退伍軍人症是一種叫Legionella pneumophila細菌所引起的肺炎症狀,起初因美國退伍軍人在1976年聚會時,造成34名退伍軍人死亡而聞名。因為冷卻水塔是這種細菌的最佳繁殖場所,所以冷卻水塔必須檢測有無這種細菌,發現有的時候,冷卻水塔就必須添加對退伍軍人症有效的殺菌劑。
常見問題
(1) 微生物和粘泥會阻塞水管,降低水流。
(2) 微生物和粘泥會造成熱傳障礙,造成生產瓶頸;也會造成冷卻水塔散水材堵塞,導致冷卻水溫度無法降低。
(3) 有一些微生物本身會造成腐蝕問題(例如:鐵細菌和硫酸根還原菌),微生物粘泥會造成沈積物下方的腐蝕。
(4) 會加速水垢沈積物的生成。
冷卻水常發生的腐蝕有:均勻腐蝕、點蝕(Pitting)、流電腐蝕(Galvanic corrosion)、流蝕(Erosion)、沈積物下方腐蝕(Underdeposit corrosion)、摩擦腐蝕、疲勞腐蝕等。
(1)補給水先經過軟化
(2)加酸降低冷卻水的 pH
(3) 補給水預先過濾或冷卻水做旁流過濾
(4)降低濃縮倍數
(5)添加分散劑抑制水垢沉積
(6)利用旁流過濾器(Side stream filter)降低S.S.
(7)利用Air Bumping 或 Back Wash降低熱交換器沈積物
(1)水質:冷卻水形成沈積問題的主要因素有pH、形成結垢物質的溶解形態及數量、懸浮物狀態及含量、濃縮倍數等等。
(2)溫度:溫度影響結垢及沈積至鉅,溶解度隨溫度升高而降低的物質容易在高溫部位沈積。
(3)流速:殼側冷卻設備通常流速較低,流速低於每秒一呎時,由於懸浮物沈降,容易造成污塞問題。熱交換器冷卻水設計流速通常為3~8呎/秒。
(4)微生物滋長:微生物控制不良易造成黏泥污塞問題。
(5)腐蝕:金屬腐蝕所形成的大量化產物,非但加速腐蝕,也產生沈積問題,干擾熱傳導率。必須留意腐蝕抑制方案的效果。
(6)製程污染:製程洩漏可能導致無機鹽析出或有機物附著。油脂物質附著熱交換表面,會形成油膜,妨礙熱傳導,且黏著其他物質,更加劇沈積問題。
從下表的數據,即可了解。
水垢厚度(mm) |
熱交換率( BTU/ft 2 /F°) |
熱交換損失( %) |
電力損耗率(%) |
0 |
92.77 |
0 |
0 |
0.3mm |
73.68 |
21% |
10% |
0.6mm |
61.12 |
34% |
20% |
0.9mm |
52.20 |
44% |
31% |
1.2mm |
45.60 |
56% |
42% |
1.6mm |
39.52 |
57% |
53% |
(1)Scaling是化學物質過飽合,所造成的結晶性水垢,一般較為堅硬,其水垢分析結果有固定的化學組成。
(2)Fouling是由各種懸浮雜質(SS)沈澱而成,一般較為鬆軟,其水垢分析結果沒有固定的化學組成。
一般常見的水垢沈積物有:碳酸鈣、碳酸鎂、氫氧化鎂、硫酸鈣、矽酸鈉、矽酸鎂等。
(1)會產生水垢沈積(Scale & fouling),造成熱傳障礙和生產瓶頸。
(2)會產生腐蝕(Corrosion)問題,導致生產設備損壞、增加維修和設備壽命提前結束,並造成系統氧化鐵沈積,進而加速並惡化水垢沈積。
(3)會產生微生物大量滋長,導致微生物及其粘泥(slime)堵塞系統、阻礙水流,造成熱傳障礙,並導致水垢和腐蝕問題惡化。