蒸發式空冷器冷卻管表面的結垢控制

高成立

（哈爾濱空調股份有限公司，黑龍江 哈爾濱 150078）

蒸發式空冷器在運行過程中噪音較低同時又具有很好的可調控性，在冷卻過程中又較節約水，雖然蒸發式空冷器有眾多優點，但同時也存在很多問題，其中最值得關注的問題是冷卻管表面結垢的現象，本文將就蒸發式空冷器冷卻管表面結垢形成的原因，及結垢后的危害和控制措施做簡要的分析，希望能對同行人士有所幫助。

1 蒸發式空冷器冷卻管表面結垢形成的原因

通過對蒸發式空冷器冷卻管表面結垢進行綜合分析，發現其主要形成的原因有以下幾方面：（1）蒸發式空冷器主要通過水噴淋在管束上快速蒸發而帶走熱量，噴淋所用的高硬度水本身就含有大量的鈣、鎂、氯離子，使空冷器冷卻管較易結垢，另外由于水槽容積較小，通過蒸發又會散失掉一部分水量，使得高硬度水的濃縮倍數升高的非常快，導致高濃度的鹽分沉淀在冷卻管的表面形成污垢，從而導致空冷器冷卻效率降低；（2）目前所采用的蒸發式空冷器全部為室外安裝，環境中的灰塵、漂浮物對其表面影響很大，同時由于噴淋水中也含有懸浮物、溶解鹽類、微生物等，致使冷卻管管道表面極易結垢、腐蝕，對空冷器的冷卻效果產生嚴重的影響；（3）水處理藥劑的投放不科學，凈化設備以及投藥設備不完善，致使噴淋水中磷酸鹽等離子含量增大從而導致冷卻管表面形成結垢；（4）冷卻管布水不均勻，在補水量少的區域很容易形成結垢；（5）蒸發式空冷器冷卻供水閥門開度較小，使得供水量少，冷卻管表面易形成污垢。

2 蒸發式空冷器冷卻管表面結垢形成的危害

冷卻管表面結垢形成的危害主要表現為以下四個方面：由于水垢的產生，蒸發式空冷器散熱能力會被大打折扣，尤其是高垢層還會起到保溫作用。噴淋補水系統所用的水源不經過防腐蝕、降低硬度、以及殺菌滅藻等處理，而且，其水位控制由原始的浮球閥控制，雖然水位會保持正常限位，但由于按缺補水，導致濃縮倍數過高，加速了垢層的沉積。日積月累，在水的不斷流動中，懸浮物濃度增大，再加上沒有響應的處理手段，懸浮物會隨著循環水在冷卻管道內沉積結垢，嚴重影響冷卻管的散熱功能。使蒸發式空冷器的能耗增大。在實際工況中，由于水質及處理手段的缺陷等原因，空冷水管的結垢很難避免，結垢時間久垢層增厚，使相應部位的熱阻增大，且粗糙的垢層表面也使噴淋水難以形成水膜，減少了換熱接觸面積，進而造成了散熱難度系數增加、能量損失增大，結垢嚴重的系統即使運行全部蒸發式空冷器也無法滿足生產需求。造成噴頭堵塞、布水不均勻。蒸發式空冷器噴淋頭部位，采用的是壓力流反射噴濺原理，正常情況下，若水質清潔，可以形成以噴頭位置為頂點的錐形水膜區域，噴淋均勻。但由于這種原理下的噴頭水盤間距小，當噴頭被水垢等雜質堵塞時，會造成局部噴水量下降，進而區域內布水不均勻，降低散熱效率。垢層還存在垢下腐蝕。水垢通常是水中的金屬離子形成的沉積物，結垢后，相應部位發生電化學腐蝕，進而造成冷卻管泄漏，整體結構出現薄弱點，框架損壞等。

3 蒸發式空冷器冷卻管表面結垢的控制措施

3.1 改造噴淋水流程

（1）對蒸發式空冷器進行單臺循環噴淋清洗，對冷卻管的噴淋采用上下噴淋的方式對其徹底清洗，噴淋水要持續補水，持續回流。將純凈循環水的常壓泵出口作為空冷器的補水主管，并且，補水支管與主管之間加裝蝶閥，控制補水量，使補水均勻且補水面積最大化。同時，要適當的增加軟水補充，嚴格控制水中鈣、鎂離子的濃度，降低懸浮物沉積，降低冷卻水的濃縮倍數，從而控制結垢層的形成。（2）增加斜板沉淀池。將純凈循環水系統的回水管路接旁通管道，并加裝蜂窩斜管式沉積池。沉積池建筑以混凝土基礎和鋼結構焊接為主，并配套安裝持續加藥系統，使水處理藥劑能夠小量且持續的供給，使水中懸浮物分離，加速沉積在沉淀池內，除凈環水的回水外，空冷器的排污水也引入沉淀池，經過藥劑的混合反應后，進入沉淀區完成懸浮物的沉積，上層澄清水可回流至凈環水冷水池進行循環再利用。

3.2 合理選擇水處理藥劑

水處理藥劑的選擇在水處理過程中起著至關重要的作用，通過現場水質化驗、分析、并參考當地水紋及水質資料，選擇符合現場水質的水處理藥劑，通常情況下，采用凈環水中添加水質穩定劑、殺菌滅藻劑等。根據空冷系統日常循環論的大小來確定藥劑的添加量和添加周期，采用連續投加高效、環保水處理藥劑，并加強分析巡檢工作，定期對冷卻管進行檢查，針對實際情況，增加或是減少投藥量。

3.3 冷卻管表面處理

水質控制和清洗除污有時并不能徹底清除冷卻管表面的結垢，為此冷卻管表面的處理技術應運而生。冷卻管表面吃力技術主要包括硫酸弧鐵處理和防腐涂層處理。通常是采用硫酸亞鐵處理（即所謂鍍膜）銅管表面，以加強其耐腐能力，有效的防止沉積物腐蝕、沖刷腐蝕等。鍍膜，即用一次成膜并連續補膜使膜層厚度達到所需標準，其原理為利用硫酸亞鐵使銅管表面的氧化銅膜上在形成一層氧化鐵或氧化亞鐵的氧化物膜，利用氧化物的穩定性，提高內部銅管的耐腐蝕性。

結語

通過對蒸發式空冷器冷卻管結垢原因的分析，采用科學合理的手段，調整工藝運行參數，調整布水狀況，增加低硬度軟水的補充，對導致結垢的因素加以管控，才能有效防止冷卻管表面污垢的產生，確保蒸發式空冷器高效、安全的運轉，提高空冷器的使用壽命。

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