封闭式冷却塔的清洗

　　与开式冷却塔相比，闭式冷却塔具有节能、用水量少、安装方便、维护成本低、对冷却设备无污染等优点。下面介绍清洗闭式冷却塔的方法和要点，供相关专业人员参考。

　　1封闭式冷却塔的原理。

　　闭式冷却塔是将盘管(管式换热器)放置在冷却塔内，在风机的作用下，通过空气和水与盘管内的水进行热交换，从而将热量带到大气中。简单来说，就是内环和外环。

　　内循环：内循环水在泵的作用下冷却设备或物料，然后返回冷却塔盘管冷却，再冷却设备或物料。形成闭环系统。

　　外循环：外循环水在冷却塔自身泵的作用下，由布水器喷洒在盘管外表面。在水和风的共同作用下，带走盘管内内循环水的热量，降低内循环水的温度。在环境温度较高的情况下，应同时进行内循环和外循环。温度不高，只需要一个内循环。闭式冷却塔的主要核心部分是盘管，有的有填料，有的无填料。

　　2项目现场闭式冷却塔现状。

　　现场封闭冷却塔已运行多年。由于运行过程中空气中的灰尘、杂物，补充水中的盐类、悬浮物，系统自身产生的煤泥、细菌、藻类、结垢、腐蚀产物等堆积或附着在闭式冷却塔的外循环系统上。PVC散热片上的水垢已经达到2 ~ 4 mm，基本堵塞散热片。铜盘管外部硬垢1~2mm，严重影响传热。入口格栅积尘严重影响通风；箱体腐蚀严重，特别是迎风面卷边和风道铁板腐蚀。箱体镀锌层也部分腐蚀。由于结垢严重，影响正常生产，为节能、稳定、安全运行，决定对闭式冷却塔进行清洗。

　　闭式冷却塔盘管为铜管，集水盘和壳体为镀锌铁板。由于镀锌铁板腐蚀严重，部分镀锌层已损坏，散热片为PVC。根据氧化皮样品分析，氧化皮的主要成分是CaCO、MgCO、mg  (oh)和一些铁锈，主要是冷却塔外循环水不断蒸发浓缩造成的，线圈上的一些铁氧化皮来自锻造厂的粉尘。

　　3现场清洁条件。

　　清洁现场没有热源。即使向外加入热水，由于闭式冷却塔的外循环是开式循环，水温也会迅速下降。

　　4清洁方案。

　　4.1酸洗化学品的选择。

　　该系统的材料为铜/铁/锌组合型。首先要考虑水箱是镀锌钢板。锌是一种非常活泼的两性金属，对酸碱非常敏感。用无机酸清洗会破坏镀锌层，大大缩短设备的使用寿命。当锌用无机酸洗涤时，将发生以下取代反应。锌2h=锌2 H。

　　因为铁板本身腐蚀严重，锌层已经被破坏，保护锌层的问题也就解决了。

　　4.1.1试件及其处理。

　　测试片材料为2mm厚的铜板，尺寸为50mm25mm。试验前，按一般腐蚀试验方法要求进行打磨，用无水酒精清洗两遍，干燥后存放于干燥器中备用。腐蚀试验后，用水冲洗，用滤纸吸水，用无水乙醇浸泡，干燥，称重。

　　4.1.2清洁剂。

　　盐酸和氨基磺酸分析纯制得所需质量分数，用氢氧化钠溶液标定质量分数。

　　4.1.3腐蚀试验。

　　采用失重法测量和计算铜的腐蚀速率。每次将400毫升酸溶液加入500毫升烧杯中，并将4个称重的铜片放入每个测试组中24小时。

　　在有氧条件下，盐酸对铜的腐蚀也很大，密闭冷却塔中的铜管完全暴露在空气中，所以用氨基磺酸清洗密闭冷却塔更安全。

　　4.1.4氨基磺酸与水垢的反应机理。

　　选择无色无味的氨基磺酸(NHSOH)作为清洗剂。氨基磺酸对金属的腐蚀性很小，与金属氧化物、氢氧化物、碳酸盐反应生成可溶性盐，因此能去除氧化皮、氧化锈，适用于各种金属材料的清洗。氨基磺酸与各种水垢的反应如下：

　　caco2nhsoh=ca(nhso)hoco，

　　mgco2nhsoh=mg(nhso)hoco，

　　ca(po4)26nhsoh=3ca(nhso)2hpo4，

　　feo6nhsoh=2fe(nhsoh)3ho，

　　费奥2nhsoh=fe(nhso)ho。

　　在清洗过程中，消耗的氨基磺酸质量分数与水垢厚度有关。根据理论计算，1公斤碳酸盐垢需要2公斤氨基磺酸。

　　4.2缓蚀剂的选择。

　　Lan-826多用途酸性缓蚀剂可清洗碳钢、不锈钢、铜、铝等有色金属及其不同材质的连接结构。因此，二次清洗的冷却塔为铜/铁/锌材质，本次清洗选用兰-826多用途酸缓蚀剂。

　　4.3钝化剂的选择。

　　众所周知，纳米是一种很好的钝化剂。但由于其毒性大，进入水体时对环境的破坏大，所以要慎重选择。本次清洗选用NHSOH，清洗后的废液可以处理纳米和钝化液废液。反应如下：NaNO NHSOH=NaHSO4 HO  N。

　　5清洗方法。

　　由于选用氨基磺酸作为清洗剂，水垢层厚，现场无法升温等。为了缩短清洗时间，减少化学品的消耗，采用了物理清洗和化学清洗相结合的清洗工艺。首先用物理方法抖落填料层中的水垢，用高压水枪冲洗填料、盘管和积水箱，然后进行化学清洗。其过程如下：打开密闭塔上的风机，使填料干燥用机械方式抖落填料层中的水垢清洗填料， 盘管和水箱用高压水枪清洗清洗后注入新水开启闭式冷却塔外循环泵循环5min加入缓蚀剂后加入氨基磺酸清洗(4 ~ 6h)根据盘管的清洗情况和pH值判断是否继续加酸将酸洗废水排至集水箱水洗后注入新水加入新水。

　　5.1物理清洗。

　　物理清洗的目的是去除大部分细菌、藻类、污泥和软垢。清洗前，关闭闭式冷却塔外的循环水泵，仅在风机开启的情况下运行2h，以干燥散热片的粘泥，使其失去粘性，便于抖落填料层的水垢。物理清洗前，应堵塞泵入口和排水管入口，防止炉渣进入管道。操作时，用木棒搅动填料块，打碎干燥的水垢，然后用高压水枪清洗填料和盘管。至于盘管，只需要把浮尘冲走，因为用高压水枪清洗要花很多时间，即使把外部铜管上的水垢冲走，内部还是需要化学清洗。

　　5.2化学清洗

　　目的是通过加酸去除系统中的水垢。化学清洗前，将碳钢试件和铜试件挂入水箱。同时添加缓蚀剂，减少酸洗过程中闭式冷却塔的腐蚀。干净的水可以注入系统，泵不吸入空气。启动闭式冷却塔的循环泵，将缓蚀剂慢慢倒入靠近泵的进水口。缓蚀剂在系统中均匀循环后，将溶解的氨基磺酸钠慢慢倒入靠近泵的入口。首先加入计算总量的60%，然后根据pH值的变化加入，所以每次不要加太多酸。前期控制pH为1，酸质量分数为5% ~ 7%，后期控制pH为0。在实际清洗过程中，当pH上升到3时，氨基磺酸基本消耗殆尽，需要不断添加才能恢复清洗能力。pH测量频率：(1 ~ 2)次/30分钟。

　　酸洗后，用高压水枪清洗盘管，废酸排放到处理槽中，用于钝化液废液的后续处理。欢迎学习“数据中心基础设施运营管理”。水箱中的废酸液排出后，注入清水，打开循环泵，5min后排出。由于闭式冷却塔中的排污阀很小，排放很慢，所以每次都用潜水泵同时排水。如果水浑浊，反复冲洗，直到水变清。

　　5.3钝化

　　钝化的目的是在不同金属材料制成的设备表面形成致密的防腐膜。将水槽装满干净的水，足够循环使用。启动系统中的循环泵，用NaOH调节pH至10，然后加入质量分数为1.5%的钝化剂NaNO，持续4h。

　　5.4废液处理。

　　钝化废液排放到处理槽中并搅拌。分析了亚硝酸盐，但没有检测到亚硝酸盐。如果仍检测不到，应根据亚硝酸钠的量在1:141处添加氨基磺酸。用烧碱溶液(6 ~ 9)调节废酸的酸碱度，排入污水处理池。

　　6清洁效果评价及建议。

　　6.1清洁效果。

　　(1)腐蚀速率。采用失重法测定清洗槽内悬挂的铜、铁试样的腐蚀速率：碳钢的腐蚀速率为1.57g/(mh)；铜的腐蚀速率为0.12克/(米小时)。

　　(2)除垢率。表面厚度为(1-2)毫米的原始氧化皮基本被去除。目测除垢率达到95%，盘管外壁无腐蚀。

　　(3)水温变化。清洗前内循环水温度为43，清洗后为29.8。

　　6.2建议

　　建议使用这类设备的用户采用无填料的封闭式冷却塔。封闭式冷却塔主要依靠水分蒸发带走热量。与带填料的闭式冷却塔相比，无填料的闭式冷却塔在相同换热速率下盘管面积更大，外循环水温度更接近局部湿球温度，冷却效果更好，无填料堵塞。

　　使用封闭式冷却塔时，必须保持良好的水质。用户在购买闭式冷却塔时，要求厂家在外循环水的水管上加装电磁除垢仪器，使水质不易形成硬垢和粘附在盘管上，从而减少清洗次数。