第33章-冷却水系统的预处理

• 预清洗
• Prefilming

为了最大限度地延长换热设备的使用寿命，冷却水系统的预处理是必要的。通常，预处理包括两个阶段:

1. 预清洗，去除堆积的异物
2. 预成膜，以促进抑制膜的快速形成

预清洗是很重要的，因为它为预涂阶段的表面做准备。在表面被清洗后，预镀膜最大限度地减少在启动时发生的初始腐蚀，并允许最有效的应用缓蚀剂方案．经济性、放电限制和时间要求决定了预处理应应用于整个系统还是单个交换器。

预清洗

所有新设备都应进行预清洗，去除油脂、油污、腐蚀产物、磨皮和污垢。清洁的表面能使缓蚀剂形成均匀的保护膜。预清洁失败会导致腐蚀和污垢增加，导致传热减少，关键热交换器的压降过大，过早故障和高昂的维护成本。

应在启动前进行预清洗，然后立即对表面进行快速钝化处理(如本章预镀膜部分所述)。

通常，由聚磷酸盐、表面活性剂和消泡剂组成的清洗液在冷却系统中循环。预清洗本质上是一种洗涤剂处理。热水中的聚磷酸盐和表面活性剂有助于去除制造和施工留下的轻锈和疏水物质。投加聚磷酸盐以达到1-4%的浓度，在较高的剂量下获得最佳结果。温度保持在120-160°F(50-70°C)， pH值控制在5.5-7.0范围内。较高的水温有助于更快、更有效地去除不需要的物质。

一般情况下，清洗时间为8-24小时。当程序完成时，需要大量的排污来快速去除预清洗化学品。

在推荐的温度高度下进行预清洗时，可获得最佳结果。通常，很难达到高温，除非单独的交换器被处理相对较小的溶液体积。较低的溶液温度可以通过最大时间周期的预清洗溶液循环来补偿。即使在较低的温度下，提前清洗也能显著改善结果。

对于用经过铜盐预处理的木材建造的新冷却塔，必须采取特别的预防措施。在水通过系统循环之前，必须将铜盐从木材中去除。因此，在进行预清洗之前，新塔应彻底用水冲洗，水池应排干并清洗。

PREFILMING

大多数腐蚀控制方法都涉及到形成一层膜来作为腐蚀的屏障。处理的有效性在很大程度上取决于屏障膜形成的速率。不允许快速成膜的材料允许在形成完整的膜层之前发生腐蚀。不完整的膜形成有助于持续腐蚀。薄膜形成的速率与抑制剂的浓度有关。

预镀膜允许快速形成均匀的薄膜，立即抑制腐蚀反应．一旦薄膜形成，就可以通过持续的低水平处理来维持它，以阻止腐蚀产物的积累。

环境的严重变化(例如，严重的pH值下降)会破坏薄膜，在通过正常处理重新建立薄膜之前，腐蚀产物会积聚。当发生这种情况时，可能需要一个预拍程序来快速再消毒系统。

建议在初始安装、化学清洗和转车或检查后启动后，对冷却水系统中的设备进行预镀膜。低pH值偏差或工艺泄漏也可能需要预镀膜。这取决于条件的严重程度和冷却设备暴露在恶劣条件下的时间长度。

磷酸盐和锌用于预膜程序。对于铜合金的预镀膜，也使用了唑。

聚磷酸盐是最重要的，因为它们可以有效地去除形成的不良腐蚀产物，同时形成保护性的氧化膜。通常，这些材料在300-600 ppm磷酸盐和30-60 ppm锌的浓度范围内通过系统循环。

使用磷酸盐和锌的预膜程序可以有效地快速提供保护膜。该程序在pH值6.5-7和120°F的温度下维持4-6小时。然后，该系统被严重吹倒，直到磷酸盐水平下降到20ppm以下。如果要应用高pH值方案，磷酸盐水平必须首先进一步降低到3ppm以下。然后调整pH值，直到达到连续程序的水平。

如前所述，偶氮被用于用铜合金管束制造的交换器的预处理。通常，预处理应用于单个交换器，而不是整个系统。这对于使用微咸水的冷却系统尤其如此，在那里很难建立或维持有效的铜腐蚀保护。在这些条件下，单独的交换器用淡水和铜缓蚀剂进行预处理。处理后的水可以在环境条件下通过交换器进行短时间循环，以建立均匀的保护膜。预膜片完成后，交换器重新投入使用，连续或定期的进料处理可以维持膜片的完整性。

另一种预膜方法是增加抑制剂含量6-24小时。虽然这种方法比较简单，但效率较低，通常仅用于以磷酸盐为基础的连续抑制剂方案。

其他的考虑预清洗和预处理中涉及到的注意事项总结如下:

• 初始系统设计应包括隔离关键束的规定。这有利于个人预处理的最佳效果和效率。
• 如果可行，应考虑设置空气碰撞和/或反冲洗交换器。
• 换热器底部的快开排污阀(当水在壳体一侧时)可以最大限度地减少挡板之前的沉积物积聚。
• 只有当系统表面清洁时，预镀膜的好处才能最大化。
• 预清洗液必须在预镀膜前通过排污完全去除。
• 在预涂膜过程中，提高温度可以促进快速成膜。
• 高浓度化学品的使用和排放速率必须遵守环境排放限制。
• 高浓度的锌会对生物氧化废物处理系统产生不利影响。
• 单个交换器的预膜片可能是最经济的程序，可以消除处理问题。
• 预膜完成后，需要立即快速排污，并必须建立正常控制进行维护。

预处理是关键的冷却水系统含钢，因为发生较高的腐蚀速率。含有其他金属的系统，如金钟黄铜或铜合金，也可以从预处理中受益。

一般来说，预处理，随后进行的处理程序，最大限度地减少腐蚀，以改善传热，延长使用寿命，并减少设备维护。