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1、循环冷却水处理技术模块循环冷却水处理技术模块第九章第九章循环水的的冷却与处理循环水的的冷却与处理9.19.1水冷却的基础知识水冷却的基础知识一、湿空气的性质一、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。气来冷却的。1 1、湿空气的压力、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在冷却塔的工作条件下,湿空气的总压力就是大气压力p p,湿空气的总压力等于干空气分压力湿空气的总压力等于干空气分压
2、力P Pg g与水蒸气分压力与水蒸气分压力P Pq q之和。之和。饱和水蒸气的分压力饱和水蒸气的分压力P Pq q(空气在某一温度下水蒸气达到饱(空气在某一温度下水蒸气达到饱和时的水蒸气的分压力)和时的水蒸气的分压力)2 2、湿度:表示空气中水蒸气的含量。、湿度:表示空气中水蒸气的含量。2 29.2 9.2 冷却构筑物类型、工艺构造及选择冷却构筑物类型、工艺构造及选择一、冷却构筑物的分类(一、冷却构筑物的分类(3 3种)种)1 1、水面冷却(冷却湖):效果较差、水面冷却(冷却湖):效果较差9 910102 2、喷水池冷却、喷水池冷却11113 3、冷却塔:湿式(敞开式,多用)、干式(密闭式)、
3、干湿式、冷却塔:湿式(敞开式,多用)、干式(密闭式)、干湿式(混合式)(混合式)12124、8循环水的的冷却与处理循环水的的冷却与处理1313141415151616二、冷却塔的工艺构造二、冷却塔的工艺构造1 1、构造及作用、构造及作用(1)(1)热水分配装置(配水系统、淋水填料);热水分配装置(配水系统、淋水填料);(2 2)通风及空气分配装置(风机、风筒、进风口);)通风及空气分配装置(风机、风筒、进风口);(3 3)其他装置(集水池、除水器、塔体)其他装置(集水池、除水器、塔体)2 2、配水系统、配水系统(1 1)要求布水均匀,阻力小,便于维修)要求布水均匀,阻力小,便于维修(2 2)分
4、类:)分类:A A、管式配水系统,包括固定管式(花管、喷嘴)和旋转管式、管式配水系统,包括固定管式(花管、喷嘴)和旋转管式B B、槽式配水系统、槽式配水系统C C、池式(盘式)(适用于横流式)、池式(盘式)(适用于横流式)17173 3、淋水装置、淋水装置(1 1)作作用用:将将配配水水系系统统溅溅落落的的水水滴滴,经经多多次次溅溅散散成成细细小小水水滴滴或或水水膜膜,增增大大水水和和空空气气的的接接触触面面积积,延延长长接接触触时时间间,保保证证良良好好的的水水气气热热能交换。淋水装置是冷却塔的关键部位。能交换。淋水装置是冷却塔的关键部位。(2 2)分类:点滴式、薄膜式、波纹板等。)分类:点
5、滴式、薄膜式、波纹板等。P295P295(3 3)要要求求:具具有有较较高高的的冷冷却却能能力力(接接触触面面积积大大、接接触触时时间间长长);亲亲水性水性强强;通;通风风阻力小;材料易得、阻力小;材料易得、质轻质轻、耐久、加工、耐久、加工维维修方便。修方便。181819194 4、通风及空气分配装置、通风及空气分配装置(1 1)风机)风机(2 2)风筒)风筒(3 3)空气分配:进风口)空气分配:进风口5 5、其他装置:集水池、除水器、塔体、其他装置:集水池、除水器、塔体三、冷却塔的设计三、冷却塔的设计(一)设计任务(一)设计任务(2 2类)类)1 1、根根据据给给定定的的冷冷却却任任务务(t
6、t)、水水量量(Q Q)和和当当地地气气象象参参数数(P P、)选定淋水填料,设计新塔。选定淋水填料,设计新塔。2 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。、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。2020(二)设计原始资料:(二)设计原始资料:1 1、冷却水资料:、冷却水资料:Q Q、进塔温度、出塔温度;由工艺人员提供。、进塔温度、出塔温度;由工艺人员提供。2 2、工艺设备对出水温度的保证率、工艺设备对出水温度的保证率3 3、当地气象资料、当地气象资料P P、风向、风速。、风向、风速。4 4、选择淋水装置和热力、阻力特性。、选择淋水装置和热力、阻力特性。(三)
7、气象参数的选择(三)气象参数的选择1 1、:按按夏夏季季最最不不利利条条件件确确定定(6 6、7 7、8 8三三个个月月频频率率为为5%10%5%10%的昼夜平均气象条件)。的昼夜平均气象条件)。2 2、P P:采用多年夏季平均气压或最热月平均气压。: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)淋水装置性能的决定:热力特性、阻力特性四、冷却塔的维护管理四、冷却塔的维护管理五、冷却构筑物的选择五、冷却构筑物的选择P297P2972121222223239.3 9.3 循环水处理的基本概念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)
8、一、循环冷却供水系统(直流式、密闭式、敞开式)1 1、直流式:污染环境,浪费水资源,不用。、直流式:污染环境,浪费水资源,不用。2 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、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。使用。3 3、敞开式:存在水质不稳定问题,即水的污垢(包括水垢、泥垢、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(粘垢)和腐蚀(CO2CO2腐蚀、电化学腐蚀、微生物腐蚀),须进行相腐蚀、电化学腐蚀、微生物腐蚀),须进行相应的水质稳定处理,多用。应的水质稳定处理,多用。2424在实现冷却水循环使用的过程中,通过冷却构筑物的
9、传热与传质交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,循环水中换,循环水中Ca2+、Mg2+、Cl-、SO42-等离于,溶介性固体,悬等离于,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,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能源浪费,过水断面
10、减少,通水能力降低,甚至使设备管道腐蚀穿孔,酿成事故。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。危害,使系统可靠地运行。2525二、影响循环水水质稳定的因素二、影响循环水水质稳定的因素1 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、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。统内部产生的污染。2 2、循环水的脱、循环水的脱CO2CO2作用:由于水在冷却塔中与空气接触,大量作用:由于水在冷却塔中与空气接触,大量CO2CO2逸失,为补充水中逸失,为
11、补充水中CO2CO2的平衡,的平衡,CaCa(HCO3HCO3)分解为)分解为CaCO3CaCO3和和CO2CO2,增,增加了水中的加了水中的CaCO3CaCO3。3 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、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(如缩。当水中某些溶解盐(如CaCO3CaCO3)的离子积大于容度
12、积时,可产)的离子积大于容度积时,可产生水垢。生水垢。26264、水温变化的作用:循环水在工艺冷却设备中(如换热器)是升、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,温过程。水温升高,Ca2+、Mg2+溶解度下降,使部分溶解度下降,使部分CO2挥发,挥发,水中水中CO2小于平衡所需量,产生水垢。相反,水温下降,水中小于平衡所需量,产生水垢。相反,水温下降,水中CO2大于平衡平衡所需量,过量大于平衡平衡所需量,过量CO2产生腐蚀。因此在温差较大的工艺产生腐蚀。因此在温差较大的工艺冷却系统中,有可能在冷水进口端产生腐蚀而在热水出口端产生水冷却系统中,有可能在冷水进口端产
13、生腐蚀而在热水出口端产生水垢。垢。三、循环冷却水的基本水质要求三、循环冷却水的基本水质要求P298表表10-3四、循环水水质稳定判别指数四、循环水水质稳定判别指数1、极限碳酸盐法:有碳酸盐硬度和二氧化碳的平衡关系,用水中、极限碳酸盐法:有碳酸盐硬度和二氧化碳的平衡关系,用水中极限碳酸盐值进行循环水结垢性的判断。只能用于结垢判断,不能极限碳酸盐值进行循环水结垢性的判断。只能用于结垢判断,不能判断腐蚀。判断腐蚀。27272 2、水质稳定指标:用循环水的、水质稳定指标:用循环水的pHpH值(值(pHOpHO)与水中)与水中CaCO3CaCO3饱和时的饱和时的pHpH值(值(pHSpHS)比较,)比较,IL=pHO-pHSIL=pHO-pHS,IL=0IL=0时水质稳定;时水质稳定;IL0 IL0 时有结时有结垢倾向;垢倾向;IL0IL0有腐蚀倾向。有腐蚀倾向。3 3、循环水结垢控制指标:可用于判断水中各种结垢成分的变化情、循环水结垢控制指标:可用于判断水中各种结垢成分的变化情况。况。9.4 9.4 冷却水系统的阻垢缓蚀和综合处理冷却水系统的阻垢缓蚀和综合处理一、循环水的阻垢一、循环水的阻垢二、循环水的防腐二、循环水的防腐2828结束语结束语谢谢大家聆听!谢谢大家聆听!29
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