冷卻水塔常見問題&影響
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民生水塔與冷卻水塔的差異

在建築和工業設施中,水塔的應用至關重要。民生水塔和冷卻水塔雖然都是儲水設備,但其設計、用途、維護需求和常見問題上存在顯著 差異。以下是對這兩類水塔的介紹及其差異分析。

1.主要用途:

  • 民生水塔:民生水塔的首要功能是儲存日常生活用水,確保居民在用水高峰期或供水中斷時能有穩定的水源。民生水塔供應的水用於飲用清潔和洗滌等基本需求,需保持飲用水安全和潔淨。
  • 冷卻水塔:主要應用於工業設施和大型建築中的冷卻系統。其功能是通過蒸發和熱交換將設備產生的熱量散發到外部環境,以降低水溫,確保空調系統或生產設備運行穩定。

2.水質要求

  • 民生水塔:對水質要求高,水質需保持潔淨且不含有害物質,通常要求水的pH值接近中性並且適合飲用。為確保安全,需定期清潔和消毒以防止微生物滋生。
  • 冷卻水塔:冷卻水塔的水質要求則相對寬鬆,水不需飲用,但需要控制水中的礦物質、黏泥和微生物,以防止水垢、腐蝕和生物污染,這些會影響冷卻效率。

3.維護重點

  • 民生水塔:維護重點在於水質衛生,需定期進行清潔、消毒和防護,防止污染物進入。
  • 冷卻水塔:冷卻水塔維護則側重於水質處理,包括控制水垢、黏泥和微生物增生,確保冷卻效率和系統穩定。

水垢的形成與類型

冷卻水系統長期運行時,水中的溶解離子(如碳酸鹽、硫酸鹽、矽酸鹽和磷酸鹽等)會因蒸發濃縮而逐漸過飽和,最終在設備內部結晶沉積,形成水垢。不同的水源與水質特性,會導致不同類型的水垢:

碳酸鹽水垢:

通常由碳酸鈣(CaCO₃)組成,這類水垢多見於硬度較高的水源。碳酸鈣水垢 在較高的pH值和水溫下易於沉積,並且具有高硬度,會逐步堆積在冷卻水塔和 管路內,影響散熱效果。

硫酸鹽水垢:

由硫酸鈣(CaSO₄)構成,常見於使用溫泉水或其他含硫酸根的水源中。在高溫 條件下,硫酸鈣水垢的沉積速度加快,這種水垢在冷卻塔中不易被酸性清洗劑溶解, 增加清洗難度。

矽酸鹽水垢:

主要由矽酸鈣(CaSiO₃)組成,常見於地下水源含有高濃度的矽。這類水垢在硬度 高的水質中容易形成,且結構堅硬,非常難以去除。

磷酸鹽水垢:

主要成分為磷酸鈣(Ca₃(PO₄)₂),多見於有添加抑垢劑的冷卻水系統中。當水中磷酸根濃度過高,且溫度升高時會形成磷酸鈣沉積,難以清除。

黏泥的成因與影響

黏泥(Sludge):

由懸浮於冷卻水中的固體顆粒(如泥沙、塵埃、腐蝕產物及微生物)沉積形成,這些沉積物會堵塞冷卻系統管道,阻礙水流並影響散熱效率。

黏泥來源:空氣中的懸浮物進入冷卻塔並混入冷卻水中。隨著水在冷卻過程中蒸發和濃縮,這些懸浮物會在熱交換器和管道內累積,形成難除的黏泥。

黏泥的成分:黏泥中常含有微生物黏液和腐蝕產物。微生物黏液由細菌、藻類分泌的有機物組成,結合水中的灰塵形成附著力強的黏性沉積物。

黏泥的不良影響:黏泥的形成會使管道內部通路縮小,阻礙冷卻水的流通,不僅降低了冷卻效率,還可能增加水泵的運行壓力,導致耗電量上升。 此外,黏泥會進一步滋生細菌,影響系統衛生,甚至堵塞管路,造成運行故障。

腐蝕的成因與危害

腐蝕主要由冷卻水中的氧氣及其他腐蝕性物質引起,這些物質會與金屬管壁發生化學反應,逐漸損壞冷卻設備。

1. 腐蝕原因

冷卻水中含有的溶存氧和酸鹼性物質會與管道中的金屬元素發生氧化還原反應,造成腐蝕。此外,黏泥層會促使“垢下腐蝕”,即黏泥覆蓋的管壁 部分因缺氧而腐蝕加劇,形成點蝕。

2. 腐蝕類型

腐蝕的不良影響:腐蝕會破壞管道的結構完整性,縮短設備壽命。腐蝕產物會進一步沉積在管道內壁,形成新的阻塞物,導致散熱效率下降和用電成本 增加,甚至需要更頻繁的維護或設備更換。

微生物的增生與問題

冷卻水塔中的微生物問題主要來自細菌、藻類等生物,它們在適合的溫度下會迅速繁殖,影響冷卻效率並增加系統維護難度。

1. 微生物來源

補充水中通常含有少量微生物,但冷卻水系統的蒸發和濃縮過程會使微生物濃度顯著增加。當水溫在25-45℃之間時,細菌和藻類生長更為迅速。

2. 生物黏泥的形成

微生物在系統中繁殖後,分泌黏液,這些黏液結合灰塵和雜質,會在管道內壁和冷卻塔表面形成生物黏泥。

微生物的不良影響:生物黏泥會減少冷卻水與熱交換器之間的接觸面積,從而降低散熱效率,增加能源消耗。此外,微生物代謝物對設備具有腐蝕性,可能引起“生物腐蝕”,對設備結構造成損害。生物黏泥的增生還可能堵塞管道,進一步導致系統故障。

冷卻水塔常見問題

Q1. 黏泥和水垢的差異是什麼?

雖然黏泥和水垢都是冷卻水系統中的常見問題,但黏泥主要是由懸浮物和生物黏液組成,而水垢則是由溶解性離子結晶化形成的。

Q2. 冷卻水系統如何避免微生物繁殖?

為了避免冷卻水系統中的微生物繁殖,建議定期進行水質檢測和藥劑處理。詳情請參考我們的文章:如何控制冷卻水中的微生物

Q3. 目前有可以預防水垢生成的方式嗎?

預防水垢生成的方式無疑只有在生成水垢前,將水中的結垢因子去除,既能夠讓水垢不會附著於系統中的管路,又能維持壓縮機在最佳的狀況下運作。詳情請參考:冷卻系統如何生成水垢

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