閉式冷冷卻塔清洗劑使用方法 (閉式冷卻塔清洗劑選用)

作者： 瀏覽量： 來源： 時間：2024-07-10 16:03:09

閉式冷卻塔相對于開式冷卻塔，由于運行節能、用水量少、安裝方便、維護費用低，對冷卻設備沒有污染等優點。下面介紹清洗閉式冷卻塔的方法和要點，供相關專業人員參考。

1 閉式冷卻塔的原理

    閉式冷卻塔是將盤管 (管式熱換器 )置于冷卻塔內，在風機的作用下通過空氣、水與盤管內的水進行熱交換，將熱量帶到大氣中。簡單來說就一個內循環、一個外循環。

    內循環：內循環水在泵的作用下去冷卻設備或物料，然后回到冷卻塔盤管降溫，降溫后又去冷卻設備或物料。構成一個封閉式的循環系 統。

    外循環：外循環水在涼水塔自身泵的作用下通過布水器噴灑在盤管的外表面，在水和風的共同作用下，帶走盤管中內循環水的熱量，使其內循環水降 溫。在環境溫度高的情況下，需要內循環、外循環同時進行；環境溫度不高，只需一個內循環。閉式冷卻塔主要核心部分為盤管，有的有填料，有的沒有 填料。 

2 項目現場閉式冷卻塔現狀 

    現場閉式冷卻塔已運行多年，由于運行期間空氣中的塵土、雜物，補充水 中的鹽類、懸浮物，系統本身產生的黏泥、菌藻、結垢、腐蝕產物堆積或附著在閉式冷卻塔外循環系統中，PVC散熱片上的垢已達2～4mm，基本上阻死了散熱片；銅盤管外側硬垢1~2mm，嚴重影響了傳熱；進風格柵集塵嚴重，影響通風；箱體腐蝕嚴重，特別是迎風面的卷邊、風筒鐵板的本體腐蝕嚴重。箱體的鍍鋅層也部分腐蝕 。盤管結垢情況如圖 1所示。由于結垢嚴重，影響正常生產，為了節能、平穩、安全運行，決定對閉式冷卻塔進行清洗。

    閉式冷卻塔盤管為紫銅管，積水盤和外殼是鍍鋅鐵板，鍍鋅鐵板由于腐蝕較嚴重，部分鍍鋅層已破壞，散熱片為PVC。經取垢樣分析，水垢的主要成分是CaCO? 、 MgCO? 、Mg(OH)? 和部分鐵銹，這些垢形成主要原因是冷卻塔的外循環水不斷蒸發濃縮，盤管上部分鐵垢來源于鍛造廠的粉塵。

3 現場清洗條件

    清洗現場無任何熱源，即便外界加入熱水，因閉式冷卻塔的外循環為敝開式循環，水溫很快就降了下來。

4 清洗方案 

4.1 酸洗藥劑的選擇

    由于該系統的材料是Cu/Fe/Zn組合型。首先要考慮水箱是鍍鋅鋼板，鋅是非?；顫姷膬尚越饘?，對酸和堿都非常敏感，采用無機酸清洗會破壞鍍鋅層，使設備壽命大大縮短。Zn用無機酸清洗，將發生下列置換反應:

Zn+2H+=Zn2++H?↑。

    因為箱體鐵板本身腐蝕也較嚴重，鋅層已被破壞，除去保護鋅層的問題。是否可以用價格便宜的鹽酸，對此做了以下試驗。

  4.1.1 試片及其處理

    試片材 料為2mm 厚紫銅板，尺寸50mm×25mm。試驗前按一般腐蝕試驗方法要求進 打磨，用無水酒精清洗兩次，干燥后存在干燥器中備用。腐蝕試驗后，水洗，用濾紙吸水，再用無水酒精浸洗、干燥、稱重。

  4.1.2去垢劑

    鹽酸和氨基磺酸都用分析純，配成所需的質量分數，用氫氧化鈉液標定其質量分數。

  4.1.3 腐蝕試驗 

    采用失重法測定并計算銅的腐蝕速度，每次在500mL的燒杯中加入400mL酸液，每組試驗投入4 塊已稱量好的銅片，試驗時間為24h。

    從表1可以看出，在有氧的條件下，鹽酸對銅的腐蝕也很大，閉式冷卻塔中的銅管完全暴露在空氣中，所以清洗閉式冷卻塔采用氨基磺酸較安全 。

4.1.4 氨基磺酸和垢的反應機理

清洗劑選擇無色、無臭氨基磺酸 (NH?SO?H)。氨基磺酸對金屬的腐蝕性很小，與金屬氧化物、氫氧化物、碳酸鹽反應，形成可溶性鹽，因此可除去水垢、 氧化鐵銹等 ，適合各種金屬材料清洗，氨基磺酸和各種垢的反應如下： 

CaCO?+2NH?SO?H=Ca(NH?SO?)?+H?O+CO?↑，

MgCO?+2NH?SO?H=Mg(NH?SO?)?+H?O+CO?↑，

Ca?(PO4)2+6NH?SO?H=3Ca(NH?SO?)?+2H?PO4，

Fe?O?+6NH?SO?H=2Fe(NH?SO?H) ?+3H?O，

FeO+2NH?SO?H=Fe(NH?SO?)?+H?O。

    在清洗過程中，清耗氨基磺酸質量分數與垢層厚度有關，按理論計算，1kg碳酸鹽垢需要2kg氨基磺酸。根據實踐經驗，碳酸鈣水垢厚度與所用氨基磺酸的質量分數關系見表2。

4.2 緩蝕劑的選擇

    Lan一826多用酸緩蝕劑，可清洗碳鋼、不銹鋼、 銅、鋁等有色金屬及其不 同材料的連接結構。因此次清洗的冷卻塔有Cu/Fe/Zn材料，所以選擇Lan一826多用酸緩蝕劑作為這次清洗的緩蝕劑 。

4.3 鈍化劑的選擇

    眾所周知 ，NaNO?是好的鈍化劑，但因NaNO?，毒性大，進入水體對環境的破壞大，所以需慎重選用，此次清洗選用了NH?SO?H，用清洗后的廢液就能處理NaNO?，鈍化液廢液 ，其反應為 ：

NaNO?+NH?SO?H=NaHSO4+H?O+N?↑。

5 清洗方法 

    因選用氨基磺酸做清洗劑，垢層較厚，現場無法升溫等原因，為了縮短清洗時間和減少藥劑的耗量，采用物理清洗和化學清洗相結合的清洗工藝。先將填料層中的垢用物理方法抖落，用高壓水槍對填料、盤管、積水槽進行沖洗，然后再進行化學清洗，其工藝為：開啟閉式塔上的風機吹干填料→用機械方法抖落填料層中的垢→用高壓水槍沖洗填料、盤管、水箱→清理干凈后注入新水→開啟閉式冷卻塔外循環泵→加緩蝕劑后循環5min→加氨基磺酸清洗 (4~6)h→以盤管的清洗情況及pH來判斷是否繼續加酸→排除酸洗廢水到集水池→水沖洗干凈后注入新水→加人鈍化劑鈍化4h→排出鈍化廢液到酸洗廢液中→水沖洗后投入使用。

5.1 物理清理

    物理清洗目的是清除大部分菌藻、污泥及軟垢。清洗前，讓閉式冷卻塔外循環水泵停運，在只開風機的情況下運行2h，使散熱片黏泥干燥，使其失去黏性，便于抖脫填料層中的垢。物理清洗前，需將泵的入口和放水管入口塞住，防止渣子進人管道。操作時，用棍棒在填料片中挑動，讓干燥的垢破碎脫落，然后用高壓水槍對填料和盤管進行清洗。對于盤管只需沖洗干凈浮塵，因為用高壓水槍清洗很費時間，即便將外面幾層銅管上的垢沖脫，里面還是需化學清洗。從填料中清理落下來的污如圖2所示。

5.2 化學清洗

    目的是通過加酸清除系統中的水垢。在化學清洗前，先將碳鋼試片和銅試片掛入水箱中，在化學清洗時。同時加緩蝕劑減 閉式冷卻塔在酸洗過程中的蝕。系統中注入清水，泵不吸入空氣即可，啟動閉式冷卻塔自身的循環泵，將緩蝕劑緩慢倒入接近泵的吸人口，待緩蝕劑在系統中循環均勻后，將溶解好的氨基磺酸鈉緩慢倒入接近泵的吸入口，先加入計算總量的60％，然后根據pH的變化再添加，所以每次補加酸時不要太多，前期控制pH為1，酸質量分數為5％~7％，后期控制pH為2~3，直到水垢完全溶解在水中。在實際清洗過程中，pH上升到3，氨基磺酸就基本消耗完，需不斷添加才能恢復清洗能力。測pH頻率：(1～2)次/30min。

    酸洗完畢，用高壓水槍對盤管進行沖洗，廢酸排至處理池，用于后面處理鈍化液廢液。歡迎關注“數據中心基礎設施運營管理”

    水槽的廢酸液排盡后，注入清水，開啟循環泵5min后排出。因閉式冷卻塔中排污閥很小，排得較慢，每次排污都用了潛水泵同時排水。如果水 較混濁，需重復沖洗多次，直到水清轍。

5.3  鈍化

    鈍化目的是使不同金屬材料的設備表面形成致密的防腐膜。在水槽中注入清水，夠循環即可。啟動系統中的循環泵，用NaOH調pH為10，然后加入鈍化劑NaNO?，質量分數1.5％，時間4h。

5.4 廢液處理

    將鈍化廢液排至處理池后進行攪拌。分析亞硝酸根，沒有檢出；如果還能檢出 NOˉ?，需根據亞硝酸鈉的量，按1:141加入氨基磺酸。將廢酸用燒堿液調pH(6～9)，排放至污水處理池。

6 清洗效果評定和建議 

6.1 清洗效果 

(1)腐蝕率。將掛在清洗槽中的銅試片和鐵試片，采用掛片失重法測定掛片腐蝕率為：碳鋼腐蝕率1.57g／(m2·h)；銅腐蝕率 0.12g／(m2·h)。

(2)除垢率。原來表面(1-2)mm厚的垢基本清除。目測除垢率達到了95％，盤管外壁無腐蝕現象。

(3)水溫變化。內循環水的溫度清洗前為43℃，清洗后為29.8℃。

6.2  建議 

    建議使用此類設備的用戶采用無填料閉式冷卻塔。閉式冷卻塔主要依靠的是水蒸發帶走熱量，無填料閉式冷卻塔相對有填料的閉式冷卻塔來說，相同換熱量 時，盤管面積會大一些，外循環水溫度更接近當地的濕球溫度，冷卻效果更好，也不存在填料阻塞問題。

    使用閉式冷卻塔時，一定要做好水質的維護工作。用戶在購買閉式冷卻塔時，要求制造廠家在外循環水的上水管上加上電磁除垢儀，使水質不易形成硬垢附著在盤管上，以便減少清洗次數。