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水垢及其控制 第一节 水垢析出的判断 水垢 天然水中溶解有各种盐类，如重碳酸盐、碳酸盐、硫酸盐、氯化物、磷酸盐、硅酸盐等，其中以溶解的重碳酸盐如Ca（HCO3）2、Mg（HCO3）2最多也最不稳定，容易分解生成碳酸盐。因此，如果使用重碳酸盐含量较多的水作为冷却水，当它通过换热器传热表面时，会受热分解 冷却水通过冷却塔时，相当于曝气作用，溶解在水中的CO2会逸去，因此，水的PH值会升高，此时，重碳酸盐在碱性条件下也会发生如下的反应 当水中溶有大量的氯化钙时，还会产生下列置换反应 如水中溶有适量的磷酸盐时，也会将氯化钙转化成磷酸钙，其反应为 上述一系列反应中生成的碳酸钙和磷酸钙均属微溶性盐，它们的溶解度比氯化钙和重碳酸钙要小得多，在20℃时，氯化钙的溶解度是37700mg/L。在0℃时，重碳酸钙的溶解度是2630mg/L，而碳酸钙的溶解度只有20mg/L，磷酸钙的溶解度是0.1mg/L。同时它们的溶解度与一般的盐类不同，不是随着温度的升高而升高，而是随着温度的升高而降低，因此，在换热器传热表面上，这些微溶性盐很容易达到饱和状态，由水中结晶析出，当水流速度比较小或传热面比较粗糙时，这些结晶沉淀物就容易沉积在传热表面上。 此外，水中溶解的硫酸钙、硅酸钙、硅酸镁等，当其离子浓度的乘积超过其本身溶度积时，也会生成沉淀，沉积在传热表面上。 这些沉积物在换热器传热表面上形成了通常所称的水垢，因为这些水垢由无机盐类组成，又称为无机垢，由于这些水垢结晶致密，比较坚硬，称为硬垢。 大多数情况下，换热器传热表面上形成的水垢以碳酸钙为主，因为在0℃时硫酸钙的溶解度是1800mg/L，同时一般天然水中，溶解的PO43-盐较少，因此，除非在水中投加过量的磷酸盐，否则磷酸钙水垢出现得也较少。 碳酸钙饱和指数 　　L．Ｓ．Ｉ＝ＰＨ－ＰＨｓ＞０　　结垢 　　L．Ｓ．Ｉ＝ＰＨ－ＰＨｓ＝０　　不腐蚀不结垢 　　L．Ｓ．Ｉ＝ＰＨ－ＰＨｓ＜０　　腐蚀 饱和PH（PHs）的计算 PHs=（9.3+A+B）-（C+D） 式中：A---- 总溶解固体系数 B---- 温度系数 C---- 钙硬度系数 D---- M碱度系数 系数换算表 总溶解固体（ppm） A 温 度 （℃） B 钙硬度（ppm） C M碱度 （ppm） D 50-350 0.1 0 2.6 10 0.6 10 1.0 400-1100 0.2 2 2.5 12 0.7 12 1.1 7 2.4 14 0.8 14 1.2 10 2.3 18 0.9 18 1.3 14 2.2 23 1.0 23 1.4 18 2.1 28 1.1 28 1.5 22 2.0 35 1.2 36 1.6 28 1.9 44 1.3 45 1.7 32 1.8 56 1.4 56 1.8 38 1.7 70 1.5 70 1.9 44 1.6 88 1.6 83 2.0 51 1.5 100 1.7 111 2.1 57 1.4 139 1.8 140 2.2 64 1.3 175 1.9 177 2.3 72 1.2 230 2.0 230 2.4 80 1.1 280 2.1 280 2.5 350 2.2 360 2.6 440 2.3 450 2.7 560 2.4 560 2.8 700 2.5 700 2.9 870 2.6 800 3.0 1052 2.7 稳定指数 R．Ｓ．Ｉ＝2ＰＨｓ－ＰＨ＜６　　结垢 R．Ｓ．Ｉ＝2ＰＨｓ－ＰＨ＝６　　不腐蚀不结垢 R．Ｓ．Ｉ＝2ＰＨｓ－ＰＨ＞６　 腐蚀 有人根据实际操作经验，提出操作时控制水的实际PH=PHs+1，即允许饱和指数在+1的条件下进行操作。 第二节 水垢控制 考虑控制水垢方案时，要结合循环水量大小，要求如何，药剂来源等因地制宜地选择方案。 从冷却水中除去成垢的Ca2+离子 水中Ca2+离子是形成碳酸钙的主要原因，如能从水中除去Ca2+离子，使水软化，则 碳酸钙就无法结晶析出，也就形不成水垢。方法有两种： 离子交换树脂法 离子交换树脂法：水通过离子交换树脂，利用树脂的特性，将Ca2+离子从水中置换出 来，是Ca2+吸附在树脂上，达到除钙的目的。所谓离子交换树脂就是一种不溶于水的酸（阳离子交换树脂）和不溶于水的碱（阴离子交换树脂）。用树脂交换法软化水，成本较高。 石灰软化法 补充水未进入循环系统之前，在预处理时就投加适量的石灰，让水中Ca2+离子在澄清 池中预先反应成碳酸钙析出，从而除去水中Ca2+离子。 投加石灰，所耗成本低，原水含钙