蒸发冷循环水系统（如蒸发式冷凝器、冷却塔循环水）通过水蒸发散热，伴随以下问题：
- 浓缩结垢：蒸发导致水中 Ca²⁺、Mg²⁺浓度升高（浓缩倍数可达 3~5 倍），易形成 CaCO₃、Mg (OH)₂硬垢，附着在换热管表面，降低传热效率（结垢 1mm 可使能耗增加 10%~15%）；
- 腐蚀风险：浓缩的 Cl⁻、SO₄²⁻离子加剧金属管道（如碳钢、铜）的电化学腐蚀；
- 微生物繁殖：湿热环境促进藻类、细菌（如军团菌）滋生，形成黏泥堵塞管道，引发垢下腐蚀。
电解水处理器通过 “电化学除垢 + 电化学杀菌 + 缓蚀” 三重作用应对系统需求：
- 除垢机制：
- 阳极电解产生 ClO⁻、OH⁻等氧化性离子，破坏 CaCO₃结晶链，使其以疏松絮状沉淀（非硬垢）形式存在；
- 阴极释放 H₂，局部 pH 值降低，促使 CaCO₃溶解度提升，同时电极表面形成的氧化膜吸附悬浮物。
- 杀菌机制：电解产生的 O₃、H₂O₂等强氧化剂穿透微生物细胞膜，灭活藻类及细菌（杀菌率可达 90% 以上）。
- 缓蚀机制：电极反应生成的 Fe (OH)₃、Zn (OH)₂等胶体在金属表面形成保护膜，抑制 Cl⁻导致的点蚀。
- 工业领域：化工反应釜蒸发冷系统、冷库冷凝器循环水、中央空调冷却塔；
- 水质条件：
- 硬度≤800mg/L（以 CaCO₃计），暂硬水（碳酸氢钙为主）效果优于永久硬水；
- Cl⁻浓度≤1000mg/L（过高需选配耐氯电极）。
| 类型 | 适配场景 | 优势 | 注意事项 |
|---|
| 电解式除垢器 | 高硬度水质（＞300mg/L）、大流量系统 | 除垢效率高，可在线持续处理 | 需定期更换阳极（寿命 1~2 年） |
| 电解 - 臭氧复合式 | 对杀菌要求高的系统（如食品厂冷却） | 除垢 + 杀菌双重功能，无药剂残留 | 臭氧产量需匹配系统水量 |
| 脉冲电解式 | 中低硬度水质（＜300mg/L）、小型系统 | 无电极消耗，维护成本低 | 适合预防结垢，对已形成硬垢效果弱 |
- 安装位置：
- 应安装在循环水泵出口的直管段（距弯头≥5 倍管径），确保水流稳定（流速 1~2m/s 最佳）；
- 优先选择旁流式安装（处理量为系统总流量的 10%~15%），减少主管道改造难度。
- 电极配置：
- 阳极材质选钛基镀钌铱（耐 Cl⁻腐蚀），阴极用 316L 不锈钢；
- 电极间距控制在 5~10mm，避免电流密度过高导致过热。
- 控制系统：
- 联动电导率仪，当浓缩倍数超过设定值（如 4 倍）时自动加大电解功率；
- 配置漏水保护传感器，防止电极舱体泄漏引发安全事故。
- 排污联动：电解处理可允许浓缩倍数提升至 5~6 倍（传统化学处理通常为 3~4 倍），结合自动排污阀，减少水耗；
- 预处理配合：进水端加装 50μm 过滤器，防止悬浮物堵塞电极间隙（建议每周反冲洗过滤器）。
- 系统参数：
- 循环水量：200m³/h，原水硬度 420mg/L，Cl⁻浓度 150mg/L；
- 改造前问题：每年化学清洗 3 次，换热效率下降 20%，管道点蚀严重。
- 电解水处理器配置：
- 电解式设备（功率 15kW），钛基镀铂阳极，旁流处理（流量 30m³/h）。
- 运行效果：
- 6 个月后旧垢剥落率达 75%，新垢沉积量减少 85%；
- 杀菌率维持在 92% 以上，无黏泥堵塞现象；
- 浓缩倍数从 3.5 提升至 5.2，年节水量约 1.2 万吨，电费增加约 8 万元 / 年，但节省化学药剂及清洗费用 15 万元 / 年，综合年节省 7 万元。
- 每月检查：
- 电极表面污泥附着情况（用软布蘸 10% 柠檬酸溶液擦拭，严禁机械刮擦）；
- 电解槽内电解质浓度（补充 NaCl 至 0.5%~1% 浓度，维持导电率）。
- 季度维护：
- 测试水质指标（硬度、Cl⁻、电导率），若硬度突升超 15%，需检查电极是否失效；
- 测量电极厚度（阳极损耗超过 1.5mm 时需更换）。
- 年度保养：
- 拆解电极组件，用超声波清洗机去除氧化层；
- 校准电解参数（电流密度维持在 10~20mA/cm²）。
| 故障现象 | 可能原因 | 解决措施 |
|---|
| 除垢效率下降 | 电极结垢 / 电解质不足 | 清洗电极，补充 NaCl |
| 系统仍有腐蚀斑点 | Cl⁻浓度超标 / 保护膜被破坏 | 增加氯离子吸附树脂，提高电解功率 |
| 设备报警停机 | 电极短路 / 水流不足 | 检查电极间距，清理进水过滤器 |
| 项目 | 化学处理（年成本） | 电解水处理器（年成本） |
|---|
| 药剂费用 | 8~12 万元（依水质波动） | 0 万元（无药剂投入） |
| 人工清洗费用 | 3~5 万元（每年 2~3 次） | 0.5~1 万元（电极维护） |
| 停机损失 | 2~4 万元（每次清洗停机 8 小时） | 0 万元（在线运行） |
| 能耗增加 | 因结垢导致能耗上升 5%~8% | 能耗下降 3%~5%（换热效率提升） |
| 合计 | 15~25 万元 | 5~8 万元（初期投资 2~3 年收回成本） |
- 环保合规：避免化学药剂排放，符合环保政策（如《污水综合排放标准》GB8978）；
- 设备延寿：减少腐蚀结垢，换热设备寿命延长 3~5 年；
- 智能化管理：可接入工厂 DCS 系统，实现水质数据实时监控与自动调节。
电解水处理器在蒸发冷循环水系统中通过电化学技术同步解决结垢、腐蚀与微生物问题，尤其适合对环保要求高、需连续运行的工业场景。实施时需根据水质硬度与系统规模选型，配合旁流安装与自动控制系统，日常维护重点关注电极状态与电解质平衡。尽管初期投资高于化学处理，但长期来看，其在节能、节水、设备维护成本上的综合优势显著，是工业冷却系统绿色化改造的重要技术方向。
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