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冷卻水塔清洗

冷卻水塔清洗

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冷卻水系統常出現的一般問題

 

                                                   

■前言:
一般冷卻水所採用的水源主要來自地下水或自來水,水中含有甚多之溶存固體物隨著補充水進入系統,當冷卻水循環使用,濃縮倍數逐漸升高,或系統流程溫度過高,冷卻水之水溫跟著升高,則水質會逐漸變化,當冷卻水中礦物質濃縮超過其在水中之溶解度時,水垢因而產生,間接造成管路有效流通截面積縮小甚至堵塞,水垢的形成將直接影響熱傳效率以致冷卻能力降低,不論其維護或是事後處理都是非常麻煩與耗用資源,冷卻水系統對許多空調及工廠製程影響很大,若冷卻水系統加以適當之處理,則可避免因冷卻水系統而造成之困擾,系統因水垢或污垢之聚積附著在熱交換器表面而導致熱交換效率降低,進而使熱交換器產生結構腐蝕,粘泥及微生物大量繁殖,不但耗損能源,降低產能,增加設備維護費用,萬一因而造成機主停車則損失將更大,如能有效降低水垢的形成,將提高設備之效率,勢必對能源節省及降低消耗成本會有極大的幫助,因此冷卻水系統之正常保養是非常重要的,一般常見問題不外乎是結垢、腐蝕、粘泥、微生物。

■水垢:
水中溶解性離子(碳酸鹽、矽酸鹽、磷酸鹽、硫酸鹽…)進入冷卻水統後經蒸發濃縮,水離子濃度增加, 水離子濃度增加, PH值和溫度等因素之變化,使離子過飽和而生成水垢如:碳酸鈣CaCO3、磷酸鈣Ca3(PO4)2、矽酸鈣CaSio2、硫酸鈣CaSO4…等,水垢厚度越厚,耗電量越高。


■水垢的種類:

1.
碳酸鹽:在一般冷卻水系統中最常見的水垢是碳酸鈣。
2.
磷酸鹽:為防蝕防垢有時會投加聚磷酸鹽,當水溫升高時聚磷酸鹽會水解成正磷酸鹽/鈣。
3.
矽酸鹽:矽酸鹽垢循環冷卻水中,SiO2含量過高,加上水的硬度較大時所產生矽酸鈣。
4.
硫酸鹽:硫酸鈣在98℃以下是穩定的二水化合物(CaSO4‧2H2O)所產生硫酸鈣。


■水垢造成危害之將會造成下列不良影響:
水垢沈積在熱交換器管路內會造成冷卻系統的熱交換不良、主機效率降低及熱傳導效率不良或傳熱不均、浪費電力外、甚至設備跳機使得工廠非計劃性的停止運轉,導致產能延誤及營收損失。管路水垢造成的堵塞更會降低冷卻水的流量及輸水能力,且加重泵浦的動能消耗,因而加速設備損壞,系統縮短壽命,折舊率提高。水垢積累所致水質急速惡化、易滋生菌類危害人體健康。其沈積物更會使得冷卻設備金屬部份容易腐蝕並且降低腐蝕抑制劑的效果。

水垢厚度造成之電力耗損率
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水垢厚度(mm)
電力損耗(%)
0.3 mm
10 %
0.6 mm
20 %
0.9 mm
31 %
1.2 mm
42 %
水垢增厚阻塞, 熱交換效率下降增加電力損耗

中央空調系統保養是使用者最關心的問題,正常使用應一年保養1~2次。

■腐蝕:
水中含有溶存氧及各種腐蝕物而產生腐蝕,例如水塔中,砂礫,塵埃,水垢,微生物等不溶性物質組成的懸浮物容易在熱交換器表面生成鬆散的沉積物,引起垢下腐蝕,冷凝器銅管附著水垢會造成電位差不平衡,導致點蝕問題發生,嚴重時更有破管之虞及由青苔的死亡腐敗物轉化成有機酸進而形成酸性腐蝕。

■黏泥:
微生物黏泥腐蝕一部份好氧性微生物存在水中會含有硫的成份,或厭氣性微生物因具備生長於沉積物或水垢污泥底下繁衍的特性,這些生成都會轉化為鹽酸或硫化氫,直接或間接影響金屬材之腐蝕;最常被提及到的微生物腐蝕還包括有硫酸根還原菌,酸產生菌鐵沉積細菌、黏泥生成菌等微生物的代謝物或引起的結垢或沉積,將引起或加速局部的腐蝕,容易沈積在熱交換器管路內造成熱交換不良,皆會影響系統效率,甚至跳機,嚴重時會影響管路。

■微生物:
卻水中的微生物一般是指細菌和藻類在補充水中,一般來說細菌和藻類都較少,但在循環水中,當水在塔中蒸發後,冷卻水中所含有之有機物、無機物、微生物濃度均已增加,由於溫水,加上有機物及無機物之營養劑成分的濃縮及和日光照射,以及溶解氧充足,溫度適宜(一般25~45℃),提供了微生物良好之成長條件,這些微生物提供一個優質的生長環境,給細菌和藻類創造了迅速繁殖的條件,許多微生物(包括細菌、真菌和藻類),能夠在此條件下生長繁殖大量細菌分泌出的黏液和藻類產生的粘性物質就像粘合劑一樣,能使水中漂浮的灰塵雜質和化學沉澱物等粘附在一起,形成粘糊狀的沉澱物粘附在換熱器管壁上的生物粘泥,除了會對設備管道造成微生物腐蝕外,還會降低換熱器的冷卻效率,甚至堵塞設備管道,迫使企業臨時停產清洗,因此應定期對冷卻水系統進行化學清洗,清除污垢及微生物粘泥預防腐蝕。

 

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開放式冷卻水塔
散熱材嚴重結垢
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散熱材青苔與水垢
散熱材鐵銹


 

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碳酸鈣垢0.3mm
碳酸鈣垢2.35mm


 

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矽酸鈣垢1.3mm
硫酸鈣垢10mm


 

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污泥垢


 

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青苔與淤泥
銹水


 

冷卻水全系統清洗標準作業流程(SOP)
■清洗順序流程示意圖:
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使用酸洗劑清洗前須先調查水循環系統的水質狀況,鑑定水垢的性質,再選擇適當的洗淨劑。


■清洗流程:
1.請先清洗掉冷卻水塔系統底部水槽中泥沙、藻類(青苔)、腐蝕污垢,將廢水排出。 2.再注入清水至冷卻水塔內之正常可循環水位,並加入所需要之SK-130水垢軟化劑藥量後使之循環至系統中,再以正常使用時間循環浸置軟化一段時間約以2~7天通過向循環系統清除循環水中的有機黏泥物質分解且可使無機水垢使之鬆軟。(緊急修護可省略)3.加藥後此時要注意、冷卻塔洗滌過程中若有特殊因素所產生的過量泡沬時可加入SK-135消泡劑以總水量0.1~0.3%或1RT(噸)以3-5cc劑量即可抑劑泡沫。4.依時間軟化完成後將冷卻水塔軟化劑廢水排出,再以清水注滿冷卻水塔後利用重複循環更換清 水沖洗全系統管路循環換水至水質呈中性PH=7,並檢查冷卻系統之灑水桿、盤及Y型過濾器是否有處塞不溶物質並拆解加以清除雜垢。(緊急修護可省略)5.全系統(冷卻水塔)清洗,請將冷卻水塔水量排放至可循環之水位,關掉補給水,再先行加入SK-131滲透劑至冷卻水塔系統中加以循環10-15分鐘。(一般定期保養可省略)6.再依本公司各種管路洗管劑藥劑建議配比投藥量投入系統清洗使用。7.清洗過程中需分數次緩慢投入管路洗管劑,每次以20~30分鐘或一段時間並測試濃度。8.洗滌過程中若有特殊因素所產生的過量泡沬時可用SK-135消泡劑以總水量0.1~0.3%或1RT(噸)以3-5cc劑量加入即可抑劑泡沫。9.判斷是否清洗完成有三種參考模式:(1) 水垢酸洗判斷劑分階段測試,必須維持黃綠色20~30分鐘不變。(2) 觀察冰水機高壓降至12-15。(3) 落地式箱型冷氣系統之高壓液體銅管手握溫約35-40℃也代表管路清洗乾淨。      10.待確認洗淨後,關掉循環馬達,將污濁廢液全部排出。再以清水注滿冷卻水盤後重複循環換水數次後,將中和劑分多次漸進酌量添加,以防PH急速改變,並將管路內殘留酸加以脫洗中和水質以利縮短換水時間及穩定水質,確認水質恢復中性PH-7或PH-9(以試紙測試)後即可停機。11.檢查冷卻設備系統之灑水桿.盤 及 Y型過濾器是否有處塞不溶物質並拆解加以清除雜垢。12.開機重新恢復主機正常系統運轉,事後整理及周圍環境清潔,清洗工作即可完成。13.倘若系統高壓仍然偏高,需檢查其他系統狀況的問題。附註:本公司建議遵循SOP標準作業程流程保養,如不需使用軟化劑軟化水垢時可省略2~4項。

■注意事項:
1.常因系統清洗及使用期間長短不一結垢多寡不易鑑定,管路洗管劑的需要量,請多準備一些量以備不時之需,以免影響清洗過程中水垢過多清洗事半功倍及浪費相關作業程序及時間。2.長期未清洗,水垢積厚嚴重者,清洗用藥量成正比,清洗時間需延長,如未達理想則須再度清洗,但風險隨之增加!3.使用藥劑用量的多寡,請詳知上次清洗到現在的時間間隔及採用何種方式的清洗如果您需要技術上的協助或是有任何問題,請與我們連絡。※本公司建議負責操作人員須遵循SOP處理作業才能經由正確處理以利達成最佳清除洗淨效果。

操作化學藥品注意安全事項:
1.操作化學藥劑,穿戴適當的防護衣物且務必戴上護目鏡、橡膠手套,噴濺皮膚請立即清洗。2.軟化劑(A劑)為鹼性,對金屬無侵蝕性可長時間浸泡軟化處理。3.管路洗管劑(B劑)為酸性,需留意清洗之時間不宜可長時間浸泡時間過久。4.軟化劑屬鹼性、洗管劑屬酸性此兩種藥劑請勿同時混合使用。5.化學藥劑為強酸鹼性,請先處理後再排放。6.用完之化學品空桶請勿隨意丟替及裝填食用食品以免發生危險。7.在未經建議下勿混用不同廠牌化學藥劑。8.水垢嚴重者需增加用量或多次清洗。9.對於老舊機具設備系統之管路內可能會有腐蝕及氫脆狀況,特別留意清洗的風險。
 
冷卻水塔正常保養散熱才保持良好冷卻系統長期未清造成散熱填充材塌陷
 
冷卻水系統長期未清洗產生大量嚴重汙垢冷卻水系統長期未清洗產生大量嚴重汙垢

參考以下三種模式皆為水垢清洗完成:
洗水管,洗水塔,高周波水管清洗,清洗水管,管路清洗,水垢清洗,熱水量小,更換冷熱水管,冷卻水塔清洗,全戶式濾水器,水塔過濾器,淨水器,RO純水機,電解水機,能量水機洗水管,洗水塔,高周波水管清洗,清洗水管,管路清洗,水垢清洗,熱水量小,更換冷熱水管,冷卻水塔清洗,全戶式濾水器,水塔過濾器,淨水器,RO純水機,電解水機,能量水機
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