（shì）故停機（jī）。
4.2 使（shǐ）係統水循環量減少：沉積物（如水垢、微生物粘泥）覆蓋在循（xún）環（huán）水係統設備管道或換熱器流道表麵，嚴重的將堵塞管道，阻礙水流動，使冷凍水循環量減少，熱交換效率進一步降低。
4.3腐（fǔ）蝕設備和管道（dào）：係統管（guǎn）道（dào）及設備內壁常（cháng）因腐蝕造（zào）成鏽渣脫落，脫落的鏽渣會堵塞（sāi）盤管，使換熱效果下降，嚴重時造成穿孔泄漏等重大停機事故；同時腐蝕的存在還使設備的使用壽命大為縮短。
二、化學清洗說明
首先對於（yú）存在上述問題的循環冷（lěng）卻水係統進（jìn）行化學清洗。清洗之前需對水質進行采樣分析，調查了（le）解設備運行使用情況，判（pàn）斷汙垢主要成分。根據水質分析、係統材質和（hé）設備係統運行與（yǔ）結（jié）垢情（qíng）況製訂清洗方案。其具體操作步（bù）驟分為：
清水衝（chōng）洗：啟動係統循環水泵，用大流量的清水盡可能的衝洗掉（diào）係統中的灰塵（chén）、泥沙、脫落的藻類及腐蝕產物等疏鬆的汙垢，以節約用清洗藥（yào）劑量，降（jiàng）低清（qīng）洗成本，為下一步的化學清洗（xǐ）做準備。
殺（shā）菌剝離：排（pái）放出（chū）汙水後補（bǔ）充清（qīng）水，在（zài）循（xún）環水係統內的冷卻水（shuǐ）池中分別一次性的（de）加入殺菌（jun1）剝離劑，殺死係統中菌藻類微生物（wù），並使設備、管道內表麵附著的生物粘泥剝離脫落；通過水泵循環運（yùn）行12～24小時，進行殺菌滅藻剝離汙垢，最後從最低點排放汙水。
清洗除垢：係統補入清水（shuǐ）後加入具有溶垢、滲透與分散作用的清洗劑和清洗緩蝕劑，啟動水泵將管（guǎn）道（dào）係統內的（de）浮鏽、水垢、油汙等清洗下（xià）來（lái），分散於水中，隨水排出，還原清潔的金屬（shǔ）表麵。循環（huán）清洗兩（liǎng）次，每次（cì）12小時，並要求加清水置換排汙至濁度小於20ppm即視為清洗結束，最（zuì）後（hòu）將Y型過（guò）濾器上的（de）過濾網拆開，蘸藥劑手工清洗幹淨。
鈍化或預膜：設備管道經過清洗後其金屬表（biǎo）麵處（chù）於十分（fèn）活躍的活性狀態，極易二次氧化鏽蝕。A：若設（shè）備（bèi）清洗後封存，則對設（shè）備進行預膜鈍（dùn）化處理；B：若設備清洗後立即投入使用，則（zé）需進（jìn）行（háng）預膜緩蝕處理，以更好的保護潔淨的金屬表麵防止氧化鏽蝕。
循環冷卻水係統清洗過程完成後，就進入了日常水質穩定維護階段，即通過加入水質穩定劑，降低金屬材質生鏽速率，抑製水中菌藻滋生，防止鈣、鎂鹽結垢、沉澱，最大限度的保持設備和管（guǎn）道的金屬表麵清潔（jié）。這樣（yàng）就可減少設備清洗次數，延長其（qí）使（shǐ）用（yòng）壽命。
三、水質穩定處理
工業（yè）循環（huán）冷卻水係統的日常水質穩（wěn）定處理是（shì）相當重要的，不僅可延長管線和設備的使用壽命，即水處理的效果是使管線和設備達到設計的使用（yòng）壽命；而（ér）且能節約大量的（de）電能及水資源；還可防止設（shè）備水係統結垢、腐蝕，菌藻附著，保證（zhèng）係統設備經濟（jì）而安全運行。
目前，采用化學加藥處理方法是循環水（shuǐ）質（zhì）穩定處理中（zhōng）最為有效（xiào）且經濟的技術（shù）措施，即根據循環冷（lěng）卻（què）水係統的水質和材質特點，采用合適的水質穩定劑以維持和（hé）修補係統內金屬表麵（miàn）形成的保護膜，並阻止（zhǐ）和分散各種成垢離子結垢，控製（zhì）菌藻的生成，達到防腐、防垢和控製微生（shēng）物生長的目的。
加藥處理後的循環水質要求符合GB50050-2007《工業循環冷卻水（shuǐ）處理（lǐ）設計規範》，其中：碳鋼腐蝕（shí）率 ≤ 0.075mm/a；銅腐蝕（shí）率 ≤0.005mm/a；汙（wū）垢熱阻 ≤4.0 ×10-4mk/s；異養細菌總數（shù）≤5×105個（gè）/mL。
一般來說，用於工業循環冷卻水處理的（de）水質穩定劑主要（yào）有三大類：阻（zǔ）垢緩蝕劑、緩蝕劑（jì）和殺菌滅藻（zǎo）劑。
1.阻垢分散（sàn）劑
該水質穩定（dìng）劑為（wéi）複合（hé）型（xíng）水處理藥劑，具有協同增效作用，化學穩定性（xìng）強，耐高溫，低磷環保，可同時（shí）控（kòng）製多種金屬材質的腐蝕及汙垢的產生，具有良好的阻垢緩蝕效果。本品能通過絡合增溶、晶格畸（jī）變及吸附分（fèn）散作（zuò）用，破壞垢物形成與增長的條件，使Ca2+、Mg2+等致垢離（lí）子穩定地溶於水中，對碳（tàn）酸鈣、硫酸鈣、磷酸鹽及碳酸鋇等有卓越的阻垢效（xiào）果，能很好地控製係統結垢，並對氧化鐵、二氧化矽（guī）等膠體也有良好的分散作用，同時（shí）能在碳鋼金屬表麵形成致密的保護膜（mó），阻止腐蝕性離子的浸入，對設備表麵起（qǐ）到良好的緩蝕保護效果，是阻垢性能優良兼（jiān）具緩蝕效果的（de）高效阻垢緩（huǎn）蝕劑。
2.緩蝕（shí）劑
這是（shì）一種（zhǒng）陽極型緩蝕劑，穩定性（xìng）能好，能在（zài）碳鋼、銅及其合金材質表麵形成多層致密（mì）的（de）高分子防護膜，使金屬表麵不起氧化還原反應，具（jù）有良好的緩蝕（shí）性能。
3.殺菌滅藻劑
本品是針對循環冷卻水係統極易滋生菌藻的特點而設計（jì）的殺生劑配方。
本殺菌滅藻劑為低毒（dú）、高效、廣（guǎng）譜的殺生劑，分為氧化型和非氧化型兩種殺菌劑，能夠不可逆的有效控製和殺死（sǐ）範圍很廣的微生物，本身也能被分解或被微（wēi）生物降解；具有穿透粘泥和分散或剝離粘泥的能力（lì），兼有優良的粘泥（ní）剝離和抑製（zhì）菌藻繁殖的效果。同時在使用濃度下，與（yǔ）水中的緩蝕劑和陰垢分（fèn）散劑能夠（gòu）彼此相容。
在循環冷卻水係統（tǒng）中，氧化（huà）型和（hé）非氧化型兩種殺（shā）菌劑交（jiāo）替投加，則可取得更好的殺菌滅藻（zǎo）和剝離效果，能削弱（ruò）微生物的耐藥性。
四、水質管理
1.濃縮倍數管理（lǐ）
在循環冷卻水（shuǐ）係統中控製一（yī）定值的濃縮倍數對（duì）保護設備和節約水資源，減少開支有（yǒu）很大好處。一般要求濃縮倍數（shù）在3至6這個範圍內為宜，太高了節約水資源意義不大，且增（zēng）加了結垢的趨勢。
由於循環水濃縮時，水（shuǐ）中（zhōng）的各種離子隨之濃（nóng）縮，而電導正是（shì）反應水（shuǐ）中離子濃度多少的數值，濃縮倍數（shù）與電導的增長（zhǎng）基本上成正比關係。當水濃縮一倍時，電導率（lǜ）值濃縮0.93—0.98倍，所以一般采用濃縮倍數為3時水的對應電導率作為控製值，當水濃縮倍數過高時，則啟動排汙口，同時加藥泵啟動，補入相應的被排汙（wū）水帶走的藥量。
2.藥劑濃度的管理
平時水處理藥劑若不維（wéi）持在一定濃度範圍內，則不能充分發揮阻垢緩蝕和殺菌剝離效果；而過量加藥則造成經濟上（shàng）的浪（làng）費。因此，加藥要及（jí）時適量。目前，循環水係統加藥一般分為兩類：一是采用自（zì）動加（jiā）藥裝置投加；二是根據計算量而采用連（lián）續滴（dī）加或間歇式投加（jiā）方式，這種方式也（yě）可保證水中藥量濃度在有效範圍內。
3.日常監測
機組運行期間，最重要的水質管理是掌握補水（shuǐ）和（hé）循環水的水質。一般來說每月應取水樣進行水（shuǐ）質分析，以便發現（xiàn）問題及時調整。如出現某個項目超標，則應優化水質穩定劑的配方及其加藥量，使之達到合同規定的水質標準。在腐蝕或結垢情況監測（cè）時（shí），可采（cǎi）用現場懸掛標準試片或試管，每月或兩（liǎng）個月測定一次腐蝕或結垢數據。
經過多（duō）年的工業循環冷卻水處理現場經驗（yàn）積累與技術總結，我們開發出了多種適（shì）合工業循環