循环冷却水处理系统

1、循环冷却水处理系统 循环冷却水处理系统 第三章 冷却水处理 第一节 冷却水系统概况 第二节 腐蚀及其控制 第三节 沉积物及其控制 第四节 微生物及其控制 第五节 预处理 第六节 正常运行 第七节 现场监测 循环冷却水处理系统 第一节 冷却水系统概况 1. 冷却系统的类型 直流系统、循环系统(密闭式循环系统、敞开式循环系统) 2. 水冷却原理 3. 冷却设备的种类与结构 4. 敞开式冷却水的水工况 5. 空调系统 循环冷却水处理系统 直 流 系 统 早期工厂的冷却水系统采取直流系统。 冷却水从水源流经热交换器后又回流到水源处。 优点 快速有效：水源处的水温较低； 灵活性：可在最小的传热面条件下冷

2、却。 循环冷却水处理系统 循环冷却水处理系统 表现为腐蚀、污垢和微生物繁殖-但相对较小； 系统内由水引起的问题主要取决于原水的性质。 -由于水在系统内没有浓缩，一般不会发生明显的 物理和化学变化， 河水、湖水常含有大量悬浮物和沉积物，且随季 节变化； 井水中常含铁和结垢的盐类。 冷却水系统内水的流量和温度的变化、加上水的性 质各不相同，使得系统的管理工作更加复杂。 直流系统的问题 循环冷却水处理系统 密 闭 系 统 定义： 水密闭循环，并交替冷却和加热，而不与空气接触。 在密闭系统中，冷却水携带的热量通常通过水-水换热器传给 敞开式循环水系统中的循环水，热量再从水中散发到大气中 去。 组成：

3、完全密闭的循环水系统； 用于对水冷却或去除水中的热量的冷却器或热交换器。 循环冷却水处理系统 循环冷却水处理系统 密闭系统在工业上的应用 a. 冷却气体管路的气体来冷却燃汽轮机或变压器冷却 用的油冷却器； b. 柴油发动机和气体发动机； c. 制冷机； d. 以控制可靠的工艺过程的温度为目的： 原子反应堆的辅助冷却器； 炼铁高炉的炉体、风口等的冷却等。 循环冷却水处理系统 密闭系统的优点 水温易控制； 水质问题的控制简单化：补充水量少； 补充水仅用于补偿水泵填料的泄露水量或因检修而排放的水 量； 水的蒸发很少； 结垢程度较轻：一般用软化水或去离子水。 腐蚀问题不严重：氧不是处于饱和状态。 循环

4、冷却水处理系统 敞开式蒸发系统 冷却水通过热交换器后，水温提高成为热水，热水 经冷却塔曝气与空气接触，由于水的蒸发散热和接 触散热使水温降低，冷却后的水再循环利用。 又称为冷却塔系统。 循环冷却水处理系统 敞开式循环冷却水系统示意图 循环冷却水处理系统 2. 水冷却原理 通过水与空气接触，由以下三个过程共同作用的结果。 （1）水的蒸发散热传质过程 （2）水的接触传热- 传热过程 （3）水的辐射传热很少 循环冷却水处理系统 （1）水的蒸发散热 a. 水在冷却设备中形成大小水滴或极薄水膜，扩大其与空气的接 触面积和延长接触时间，加强水的蒸发，使水汽从水中带走汽 化所需的热量，从而使水冷却。 b.

5、为了加快蒸发散热： 一方面应增加热水与湿空气之间的接触面积，以提供水分字逸 出的机会； 另一方面提高水气界面上的空气流动速度，以保持蒸发的推动 力不变。 循环冷却水处理系统 （2）水的接触传热 借传导和对流传热，称为接触传热。 水面与较低温度的空气接触，由于温差使热水中的热量传到空 气中去，水温得到降低。 温差愈大，传热效果愈好。 循环冷却水处理系统 （3）水的辐射传热 不需要传热介质的作用，而是由一种电磁波的形式来 传播热能的现象。 辐射传热只是在大面积的冷却池内才起作用。在其它 类型的冷却设备中，辐射传热可以忽略不计。 循环冷却水处理系统 3. 冷却设备的种类与结构 在循环冷却水系统中，用

6、来降低水温的构筑物或设 备成为冷却构筑物或冷却设备。 按其热水与空气接触方式的不同，可分为： （1）水面冷却构筑物 （2）喷水池 （3）冷却塔 循环冷却水处理系统 （1）水面冷却构筑物 工业上第一种循环冷却方法，又称凉水池。 过程：需要冷却的水流入池内，通过自然蒸发、辐 射和对流传热逐渐将水冷却到适当再用的温度。 靠蒸发散热约占总散热量的55%，因而比冷却塔要 小些（蒸发散热占80%）。 冷却过程缓慢，效率低，温差小。且需要很大的贮 水池。 循环冷却水处理系统 （2）喷水池 池内装有水管、喷嘴或电动喷水组件，由喷嘴把水 喷到大气中，从而增加了蒸发量，即使在较小的水 池也能加速冷却。 设在建筑场

7、地开阔处的水池的冷却效果要好些。 水的消耗大，约为循环水量的1.0-5.0%。 易带入周围的杂质。 循环冷却水处理系统 （3）冷却塔 是一个塔型建筑，水气热交换在塔内进行，可以人工控制空 气流量来加强空气与水的对流作用来提高冷却效果。 占地面积小、冷却效果好。 包括自然通风式和机械通风式。 冷却塔包括通风筒、配水系统、淋水装置、通风设备、收水 器、集水池等部分。 循环冷却水处理系统 冷却塔效率的衡量指标 a. 冷却幅高（也称湿球温差）冷却幅高（也称湿球温差） 冷却水温和空气湿球温度的差值T2-。 代表该地热水冷却所能达到的极限值。 T2-越小，效能越高。 b. 冷却幅宽冷却幅宽 冷却塔的回水和

8、出水温度的差值，t1-t2。 c. 淋水密度淋水密度 指冷却塔单位面积上的热水喷洒负荷，m3/(m2h) 淋水密度与冷却幅宽、水的比热的乘积称为冷却构筑物单位面积 的热负荷，W/(m2(kcal/(m2h)。 循环冷却水处理系统 自然通风冷却塔 循环冷却水处理系统 循环冷却水处理系统 循环冷却水处理系统 4. 敞开式冷却水的水工况 敞开式冷却水系统的水量平衡图 循环冷却水处理系统 水量损失 1.蒸发损失E E = a ( R B ), a = e (t2 - t1) a 为蒸发损失率，%； e 为损失系数，与季节有关， 夏季为(25-30)0.15-0.16； 冬季(-15-10) 0.06-

9、0.08； 春秋(0-10) 0.10-0.12。 2. 风吹损失D： D = ( 0.2% - 0.5%) R 3. 排污损失B： B + D = E / ( K 1 ) 4. 渗漏损失F： 一般忽略,但实际工程中应注意其变化。 循环冷却水处理系统 蒸发损失E Q = R (t1-t2) 4.184x = E R( i tm4.184 ) 式中X： 冷却塔水温降低1时因蒸发散失的热量与总散失热量的比值； i 为循环水平均温度下蒸汽的热焓值（ 25时饱和蒸汽为 6084.184kJ/kg)； tm 为进出口的平均水温, 即(t1+t2)/2, 通常以25计算。 4.184为水的比热容，J/(g

10、） 则有: E = x t / ( i tm ) = 0.17 x t X在夏季为1.0，冬季0.5，春秋0.75。 循环冷却水处理系统 水量平衡 冷却过程中的三种损失: M = E + D + B + F M:补充水量 E: 蒸发损失 D: 风吹损失 B : 排污量 F: 泄漏损失 循环冷却水处理系统 浓缩倍数 浓缩倍数是指循环水中某种物质的浓度与补充水中该物质浓度 的比值。K=S循/S补 选取的原则：该物质不受加热、沉淀等干扰，即在循环浓缩过 程中无沉积、无挥发、无外加。 选取的顺序：钾离子、氯离子、SiO2、TDS、电导率、钙离子。 循环冷却水处理系统 排污水量的理论计算 循环冷却水处理

11、系统 系统最大浓缩倍数的计算 循环冷却水处理系统 离子浓度的改变 D(Vc)=McMdt Bcdt C=McM/B + (c0 McM/B) EXP-B(t-t0)/V 循环冷却水处理系统 循环冷却水处理系统 循环水中盐类的浓缩 补充水在系统中的停留时间为：t = V / M 由于M比V要小得多，足以使补充水中任何量的化学组分显示潜在的结垢和腐 蚀倾向。 V容积的水循环一次所需的时间为：T = V / R 系统容积V和循环水量R的关系：V 1/3 R 则补充水在系统中逗留时间内循环的次数为： n = t / T = (V/M) / (V/R) = R / M 循环冷却水处理系统 药剂的停留时间

12、 循环冷却水处理系统 循环冷却水处理系统 5. 空调系统 空气调节是对空气进行处理以调节空气的温度、湿度、洁净度， 并根据空调部位的需要，将调节后的空气分配到这些地方。 温度和湿度是相关联的。将空气通过加热或冷冻盘管，或是用 一定温度的水喷淋（可除尘埃及嗅味）空气来调节。 其它的空气净化系统还有：机械分离、黏附粗滤、过滤或静电 吸附等。采用哪一种将取决于空气污染的类型。 循环冷却水处理系统 空调系统的组成 有冷冻机、热消耗系统及配冷系统。通常采用吸收循环制冷 或压缩循环制冷。 吸收制冷是以低压蒸汽或是高温热水作为能源，水为冷冻剂， 溴化锂为吸收剂。 压缩制冷则利用氟里昂冷冻剂及机械动力，以电动机或透平 驱动压缩机作为推动力。 当冷冻剂由于蒸发（低温、低压下）吸收热量时就产生冷冻 或冷却作用；冷冻剂冷凝时，可将热量传给任何可利用的介 质，一般是传给水或空气。 循环冷却水处理系统 循环冷却水处理系统 循环冷却水处理系统 冷冻能力及水消耗 空调系统的冷冻能力是以冷冻量的吨数来衡量。 每小时能带走12000英热单位的制冷能力称为1吨冷冻量。 对氟里昂系统的热消耗，每小时每吨冷冻量大约需要蒸发 1.5加仑水，每吨冷冻量约需要循环水量为3加仑/分钟； 对于吸收制冷系统，由于加入了额外蒸汽的热量，每小