专利名称：工业冷却水系统的防腐防污方法
技术领域：
本发明涉及一种工业冷却水系统的防腐防污方法，更具体地说，本发明涉及一种工业冷却水系统防止细菌、水生生物和藻类繁殖以及防止冷却器被腐蚀的方法。
现有的工业冷却水系统通常用氯和杀菌灭藻剂来杀死细菌、水生生物和藻类，以控制它们的繁殖。
在酸性或中性条件下，用氯效果较好，但是工业冷却水一般都呈微碱性，pH值一般在8-9范围内，因为次氯酸盐比次氯酸的杀灭效果差得多，因此不能有效地杀灭细菌和水生生物。此外，国产加氯的设备运行的可靠性比较差，维护工作量大、费用高。
通常间歇性地将杀菌灭藻剂加入工业冷却水中杀菌灭藻，但水生生物一旦成虫，抗药性会增强，尤其是软体水生生物，更难有效地杀死。而且一旦终止加药，水生生物又会滋生。尤其是以地表水为补给水的工业冷却水系统，效果更差。所以该方法的费用很高。
如果不能有效地杀灭工业冷却水系统中的微生物，它们会以粘垢的形式沉积在热交换设备上，造成冷却效率降低。且容易对热交换设备产生细菌腐蚀，使热交换管在短期内穿孔报废，使动力设备不能安全经济地运行。
冷却器特别是电力和化工行业的蒸汽冷却器(也称凝汽器)多采用铜合金管材、水室管板、凝汽器多采用碳钢板，如果不采用可靠的防腐措施，铜管和板材会提前腐蚀穿孔，造成细菌腐蚀。通常胀口处电偶、缝隙、细菌腐蚀往往更加严重，如果只采用涂料防腐，一旦涂料脱落，将会产生“大阴极小阳极”现象，使局部腐蚀更如严重。此外，管口还极易产生冲击腐蚀。
在以海水为冷却水的介质中，通常用锌合金或铝合金为牺牲阳极材料，进行阴极保护，但由于地表水(非海水)的含盐量较低、导电性差，上述牺牲阳极材料与铜铁的有效电位差较小，会在表面产生钝化层，使溶解性变差，往往不能达到免蚀状态(即热力学稳定状态)，因而达不到理想的防腐效果。
本发明的目的在于提供一种新的防止工业冷却水系统细菌、水生生物等繁殖的方法，因而可防止冷却器表面发生粘垢沉积和细菌腐蚀，提高热交换设备的传热效率，延长设备的使用寿命。
本发明的另一个目的在于提供一种防止热交换器的管、板、水室产生电偶、缝隙、细菌腐蚀以及管口产生冲击腐蚀的方法，以减轻管端、胀口处的腐蚀，防止冷却器泄漏，延长热交换设备的使用寿命。
本发明的目的是这样实现的，首先在工业冷却水系统易产生细菌腐蚀的凉水塔集水池、热交换器的水室、工业水进水管道等部位涂刷一层或多层防腐涂料，在上述防腐涂料上面再涂刷一层或多层带有毒料的防污涂料，防腐涂料和防污涂料的厚度可根据防腐防污期限及防腐防污涂料的种类而定。
所采用的防腐涂料是市场有售的防腐涂料，可以是环氧煤沥青、乙烯类涂料。例如8 防锈涂料，防污涂料是市场有售的、由毒料、其它填料和稀释剂组成的防污涂料，包括主要成分是有机锡类、无机防漆和低表面自由能防污漆的防污涂料。有机锡类可以是三苯基锡、三烷基锡，无机防污漆可以是铜粉、氧化亚铜、无水硫酸铜及其它铜的化合物。例如71-33 防污涂料。
由于换热器一般采用铜合金换热管，而进出水室及管板往往采用钢材，常用的锌、铝及其合金一般只适于海水对铜合金及钢铁的牺牲阳极保护，而对非海水工业冷却水系统，碳钢板往往达不到保护电位，效果较差，管口出常有冲击的腐蚀发生，胀口处也有腐蚀泄漏。为此本发明的方法在上述防腐防污措施的基础上，进一步采取了在凝汽器或换热器冷却水进出水室的钢板管板上焊接镁合金的方法，采用这种驱动力(即电位差)较大的镁合金能够保证钢铁达到免蚀(热力学稳定)状态，从而可防止胀口的电偶腐蚀。又因铜、钢铁为阴极，其表明呈碱性，细菌一般无法存活，管口可生成耐冲击的白垩层，主要为钙、镁的沉积物。因而又可防止胀口的缝隙腐蚀和管口的冲击腐蚀等。
这种方法除可防止微生物在其上附着外，还因能向水中溶解释放毒料，因此能有效地防止水中微生物的繁殖与生长，从而保证整个工业冷却水系统及换热设备的清洁。
下面详细描述本发明的工业冷却水系统防腐和防微生物繁殖的方法。
首先用机械或手工方式清理需要进行防腐防污处理的金属或水泥表面，清除污物和腐蚀产物等，然后在待进行防腐防垢处理的金属或水泥表面涂一层或多层作为防腐底漆的防腐涂料，而后在防腐底漆上再漆一层或多层作为防污面漆的防污涂料。
为了加强防腐效果，可在上述待进行防腐防垢处理的金属或水泥表面涂多层防腐涂料，可涂同种防腐涂料，也可以涂不同种类的防腐涂料。同样，为了加强防污效果可涂多层防污涂料，所使用的防污涂料的种类可以相同也可以不同。
上述防腐涂料包括市售的环氧煤沥青或乙烯类涂料。可在上述环氧煤沥青或乙烯类中加入铝粉或锌粉、所加入的铝粉或锌粉的重量百分比为50％左右。
上述防污涂料包括市售的以毒料为主要成分，填料和稀释剂为辅助成分的防污涂料。其中毒料可以是如三芳基锡、三烷基锡的有机锡类、铜粉、氧化亚铜、无水硫酸铜及其它铜化合物的无机防污漆，以及低表面自由能防污漆。
防腐涂料的作用是防止腐蚀，防污涂料的作用是防止微生物附着繁殖。
对不排入环境的工业冷却水(如作冲灰水重复利用)来说，可用含有毒性较大的有机锡类作防污涂料，面对排入环境的工业冷却水来说，可用含有氧化亚铜的低毒性防污涂料。对排放要求相当严格的地区，可用无毒的低表面能防污涂料。防污面积为总通过面积的1-80％，膜厚度为10-1000μm。
涂涂料的方法可以采用现有技术中的任何一种涂涂料的方法，包括喷涂、刷涂、刮涂、滚涂等等。
为了防止一旦涂料剥落而造成的“大阴极小阳极”的现象出现，防止出现严重局部腐蚀，本发明的上述措施的基础上，进一步在凝汽器和换热器冷却水进出水室的钢板上焊接镁合金块，最小保护电流密度对铜为10～300mA/m2，对钢为10～250mA/m2换热器管的有效保护深度取管内径的2～20倍。
所焊接的镁合金块可以有任何形状，其大小可根据防护寿命和保护面积的要求设计，具体地是说，保护寿命越长，保护面积越大，镁合金块的体积也越大，反之，保护寿命越短，保护面积越小，镁合金块的体积也越小。此外，可根据保护电流密度和保护面积的要求选择镁合金块的面积，保护面积越大，保护电流密度越大，镁合金块的面积也越大，反之，保护面积越小，保护电流密度越小，镁合金块的面积也越小。
可在上述钢板上焊接一块或多块镁合金块，并使这些镁合金块均匀分布。
实施例1某火电厂#2机组容量为125MW，以黄河水为工业冷却水的补给水，原设计加氯杀灭微生物。采用本发明的方法在凉水塔、集水池立壁、柱子、工业冷却水进水管沟立壁及凝汽器水室分别涂刷一层8#防腐涂料和一层71-33#防污涂料，总面积约1500-2000m2，至今已运行三年半时间，在未加氯及其它杀虫剂的情况下，始终再未产生水生生物，水清见底，防腐防污寿命至少可达3年。
对比实施例1#1机组与#2机组的容量相同，在实施本发明的方法时，只在凝汽器水室涂刷一层环氧富锌防腐涂料和一层乙烯防污涂料，面积约100～200m2，因而效果不如#2机组理想，原因是Cu2O毒性低，防污面积小，即使投加杀菌灭藻剂，效果仍不够理想，且处理费用很高。
实施例2另一火电厂#3和#4机组容量均为300MW，工业冷却水水源为黄河水，采用本发明的方法在凉水塔、集水池立壁、柱子、工业冷却水进水管沟立壁、顶面及凝汽器水室分别涂刷一层环氧煤沥青防腐涂料和二层72-19#防污涂料，总面积约1500-2000m2，至今已运行3年，在未加氯及其它杀虫剂的情况下，始终再未产生水生生物，水清见底，防腐防污寿命可达5年。
实施例3另一火电厂#3和#4机组的容量均为300MW，工业冷却水水源为黄河水，采用本发明的方法在凉水塔、集水池立壁、柱子、工业冷却水进水管沟立壁、顶面及凝汽器水室分别涂刷一层乙烯防腐涂料和一层乙烯防污涂料、总面积约300-700m2，又在凝汽器上焊接了两块镁合金块，保护电流密度为50mA/m2，运行3年，防腐效果优于上述实施例，但防污效果不如上例。
本发明的工业冷却水系统防止细菌、水生生物和藻类繁殖以及防止冷却器被腐蚀的方法不仅适用于火电厂，适用于化工、食品等行业，凝汽器的牺牲阳极保护同样也适用于其它换热设备。
本发明的防腐及防止微生物繁殖的方法与现有技术相比，具有下列优点1、防腐和防微生物的效果好，提高了冷却设备的传热效率，提高它们的运行可靠性与经济性，且处理费用较低，省去了加药设备。
2、减轻了运行与检修工作量。
3、用镁合金代替锌、铝合金的牺牲阳极保护法可在淡水中使用，表面不会产生难溶的硬壳及溶解不均匀现象。可保证钢铁达到免蚀状态，可有效地减轻铜管及胀口的腐蚀泄漏，延长冷却设备的使用使用寿命。
权利要求
1.一种在工业冷却水系统防止冷却设备腐蚀及防止细菌、水生生物和藻类繁殖的方法，该方法包括在工业冷却水系统易产生细菌腐蚀的凉水塔集水池、热交换器的水室、工业水进水管道等部位涂刷一层或多层防腐涂料，在上述防腐料上面再涂刷一层或多层带有毒料防污涂料。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于防腐涂料和防污涂料的厚度根据防腐防污涂料的种类而定。
3.如权利要求1和2所述的方法，其特征在于防腐涂料是市场有售的防腐涂料，防污涂料是市场有售的防污涂料。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于上述防污涂料的主要成分是有机锡类、无机防污漆的低表面自由能防污漆，有机锡类是三苯基锡、三烷基锡，无机防污漆是铜粉、氧化亚铜、无水硫酸铜及其它铜的化合物。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于上述方法进一步还包括在凝汽器和换热器冷却水进出水室的钢板上焊接镁合金块，使最小保护电流密度对铜为10～300mA/m2，对钢为10～250mA/m2，换热器管的有效深度取管内径的2～20倍。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于上述方法进一步还包括在凝汽器和换热器冷却水进出水室的钢板和管板上焊接一块或多块镁合金块，并使这些镁合金块均匀分布。
全文摘要
本发明涉及一种在工业冷却水系统防止冷却设备腐蚀及防止细菌、水生生物和藻类繁殖的方法,该方法包括:在工业冷却水系统易产生细菌及腐蚀的凉水塔集水池、热交换器的水室、工业水进水管道等部位涂刷一层或多层防腐涂料,在上述防腐涂料面上再涂刷一层或多层带有毒料的防污涂料,并在凝汽器和换热器冷却水进出水室的钢板、管板上焊接一块或多块镁合金块。本发明的方法防腐和防微生物的效果好,提高了冷却设备的传热效率,提高了它们的运行可靠性与经济性。
文档编号F28F19/02GK1204623SQ9710594
公开日1999年1月13日 申请日期1997年7月7日 优先权日1997年7月7日
发明者王廷生 申请人:王廷生