礼堂空调冷却水系统设计.doc

礼堂空调冷却水系统设计（全面版）资料暖通空调课程设计设计题目：礼堂空调冷却水系统设计院 系: 工程学院动力系班 级: 建筑环境与设备工程1071班学 号: 200711423129姓 名: 张镇钦指导老师: 罗毅涌老师目录一、冷却水系统一的水力计算.21、冷却水系统（1）说明22、沿程损失计算.23、局部阻力损失计算.34、水泵扬程计算.4二冷却水系统二的水力计算5 1、冷却水系统（2）的说明.52、局部阻力损失计算.53、沿程损失计算.74、不平衡率的计算.85、水泵扬程计算.9一、冷却水系统一的水力计算 1、冷却水系统（1）说明：主要负责一楼舞台右边的水冷式空调机组冷凝器冷却水的提供。机组型号L135/S-C,冷凝器形式：高效壳管式；水量：28.8m3/h;水阻力：9806Pa，入水管径：65mm;出水管径：65mm. 系统图如下：根据冷却水流量Q=28.8m3/h,假定管道水流速度为1.8m/s，根据公式可以计算出管径D=77.4mm，查表，取统一规格D=80mm，此时，实际流速为1.6m/s管段编号流量(m3/h) 长度L(m)流速V(m/s)管径D(mm)比摩阻实际流速1-2-3-4-528.80 22.60 1.80 80.00 460.00 1.59 2、沿程损失计算公式 =RLR-沿程单位比摩阻，Pa/m.L-管段长度，m. 沿程损失（）计算长度L/m22.6沿程单位比摩阻R/(Pa/m)460沿程损失Pa103963、局部阻力损失计算1.3.1每管段的阻力系数公式 =, -局部阻力系数管段编号局部阻力个数系数1-2-3-4-5水泵入口90弯头闸阀 过滤器 止回阀1184.0830.451716.519.03流速V(m/s)管径D(mm)比摩阻实际流速局部阻力系数局部阻力P1 (Pa)1.80 80.00 460.00 1.59 19.030 23988.71 由沿程阻力和摩擦阻力算出总阻力局部阻力P1 (Pa)摩擦阻力Rml (Pa/m)管段阻力Rml+P1 (Pa)23988.71 10396.00 34384.71 4、水泵扬程计算水泵扬程计算 公式式中 冷却塔水泵的扬程，Pa； 冷却塔水泵循环管路总阻力损失之和，Pa冷却水各计算管段的沿程阻力损失，Pa；冷却水各计算管段中总设备阻力损失，Pa；冷却塔喷嘴喷水所需压力，Pa，约等于49KPa冷却塔中水提升高度（从冷却塔盛水池到喷嘴的高差）所需压力，Pa.1）局部阻力=23988.71 Pa2）摩擦阻力=10396 Pa3）冷凝器阻力和水处理器阻力=9806+2104=29806 Pa4）冷却塔喷头喷水所需压力=20000 Pa5）冷却水提升压力（假设盛水池到喷头的高差为2.5m）=2.59807=24500 Pa6）冷却水泵的扬程和流量P=+=23988.71 +10396+29806+20000+24500=108690.71Pa =10.9 mH2O选用水泵，流量和扬程皆考虑10%的余量，则选用水泵的参数为：流量 1.128.8 m3/h =31.68 m3/h扬程 1.110.9 mH2O =11.99 mH2O根据供暖空调通风设计手册水泵选型部分可查得应该选用XA50/20型的水泵，其参数为：流量为21.537.5（m3/h），扬程为11.415mH2O。二冷却水系统二的水力计算1冷却水系统（2）的说明：负责一楼舞台左边，会议室，二楼水冷式空调机组冷凝器冷却水的提供。机组型号分别为L135/S-C，L135/S-C，L80/S-C。其中L80/S-C数据如下，冷凝器形式：高效壳管式；水量：16.5m3/h;水阻力：9806Pa，入水管径：65mm;出水管径：65mm. 系统图如下：根据冷却水流量Q,假定管道水流速度为1.7m/s，根据公式可以计算出管径D，查表，取统一规格D，此时，再求实际流速。如下表所下：管段编号流量(m3/h) 长度L(m)流速V(m/s)管径D(mm)比摩阻实际流速1-274.40 5.80 1.70 125.00 334.00 1.68 2-345.60 28.76 1.70 100.00 430.50 1.61 3-4-716.80 18.03 1.70 70.00 457.30 1.21 7-845.60 28.76 1.70 100.00 430.00 1.61 8-974.40 6.32 1.70 125.00 334.00 1.68 3-5-728.80 6.23 1.70 80.00 457.30 1.59 2-6-828.80 18.30 1.70 80.00 457.30 1.59 根据各管段的流量和长度综合考虑选出系统最不利环路，在管道编号，本系统最不利环路为1-2-3-4-7-8-9-12局部阻力损失计算每管段的阻力系数公式 =管段编号局部阻力个数系数1-2水泵入口90弯头闸阀过滤器止回阀1121.0220.31716.515.82管段编号局部阻力个数系数2-390弯头21.021.02管段编号局部阻力个数系数3-4-790弯头115.61三通23变径10.569闸阀20.39.479管段编号局部阻力个数系数7-890弯头21.021.02管段编号局部阻力个数系数8-990弯头21.021.02管段编号局部阻力个数系数3-5-790弯头21.02三通20.2变径10.569闸阀20.32.089管段编号局部阻力个数系数2-6-890弯头21.02三通23变径10.569闸阀20.34.889各管段局部阻力损失为：管段编号流量(m3/h) 长度L(m)流速V(m/s)管径D(mm)比摩阻实际流速局部阻力系数局部阻力P1 (Pa)1-274.40 5.80 1.70 125.0334.01.68 15.8 22328.29 2-345.60 28.76 1.70 100.0 430.5 1.61 1.021320.30 3-4-716.80 18.03 1.70 70.00 457.3 1.21 9.486936.37 7-845.60 28.76 1.70 100.0 430.0 1.61 1.02 1320.30 8-974.40 6.32 1.70 125.0334.01.68 1.021439.62 3-5-728.80 6.23 1.70 80.00 457.31.59 2.092633.34 2-6-828.80 18.30 1.70 80.00 457.31.59 489 6162.94 沿程损失（）计算长度L/m22.6沿程单位比摩阻R/(Pa/m)334沿程损失Pa7548.43沿程损失计算公式 =RLR-沿程单位比摩阻，Pa/m.L-管段长度，m. 管段编号流量(m3/h) 长度L(m)流速V(m/s)管径D(mm)比摩阻实际流速局部阻力系数局部阻力P1 (Pa)摩擦阻力Rml (Pa/m)1-274.40 5.80 1.70 125.00 334.00 1.68 15.820 22328.29 1937.20 2-345.60 28.76 1.70 100.00 430.50 1.61 1.020 1320.30 12381.18 3-4-71680 18.03 1.70 70.00 457.30 1.21 9.479 6936.37 8245.12 7-845.60 28.76 1.70 100.00 430.00 1.61 1.020 1320.30 12366.80 8-974.40 6.32 1.70 125.00 334.00 1.68 1.020 1439.62 2109.88 3-5-728.80 6.23 1.70 80.00 457.30 1.59 2.089 2633.34 2850.35 2-6-828.80 18.30 1.70 80.00 457.30 1.59 4.889 6162.94 8370.42 由沿程阻力和摩擦阻力算出总阻力局部阻力P1 (Pa)摩擦阻力Rml (Pa/m)管段阻力Rml+P1 (Pa)22328.29 1937.20 24265.49 1320.30 12381.18 13701.48 6936.37 8245.12 15181.49 1320.30 12366.80 13687.10 1439.62 2109.88 3549.50 2633.34 2850.35 5483.69 6162.94 8370.42 14533.36 4.不平衡率的计算：管段编号局部阻力P1 (Pa)摩擦阻力Rml (Pa/m)管段阻力Rml+P1 (Pa)3-5-72633.342850.355483.69不平衡率=（15181.49-5483.69）/15181.49=64% 15% (用阀门调节)2-6-86162.948370.4214533.36不平衡率=（15181.49-14533.36）/15181.49=4.25% 15% (符合要求)5水泵扬程计算:水泵扬程计算 公式式中 冷却塔水泵的扬程，Pa； 冷却塔水泵循环管路总阻力损失之和，Pa冷却水各计算管段的沿程阻力损失，Pa；冷却水各计算管段中总设备阻力损失，Pa；冷却塔喷嘴喷水所需压力，Pa，约等于49KPa冷却塔中水提升高度（从冷却塔盛水池到喷嘴的高差）所需压力，Pa.最不利环路的总阻力 （管路1234789冷却塔）1）局部阻力=22328.29+1320.30+6936.37+1320.30+1439.62=33349.88 Pa2）摩擦阻力=1937.20+12381.18+8245.12+12366.80+2109.88 =37040.18 Pa3）冷凝器阻力和水处理器阻力=9806+2104=29806 Pa4）冷却塔喷头喷水所需压力=20000 Pa5）冷却水提升压力（假设盛水池到喷头的高差为2.5m）=2.59807=24500 Pa6）冷却水泵的扬程和流量P=+=33349.88+37040.18+29806+20000+24500=14696.06 Pa =14.7 mH2O选用水泵，流量和扬程皆考虑10%的余量，则选用水泵的参数为：流量 1.174.40 m3/h =81.84 m3/h扬程 1.114.7 mH2O =16.2 mH2O氯离子与冷却水系统中不锈钢的腐蚀鲍其鼐(上海石化股份,上海200540【摘要综述r有关氯离子对冷却水系统中不锈钢腐蚀研究的最新进展,涉及冷却水中氯离子引发小锈钢fL蚀、 缝隙腐蚀和应力腐蚀开裂的机理,氯离子的限度,以及影响水中不锈钢腐蚀的其他因素。对如何应对冷却水中氯离 子的负面效应提出r见解。关键词氧离,;冷却水;不锈钢腐蚀中图分类号TGl7;TQ085+412文献标识码A 文章编号1005829x(200709一000106The relatiOnshiD betl,een chlO r_de iOn and the cOrrOsiOn Of stainlessstee J ln c00ng water sVstemBao Qinai(矾醇缸&舳ckm赴耐cn,越,sm加捌200540,吼imAbstract:The recent advances in豫search of t|1e relationship between the chl删de ion and the corrosion 0f stainless steel in coding water system are reviewed. The mechanism of m商de ion which resuh in pming, cfevice corrosion,stressconsion cmcking of stainless steel in cooling waLer system,Lhe chloride jon limits and otller facto糟ifluencinz tlle 10calized conDsion of stainless steel are discussed. At the same LiIne,the commets on how to deal with thene蹦ive efIbcts of chl【证de ion in cooling waLer are made.Key wOrds:c11loride io“;c00li“g wate。;coDsion of stainless steel奥氏不锈钢合金常用于电厂、炼厂、化工厂和造 纸厂,在冷却水系统中酱遍使用的合金钢304和 316更是性价比高的品种。奥氏不锈钢l齄韧、可延 展.最重要的是易加工和焊接。304又称18/8,是世 界上川得最多的不锈钢合金。当可用于制作管材、热 交换器的壳和管、平板和框式交换器以及反应器的 水夹套等。对管壳式换热器而言,冷却水可走管程, 也可走壳程:可以呈水平.也可垂直放置。然而,多年以来人们就已发现,用于冷却水系统 中的304/316并非真正“不锈”.它们会被腐蚀、穿 孔、断裂,这些现象又均与冷却水中的氯离子有关。 这样,氯离子对冷却水系统中不锈钢的腐蚀就成为 人们非常关心的问题。几十年来,由于机理尚不完全 清楚,影响因素复杂,对于冷却水中可容忍的氯离子 浓度是多少刁能避免不锈钢腐蚀还不能给出明确的 答案,至今也还没有适用的国际标准。用户方面(特 别是搞设备的希望把氯离子的限制订得严一些.而 水处理人员认为这显然不利于提高浓缩倍数与节 水。争辩双方能出示的根据往往只是一屿设备公司 或水处理公司自己制定的使用导则.尴尬的场面不 时发生。笔者综述了有关氯离子对冷却水系统中不锈钢 腐蚀研究的最新进展,涉及冷却水中氯离子引发不 锈钢孔蚀、缝隙腐蚀和应力腐蚀开裂的机理,氯离子 的限度.以及影响水中不锈钢腐蚀的其他因素。同 时.笔者也对直n何应对冷却水中氯离了的负面效应 提出了自己的看法。1不锈钢在水中的腐蚀1.1溶解氧电化学腐蚀金属材料由于受到介质的作用而发生状态的变 化,转变为新相,从而遭受破坏,称为腐蚀。介质对金 属腐蚀可分为两类,物理作用与化学作用。化学作用 又分为两种.即化学腐蚀和电化学腐蚀。化学腐蚀指 金属与接触物质直接发生化学反廊引起的腐蚀;电 化学腐蚀指不纯的金属(或合金接触电解质溶液时 发生原电池反应所造成的腐蚀。钢铁在水中的腐蚀 万 方数据专论与综述 J业水处理2007一09,27(9就是电化学腐蚀:阳极:FeFe2_+2e阴极:1/202+H20+2e_20H总反应式:Fe+1/202+H20斗Fe(0H2因为氧是阴极去极化剂,因此称此类反应为溶 解氧电化学腐蚀。很显然,在溶解氧饱和的冷却水中一般的碳钢 必将发生这类均匀的微电池腐蚀,但只要能抑制阳 极或者阴极反应,就能抑制电化学腐蚀的进行。不锈 钢就是通过改变钢铁化学组成,使之在表面成膜,并 抑制这类阴、阳极反应的进行。1-2局部腐蚀在氧化条件下不锈钢的性能最好,水相中的氧 则是保持不锈钢钝化的基础。当不锈钢表面比较清 洁.而叉处于流水中时其耐蚀性最强。为保持不锈钢 热交换器管的清洁,需要保持一定的水流速度,低于 O.9-/s的工况应予以避免。因为流速较低和在折流 挡板及管板处较助产生沉积,用不锈钢制造的冷却 水壳程换热器更易发生局部腐蚀。停车期间不流动 的冷却水容易发生孔蚀和微生物引起的腐蚀 (MIc,这对于不锈钢设备的长周期运转是有害的。 已有报道说.当水压试验后不锈钢系统中残留死水 时会发生快速的MIC。2氯离子对冷却水系统中不锈钢的腐蚀多年以来人们就已发现,冷却水系统中不锈钢 的局部腐蚀与水中氯离子有关。国内冷却水工作者 的共识是,氯离子不直接参与腐蚀,而氯化物的造酸 倾向和它的游离酸的强酸性将促进缝隙腐蚀、孔蚀 (垢下腐蚀和不锈钢的应力腐蚀。在电化学腐蚀过程中.Cl一向过剩正电衙区迁移 集中:Fe“+2Cl一FeCl,2FeCl,+2H,0,Fe(OH,+2H+2Cr笔者认为.根据上述机理就断言氯离子不直接 参与腐蚀似乎较为勉强。因为没有氯离子的参与,不 锈钢的局部腐蚀(孔蚀、缝隙腐蚀和应力腐蚀开裂 就不会发生。2.1氯离子引发冷却水中不锈钢腐蚀的机理冷却水系统中不锈钢fL蚀能使管子穿孔而几乎 没有重量损失,因此很难监控。孔蚀产生的最常见原 因是不锈钢与含氯离子水的接触。氯离子孔蚀的危 害在于会在小锈钒表面下产生大的凹穴。低流速或 “死水”通常会引起孔蚀.而很高的流速则能阻止腐 蚀性物质沿表面的浓缩,并减缓孔蚀的趋势。一旦凹穴被引发所:达到稳定的阶段.它将在不 锈钢内连续扩展;由于穴内溶液的酸性比周围环境 强得多,其中的金属就更易被腐蚀。在引发阶段,腐 蚀产物会形成一个硬壳覆盖在凹穴上面,这个封闭 区的大小是孔蚀持续的关键。凹穴里的正电荷密度 很大,能通过电迁移吸引氯离子以保持穴内的电中 性。由于金属氯化物的水解和HCl的生成,即使水 体近乎中性,不锈钢凹穴内的pH也能接近l。因为 是小阳极(凹穴相对于大刚极(周围区域,腐蚀速 率就可能很高。一般来说,304/316不锈钢的孔蚀倾 向将随温度和氯离子浓度的升高而增加。大多数不锈钢304/316凹穴引发于硫化锰(MnS 包裹体。Mns是炼钢过程中不_廿f避免的辛染物。即 使采用氩氧脱碳(AODT艺,硫质量分数降至 O.010%O.020%也是如此。 万 方数据工业水处理200709,27(9鲍其鼐:氯离子与冷却水系统中不锈钢的腐蚀 对处于其中的钢基质是小稳定的;(5持续的孔蚀接 踵而来,如图1所示。一言硫钫硬盖。,7-z一-鞘一舀适(a以fji的fL蚀引发模型:Mns包襄体的溶解1,形成含硫物性盖盖住的封闭区2.从金属表面往FH膳成孔蚀3;(h新的模型:Mns包裹体周制的贫铬区4,贫铬区释解引发孔蚀5, 它造成了一个青氯离子的局部酸化环境,厉者使Mns包裹体溶解, 弗形成含硫物硬盖盖住的封闭区图l 不锈钢硫化锰包裹体处孔蚀诱发机理缝隙腐蚀的机理与孔蚀十分相似,也是由于 氯离子的迁移与氯化物的水解,在局部区域形成 酸性环境,致使合会被破坏。当然,缝隙腐蚀也常 与304/316不锈钢中的MIlS包裹体有关。由于缝隙 客观存在.缝隙腐蚀就比孔蚀更为容易。缝隙腐蚀可 在金属/金属或金属/非金属的连接处发生,诸如螺 纹连接、铆接、栓接、垫片及垢下。缝隙的几何形状 (宽度、深度是一个重要的因素,通常缝隙腐蚀就出 现在只有几LLm宽的窄豁缝中。在冷却水系统中,不 锈钢板式和框式换热器常发生缝隙腐蚀,阕为在垫 片(金属月金属和平板与平板(金属/金属连接处 可能形成许多缝隙。不锈钢换热器的缝隙腐蚀也常 发生在沉积物和生物膜的下面。总的来说,与孔蚀相比,缝隙腐蚀对氯离子的限对300系列不锈铡而言,氯离子应力腐蚀开裂 (sCc所要求的起始应力较低,所以呵以认为足够 的应力总是存在的.不论是施加的应力、热循环产生 的应力还是焊接形成的残余应力。除非进行退火,否 则在存有残余应力的焊接区特别容易发生氯离子应 力腐蚀开裂,.氯离子常引起两种方式的不锈钢SCC,即穿晶scc和晶问SCc.其中穿晶scc更常见。对穿晶 SCC而商温度是最重要的影响因素之一。温度较高 时在较低的氯离子浓度下穿晶scc就可能发生。基 于装置上使用不锈钢容器和管道的经验.穿晶scc 几乎总在温度高于5560时发生.在较低温度时 也有可能发生,但不常见。发生晶问SCC的主要原 因据信是临近焊接处的敏化作用,它通常会在低于 环境温度下发生。图2为304/316不锈钢SCC与氯 离子浓度和温度的关系“。图2304/316不锈钢SCC与氯离子 浓度和温度的关系齐冬子根据国内13套大化肥10年运行的数 据.详细讨论了这个问题,也得出了304/316不锈钢氯离子scc与温度密切相关的结论。最令人感兴趣的问题还是氯离子的界限.是否 能给出一个氯离子值或范围,低于它scc将不会发 生,答案还是“没有”。2002年P.Murakedhamn声 称,在通常的水环境巾,不锈钢304/316最大能抗衡1000mL氯离子而不发生scc。氯离子scc也是一种局部腐蚀,整个过程分为两个阶段,即引发阶段及扩展阶段。事实上奥氏不锈 钢破裂的引发.更多地取决于局部的化学环境而不 是应力集中。在引发过程中形成封闭的凹穴+然后屉 与孔蚀和缝隙腐蚀一样的氯离子富集和酸化。在大 多数涉及氯离了与300系列不锈钢接触的场合, SCC是在孔蚀区引发的。微生物引起的腐蚀(MIc涉及腐蚀过程中微生 物的相互作JL。冷却水系统中许多不锈钢的孔蚀和缝隙腐蚀的实例与此有关。不锈钢表面上微生物的积聚会改变它们的腐蚀性能并使合金在低氯离子冷 却水中易发生孔蚀。在装置预运行及开车期间,由于频频接触未处理的滞流或死水,不锈钢没备很易发 生MIc。就不锈钢设备而言,MIc几乎占腐蚀破坏的20%.3万 方数据专论与综述 工业水处理2007一09,27(9300系列不锈钢与MIC相关腐蚀的通常形式是 在焊接处或其附近发生孔蚀。一般有下列特征:(1 表面上有小孔并在表面下有大的空穴;(2孔穴周围 有锈蚀状沉积的同心环;(3微红色堆积物盖住孔穴; (4孔蚀更易发生于管子的底部。MIc同座生菌相关.后者靠多糖黏附于金属表 面上形成生物膜。这是困微生物而生长在表面上的 膜,其中单个细胞黏结在黏泥和无机物构成的基质 中。典型的生物膜足细菌的混合种群,既有好氧菌也 有厌氧菌,它们相互影响支持新陈代谢过程。虽然存 有生物膜的金属表面可以不发生MIC,但是没有生 物膜的形成就不可能有MIC。所以,防止MIC的一 项策略是监测和控制系统中的生物膜。为了控制冷却水系统中不锈钢腐蚀.微生物控 制是必须的.这包括日常的浮游与座生微生物的监 测与控制。氧化性杀生剂与非氧化性杀生剂的结合 使用仍是常用的有效方法。但必须注意,为了控制生 物膜的生长,不能仅靠异养菌的监测,因为它只反映 了浮游生物的情况.而生物膜与座生微生物的关系 更为密切。地表水和地下水中常存有低浓度的锰离子(10。 级,而许多微生物常会引起Mn0:的沉积,特别是 金属氧化菌。锰与氯或其它卤素反应也会生成 Mn0:。Dickinson研究了水中不同锰离子浓度对锰沉 积的影响。指出,水中锰质量浓度小于lO斗g/L时沉 积可能性很小,在1050汕L之间时如有锰氧化 菌或使用了过量氧化性杀生剂就可能沉积。当锰质 量浓度大于50L时因生物和化学氧化而产生的 沉积风险很大。现在已经清楚为什么锰的沉积会促进304/316发生严重的孔蚀和缝隙腐蚀。一种机理是MnO,沉4 积物与其下面的金属表面之间形成电偶,破坏了保 护膜(与Mns包裹体类似,氯化物水解造成酸性环 境并发生孔蚀。另一种稍有不同的说法是强氧化剂 如氯或某种微生物可以将二价锰离子氧化成四价或 七价的高锰酸盐.因为后者使开路电位高于孔蚀电 位,这种局部的环境促进了氯离子的侵蚀性。2.2冷却水中的氧离子限度涉及冷却水系统中304/316不锈钢应用的一个 最常见问题是.为了避免L蚀和缝隙腐蚀,可容忍的 氯离予浓度是多少?几十年来.在文献中能见到一般 的导则.但没有特别的推荐标准,各方提出的限度相 差甚远,近期还无法统一。美国钢铁研究院1974年的一篇论文建议.304在水中通常可接受高至1000mg/L的氯离子,大于 这个限度就应该用316。同时也报导,只要保持高度 清洁,304可在数千m异/L氯离子的水中使用。1979年INCO表示,60和pH 4.O6.O时,100m以的PREN=1%Cr+33%Mo+16%N从这个公式可见,Mo对耐氯孔蚀的贡献大于 cr的3倍。另一种评估各种不锈钢在古氯离子水中 耐局部腐蚀的指标的是根据AsTM G48得出的临界 孔蚀温度CCT(Critical Crevice Temperatllre。 万 方数据工业水处理2007一09,27(9 鲍其鼐:氯离子与冷却水系统中不锈钢的腐蚀袁1推荐的不同温度和材质下的氯离子限度 mL 照氏 锈钢定 2声-一一 一寸 ,一 :素体, .!i .。一A双炼钢形 904L k 17I一7!靶二,|, P耐孔蚀当量数(cr+33Mo+16M图3各种不锈钢CCT、PREN和氯离子限度的关系 有关不锈钢应用时的氯离子浓度,某些行业有 自己的非官方的限度。美国合成氨工业确定500 mL氯离子是316不锈钢避免孔蚀和应力腐蚀开 裂(scc一个合理的限度:而美国许多炼油厂在冷 却水氯离子质量浓度为5001000mL时几乎没 有问题.当然这是水走管程可保持一定流速时的情 况。根据国内实际经验,笔者认为.只要系统设计合 理,化学处理的缓蚀、阻垢效果明显,微生物污垢得 到控制.设备金属表面清洁,在有304/316的冷却水 系统中500700m叽的氯离子是可以接受的。其 中化肥、化工、炼油等可能因工艺介质泄漏造成微生 物污垢的系统可严一些,电力等微生物问题较易控 制的系统可宽一些。上述情况表明,虽然近年来人们对冷却水系统 中氯离子诱导不锈钢腐蚀做了大量工作.也取得了 相当的进展,但还是无法确立可以避免冷却水中不 锈钢局部腐蚀的氯离子限度标准。事实上这也可以 理解,因为影响因素太多.无沧实验室还是现场均有 可能得出一些片面的结果。设备用户为了安全要求 把氯离子限制严一些,水处理人员为r节水觉得没 必要,一个不是“高科技”的问题就这么卡住了。 3正确对待氯离子的负面效应综述了有关氯离子与冷却水系统中不锈钢腐蚀 的研究进展后.笔者将自己的看法简述如下。(1关于限制冷却水中氯离子浓度。氯离子不可避免地会引起冷却水中304/316这 一类不锈钢的局部腐蚀,包括孔蚀、缝隙腐蚀、应力 腐蚀开裂等等,这一点已确认无疑。通过限制氯离子 浓度来解决这一问题是很合理的想法。但是,补水中 的氯离子是自然界的客观存在。面对高氯离子浓度 的补水.如果一定要限制冷却水中的氯离子浓度,只 能花高价纯化补水.或者低浓缩运行造成水资源的 浪费。因此,必须在环境、费用、效果之间作出综合平 衡限制冷却水中氯离子浓度不应是解决冷却水系 统中不锈钢腐蚀的唯一对策。(2保持设备表面清洁与合适的水流速度和温 度是控制不锈钢腐蚀的关键。300系列不锈钢之所以耐蚀,是因为有一层超 薄的、肉眼实际上看不见的氧化铬薄膜。膜的破损是 腐蚀的开始,保护这层膜是缓蚀的关键。当环境有助 于保持钝化时.不锈钢合金发生局部腐蚀的可能性 就大大降低。因此,必须采用合适的化学处理方案, 解决好冷却水系统中的腐蚀、结垢和微生物问题,保 持没备表面清洁以降低不锈钢合金局部腐蚀可能 性。同时,由于水相中的氧是保持不锈钢钝化的基 础,当不锈钢表面比较清洁,而又处于流水中时其耐 蚀性最强。所以,在工艺设计时应尽量避免采用慢流 速而又易产生死角的不锈钢壳程换热器。保持设备 表面清洁与合适的水流速度和温度是控制氯离子引 发不锈钢局部腐蚀的重要关键。(3设备材料的选择与改进。E.Robert等指出.一般来说,近代的产品会优 于过去的产品,但对300系列不锈钢耐氯离子腐蚀 却并非如此。这主要是起因于熔炼工艺的进步和生 产厂商经济上的竞争。由于广泛使用氩氧脱碳5童 磕 鞋 卅 键 薜 酱 基 碚 睬 罂 万 方数据专论与综述 （），有助精确控制各种合金元素（、 、），现在生产的合衾所含的元素伉就 非常接近所规定的低限（见表）。例如，年 前含铬约，的钼含量接近。而现 工业水处理，（） 在的铬刚过，而的钼已低 。这 屿年的镍含量降低了近则降了超过 的镍和的铬。这些元素量的降低直 接影响了系统不锈钢的耐蚀性。 表不锈铜的组成（质量分数） 注：单一值丧示上限。 但在另一方面，人口对耐蚀合金的研发从未停 止。一（）等一 平衡在一些关键部位提高设备的制质也是可取的。 参考文献 ， 【 他，（，（ ） 陀 系列耐海水腐蚀的奥氏体不锈钢已经投入应用。笔 者认为对于补充水氯离子高的系统，为了节水并保 护环境经综合平衡，在一些关键部位提高设备的材 质也是可取的。 结束语 ）不锈钢合金依靠一层超薄的氧化铬薄膜抵御 腐蚀当冷却水中的材料冈贫铬、或其他因素引起氧 州，煳 乳越驰吐协 咖叩， 齐冬于敞开式循环玲却水系统的化学处理第版北京： 化学工业出版社，（劬： 州。 艰 皿 删 一 啪舶 】 化膜破裂时，蚀、缝隙腐蚀、应力腐蚀开裂等局部 腐蚀就开始了。 ）冷却水中氯离子的存在是不锈钢局部腐蚀的 决定性因素。维持冷却水的一定流速（ ）和 温度，消灭滞留（死水）区，控制微生物污垢和其他沉 积，保持清洁的金属表面是减轻冷却水中氯离子引 发不锈钢局部腐蚀的关键。 “ “ ，儿 叽叩五肿 岍，： 【 卅 斌。“，：“ “柑 【 ： 】 】州衄 嗍肼 【 。眦曲 ）删叫 ，（）：一 （由于影响因素众多，要确定冷却水系统中不 发生不锈钢局部腐蚀的氯离子浓度标准是困难的。 根据实际经验，笔者认为，只要系统设计合理，化学 处理的缓蚀、阻垢效果明显，微生物污垢得到控制， “舻 “ 佃正 。，嶝 舢 一 】 乩 雌【甜【）（）， 设备金属表面清洁，在有的冷却水系统中 一 的氯离子是可以接受的。 作者简介鲍其鼐（一），年毕业于复月大学化学系，砸 上教授级高工，上海右化原科技开发公司总程师，中 国化学会理事兼丁业水处理专、委员会副