循环水的的冷却与处理

关于循环水的的冷却与处理1第一页，共二十八页，2022年，8月28日2第九章循环水的的冷却与处理9.1水冷却的基础知识一、湿空气的性质湿空气是干空气和水蒸汽所组成的混合气体。大气中一般含有或多或少的水燕汽，都是湿空气。循环水就是依靠湿空气来冷却的。1、湿空气的压力在冷却塔的工作条件下，湿空气的总压力就是大气压力p，湿空气的总压力等于干空气分压力Pg与水蒸气分压力Pq之和。饱和水蒸气的分压力Pq〞（空气在某一温度下水蒸气达到饱和时的水蒸气的分压力）2、湿度：表示空气中水蒸气的含量。第二页，共二十八页，2022年，8月28日3（1）绝对湿度：每1米3湿空气中所含水蒸汽的重量，称为空气绝对湿度，其数值等于水蒸汽在其分压力Pq及湿空气温度T时的容重γq。（2）相对湿度：指空气的绝对湿度与同温度下饱和空气的绝对湿度之比，用ф表示。

ф=γq／γq〞=Pq/Pq〞相对湿度是表示空气接近饱和的程度。相对湿度小的空气吸收水分能力强。第三页，共二十八页，2022年，8月28日4（3）含湿量：在混合气体（湿空气）中每1公斤干空气所混合的水蒸汽重量(x)称为湿空气的含湿量(也称比湿)，即在l+x公斤湿空气中，有1公斤的干空气和x公斤的水蒸气，这个x就称为含湿量。在一定大气压力下，空气中含湿量随水蒸汽分压力的增加而增大。不饱和空气在气压及湿度保持不变的情况下，由于冷却而达到饱和状态(即将凝结出露水时的状态)时之温度，称为该空气之露点。3、湿空气的比热：总重量为1公斤的干空气和x公斤的水蒸汽的湿空气，温度升高1℃所需的热量，称为湿空气的比热，用Csh表示。4、湿空气的焓：是湿空气中含有热能的数值，其值等于1公斤干空气和x公斤水蒸汽含有的热量之和，用i表示。第四页，共二十八页，2022年，8月28日55、空气的干球温度、湿球温度及水的冷却极限（1）空气的干球温度：干球温度计测出的温度θ。（2）空气的湿球温度：湿球温度计测出的温度τ。（3）湿球温度代表在当地气温条件下，水在冷却构筑物中可能被冷却到的最低温度，即冷却构筑物出水的理论极限值。生产上实际冷却的最低水温比τ高3～5℃。第五页，共二十八页，2022年，8月28日6二、水的冷却原理水的冷却形式：蒸发散热、接触散热、辐射散热循环水的冷却是通过各种冷却构筑物使水与空气接触，由蒸发散热、传导散热和辐射散热三个过程共同作用的结果。这三种散热过程在水冷却中所起的作用，随空气的物理性质不同而异。春、夏、秋三季内，室外气温较高，水表面蒸发起主要作用，最炎热夏季的蒸发散热量可达总散热量的90％以上。在冬季，由于气温降低，传导散热的作用增大，从夏季的lO～20％。增加到50％，严寒天气甚至可增加到70%。除冷却池外，辐射散热对其他各型冷却构筑物的影响不大，一般可忽略不计。第六页，共二十八页，2022年，8月28日7水的冷却过程是通过蒸发传热和接触传热实现的，而水温的变化是两者作用的结果。(1)当tf>θ时，蒸发和接触传热都朝一个方向进行，使水冷却。如图（1）。单位时间内从单位面积上散发的总热量为H=Hα+Hβ。(2)当tf=θ时，接触传热的热量Hα=0，此时，H=Hβ，图(2)。(3)当tf<θ时，Hα从空气流向水，图(3)，这时只要表面蒸发所损失的热量Hβ大于Hα，水温仍会继续降低，此时H=Hβ-Hα(4)当tf=τ<θ时，水温停止下降，这时蒸发传热和接触传热给水的热量处于动态衡状态，图(4)，即Hβ=Hα，则H=0，液面温度达到冷却极限值。在冷却塔实际运行中，一般多为第(1)种情况，个别有第(2)、(3)两种情况。第七页，共二十八页，2022年，8月28日8第八页，共二十八页，2022年，8月28日99.2冷却构筑物类型、工艺构造及选择一、冷却构筑物的分类（3种）1、水面冷却（冷却湖）：效果较差第九页，共二十八页，2022年，8月28日10第十页，共二十八页，2022年，8月28日112、喷水池冷却

第十一页，共二十八页，2022年，8月28日123、冷却塔：湿式（敞开式，多用）、干式（密闭式）、干湿式（混合式）

第十二页，共二十八页，2022年，8月28日134、8循环水的的冷却与处理第十三页，共二十八页，2022年，8月28日14第十四页，共二十八页，2022年，8月28日15第十五页，共二十八页，2022年，8月28日16第十六页，共二十八页，2022年，8月28日17二、冷却塔的工艺构造1、构造及作用(1)热水分配装置（配水系统、淋水填料）；（2）通风及空气分配装置（风机、风筒、进风口）；（3）其他装置（集水池、除水器、塔体）2、配水系统（1）要求布水均匀，阻力小，便于维修（2）分类：A、管式配水系统，包括固定管式（花管、喷嘴）和旋转管式B、槽式配水系统C、池式（盘式）（适用于横流式）

第十七页，共二十八页，2022年，8月28日183、淋水装置（1）作用：将配水系统溅落的水滴，经多次溅散成细小水滴或水膜，增大水和空气的接触面积，延长接触时间，保证良好的水气热能交换。淋水装置是冷却塔的关键部位。（2）分类：点滴式、薄膜式、波纹板等。P295（3）要求：具有较高的冷却能力（接触面积大、接触时间长）；亲水性强；通风阻力小；材料易得、质轻、耐久、加工维修方便。

第十八页，共二十八页，2022年，8月28日19第十九页，共二十八页，2022年，8月28日204、通风及空气分配装置（1）风机（2）风筒（3）空气分配：进风口5、其他装置：集水池、除水器、塔体三、冷却塔的设计（一）设计任务（2类）1、根据给定的冷却任务（△t）、水量（Q）和当地气象参数（P、）选定淋水填料，设计新塔。2、引用定型图校核在当地气象条件下，出水水温是否符合要求。第二十页，共二十八页，2022年，8月28日21（二）设计原始资料：1、冷却水资料：Q、进塔温度、出塔温度；由工艺人员提供。2、工艺设备对出水温度的保证率3、当地气象资料P、θ、τ、Ф、风向、风速。4、选择淋水装置和热力、阻力特性。（三）气象参数的选择1、θ、τ、Ф：按夏季最不利条件确定（6、7、8三个月频率为5%~10%的昼夜平均气象条件）。2、P：采用多年夏季平均气压或最热月平均气压。（四）淋水装置性能的决定：热力特性、阻力特性四、冷却塔的维护管理五、冷却构筑物的选择P297第二十一页，共二十八页，2022年，8月28日22第二十二页，共二十八页，2022年，8月28日23第二十三页，共二十八页，2022年，8月28日249.3循环水处理的基本概念一、循环冷却供水系统（直流式、密闭式、敞开式）1、直流式：污染环境，浪费水资源，不用。2、密闭式：存在严重的腐蚀及腐蚀产物问题，在缺水及小水量下使用。3、敞开式：存在水质不稳定问题，即水的污垢（包括水垢、泥垢、粘垢）和腐蚀（CO2腐蚀、电化学腐蚀、微生物腐蚀），须进行相应的水质稳定处理，多用。第二十四页，共二十八页，2022年，8月28日25在实现冷却水循环使用的过程中，通过冷却构筑物的传热与传质交换，循环水中Ca2+、Mg2+、Cl-、SO42-等离于，溶介性固体，悬浮物相应增加，空气中污染物如尘土、杂物、可溶性气体和换热器物料渗漏等均可进入循环水，致使微生物大量繁殖和在循环冷却水系统的管道中产生结垢、腐蚀和粘泥，造成换热器换热效率降低，能源浪费，过水断面减少，通水能力降低，甚至使设备管道腐蚀穿孔，酿成事故。循环冷却水处理的任务就是消除或减少结垢、腐蚀和生物粘泥等危害，使系统可靠地运行。第二十五页，共二十八页，2022年，8月28日26二、影响循环水水质稳定的因素1、水质污染：补充水水质引起的；外界污染物进入循环系统；系统内部产生的污染。2、循环水的脱CO2作用：由于水在冷却塔中与空气接触，大量CO2逸失，为补充水中CO2的平衡，Ca（HCO3）分解为CaCO3和CO2，增加了水中的CaCO3。3、循环水的浓缩作用：系统中损失水量有四部分，蒸发损失、分吹损失、渗漏损失、排污损失，补充水量即为此四部分之和。蒸发损失带走的是水，盐分留在系统中，在运转过程中，使循环水质浓缩。当水中某些溶解盐（如CaCO3）的离子积大于容度积时，可产生水垢。第二十六页，共二十八页，2022年，8月28日274、水温变化的作用：循环水在工艺冷却设备中（如换热器）是升温过程。水温升高，Ca2+、Mg2+溶解度下降，使部分CO2挥发，水中CO2小于平衡所需量，产生水垢。相反，水温下降，水中CO2大于平衡平衡所需量，过量CO2