A. 工业循环水系统的主要危害是什么，会造成什么影响
工业循环冷却水系统的连续运行，水的浓缩而导致水中各种离子浓度增大，相应的腐蚀、结垢等问题亦随之发生。当补充水为工业新水时，由于钙、镁离子较多，如不进行水质稳定处理，会造成设备内部的结垢，降低换热效率，严重时还会堵塞管路，带来安全隐患；循环水系统为开路循环，水中溶解氧充分，溶氧腐蚀很容易进行，氯离子、硫酸根离子等也会对设备、管路等造成腐蚀；同时由于水中含有足够的有机物和无机物，水温达到25～35℃时，这些因素给微生物的生长繁殖提供了适宜的条件，微生物既能造成污垢沉积，又能造成腐蚀，在
敞开式循环冷却水系统中，水垢、腐蚀和微生物危害习惯称为三大危害。
1、沉积物的形成
水系统的传热面与管壁上形成的水垢和污垢，称为沉积物，其形成通常有以下三种来源：水生沉积物，即悬浮固体物（如泥沙、尘土、细菌尸体、有机物等）因水流速度过低（小于1m/s）而沉积于系统中；外界的污染，如树叶、羽毛、包装袋等异物飘入系统中而沉积；水形成沉积物，即溶存固体物因温度变化等因素，在系统中沉淀或结晶形成，通常将此类沉积物称之为水垢。水形成沉积物的种类与成因如下。
1）碳酸钙（CaCO3）
Ca2++2HCO3-→CaCO3↓+H2O+CO2↑
在大部分的冷却水中都含有高浓度的重碳酸钙，其溶解度相当低，很容易在热交换器表面上形成碳酸钙沉淀。碳酸钙、碳酸氢钙、氯化钙、镁化合物及硫酸钙的溶解度如下表所示。
常见难溶物质溶度表
名称 分子式 溶解度（以CaCO3计）/mg·L-1
在0℃ 在100℃
重碳酸钙 Ca(HCO3)2 1620 分解
碳酸钙 CaCO3 15 13
氯化钙 CaCl2 336 000 554 000
硫酸钙 CaSO4 1 290 1 250
重碳酸镁 Ca(HCO3)2 37 100 分解
碳酸镁 MgCO3 101 75
氯化镁 MgCl2 362 000 443 000
硫酸镁 MgSO4 170 000 356.000
碳酸盐溶解在水中达到饱和状态时，存在下列动态平衡：
Ca(HCO3)2＝Ca2＋+2HCO3-
HCO3-＝H++CO32-
CaCO3＝Ca2＋+ CO32-
朗格利尔(Langlier)根据上述平衡关系，提出了饱和pH和饱和指数的概念，用以判断碳酸钙垢在水中是否会析出。
朗格利尔指出：
当L.S.I.>0时，碳酸钙会析出，这种水属于结垢型水；
当L.S.I.=0时，碳酸钙不会析出，原有的碳酸钙也不会被溶解，这种水属于稳定型水；
当L.S.I.<0时，原来附着在换热面上的碳酸钙会被溶解，使碳钢金属表裸露在水中而腐蚀，这种水属于腐蚀型水。
雷兹纳(Ryznar)提出了稳定指数(R.S.I.)来进行碳酸钙析出的判断法，雷兹纳通过实验指出：
当(R.S.I.)＝[2pHs-pH]<6 结垢
当(R.S.I.)＝[2pHs-pH]=6 既不腐蚀也不结垢
当(R.S.I.)＝[2pHs-pH]>6 腐蚀
帕科拉兹(Puckorius)认为水的总碱度比水的实际测定pH能更正确地反映出冷却水的腐蚀和结垢倾向，他认为将稳定指数中水的实际pH改为平衡pH(pHeq)将更切合实际生产。pHeq按下式计算：
pHeq=1.465lgM+4.54
式中：M—循环冷却水的总碱度
2）硫酸钙（CaSO4）
硫酸钙的溶解度比碳酸钙约高出100倍，故硫酸钙垢的形成机会较碳酸钙垢少，但是一旦硫酸钙垢沉积物形成，不容易将其清除。
通常情况是控制钙离子浓度与硫酸钙离子浓度(mg/L)的乘积不超过500000，即[Ca2+]×[SO42-]小于500000，则硫酸钙的沉积物形成的机会很少。
3）氧化铁
腐蚀的产物或水中含有的溶铁在系统中氧化而形成氢氧化铁或氧化铁絮体，进而形成各种铁的难溶氧化物或者其他难溶化合物。
Fe2＋＋2OH－→Fe(OH)2
4Fe(OH)2＋O2＋2H2O→4Fe(OH)3
2Fe(OH)3→Fe2O3＋3H2O
4）氧化硅
水中硅能与镁、钙形成不溶性的硅酸盐沉积物。
Mg2++SiO2+H2O→MgSiO3↓+2H＋
Ca2++SiO2+H2O→CaSiO3↓+2H＋
在冷却水系统中，硅含量通常控制在200 mg·L-1以下。
2、腐蚀的形成
由于和周围介质相作用，使材料（通常是金属）遭受破坏或使材料性能恶化的过程称为腐蚀。
腐蚀是一种化学或电化学过程，水中金属腐蚀类型有均匀腐蚀、点蚀、电偶腐蚀、缝隙腐蚀、应力腐蚀、微生物腐蚀及泡蚀、磨蚀等。最常见的包括均匀腐蚀、电偶腐蚀和微生物腐蚀、垢下腐蚀等。
1）均匀腐蚀
均匀腐蚀的特征是化学反应发生在整个暴露表面或相当大的面积上，腐蚀以均匀速度进行，金属越来越薄。循环水在中性或碱性条件下运行，引起均匀腐蚀的主要原因是溶解氧的阴极去极化作用。钢铁中的铁元素和碳元素构成简单的原电池反应。
在阳极，铁失去电子成为铁离子进入溶液：
Fe→Fe2＋＋2e－（阳极反应）
电子从阳极的铁流向阴极碳，在阴极，溶解氧在碳上得到电子生成氢氧根离子：
O2＋2H2O＋4e－→4OH－（阴极反应）
在水中，阴极、阳极的产物结合生成氢氧化亚铁沉淀：
Fe2＋＋2OH－→Fe(OH)2
溶解氧向金属表面输送使得腐蚀过程得以持续，这是决定腐蚀速度的一步，溶解氧还使得氢氧化亚铁进一步氧化为二次产物氢氧化铁：
4 Fe(OH)2＋O2＋2H2O→4Fe(OH)3
由于腐蚀产物的阻挡，水中溶解氧达到这个腐蚀点的速度减慢，形成腐蚀点四周的氧浓度大于腐蚀点的氧浓度，使得腐蚀点四周成为阴极，腐蚀点本身成为阳极，腐蚀继续以氧浓差梯度腐蚀的方式进行。此时，腐蚀产生的亚铁离子通过疏松的二次产物层向外扩散，当它遇到水中的OH－或者O2时，又产生新的二次产物，积累在原有的二次产物层中，因此二次产物层越积越厚，形成鼓包，鼓包下面越腐蚀越深，形成陷坑。
2）电偶腐蚀
电偶腐蚀又称双金属腐蚀，当两种不同的金属浸在导电性水溶液中，两种金属之间通常存在电位差。如果这两种金属互相接触或用导线连接，则电位差会驱使电子在他们之间流动，形成原电池。以铜材质和碳钢材质接触为例，电极反应如下：
阳极（Fe）：Fe→Fe2＋＋2e－
阴极（Cu）：Cu2＋＋2e－→Cu
与不接触（导电）时相比，电位较低的金属在接触（导电）后腐蚀速度通常会显着增加，而电位较高的金属在接触后腐蚀速度将下降。
3）其他因素
由于各种原因在金属表面形成的粘泥的沉积，会产生垢下腐蚀，某些微生物的新陈代谢作用（如硫酸盐细菌等）也会影响电化学腐蚀过程，促进腐蚀加速。
3、微生物危害的产生
循环冷却水系统中微生物的种类和数量相当多，危害很大。主要类型包括好氧异养菌、硫酸盐还原菌、铁细菌、藻类、真菌、原生动物等。其造成的危害在循环冷却水系统中是很严重的，与水垢、非微生物的电化学腐蚀比起来，其危害更胜一筹。微生物带给系统的危害不外乎黏附和腐蚀，表现出来时往往和水垢、其他腐蚀的危害混和在一起，对于腐蚀和黏泥附着也不能严格分开。
1）微生物的腐蚀
微生物对金属的腐蚀途径大致包括以下几种：1、产生腐蚀性物质，如好氧菌产生的有机或无机酸；2、造成氧浓差电池，如铁细菌附着在金属表面，氧化亚铁离子生成高价的铁化合物沉积在金属表面形成结瘤，造成局部氧浓度下降；3、阴极或阳极的去极化作用加速腐蚀过程。
2）微生物黏泥与污垢沉积
微生物群体及其分泌物会形成胶黏状物，这些黏泥很容易附着在设备上，造成沉积物的危害。实际上，系统中的沉积物很少是单一的微生物黏泥，而是以微生物黏泥为主，也含有一部分淤泥、水垢和腐蚀产物。
这些黏泥污垢的危害很大。由于其黏附特性，在水中起到架桥、絮凝的作用，使难溶性盐类的悬浮晶粒长大，进而沉降在设备上；黏泥附着造成垢下腐蚀；黏泥使水冷器的污垢热阻值增加，换热器效率大大降低；黏泥附着部位的金属无法接触缓蚀阻垢剂等等。
B. 循环水对设备腐蚀的主要原因是什么
循环水的水质直接影响装置水冷器及管路的安全运行,水质超标,对换热器形成腐蚀,造成泄漏,泄漏进一步使水质恶化,恶化的水质再对冷换设备加重腐蚀,形成恶性循环,严重时造成装置停产。循环水主要有工业和家用两种，主要目的都是为了节约用水。工业循环水主要用在冷却水系统中，所以也叫循环冷却水。因为工业冷却水占总用水量的90%以上。家庭循环水主要用在热水器上。