发电厂冷却水处理知识讲解.docx

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1、此文档收集于网络，如有侵权请联系网站删除发电厂冷却水处理第一节发电厂冷却水系统1 冷却水系统及设备1.1 冷却水系统用水作冷却介质的系统称为冷却水系统。冷却水系统可分为直流冷却水系统、开式循环冷却水系统、闭式循环冷却水系统三种，如表 4-1 所示。冷却水系统类 型特点备注承受人工和自然冷却池时，如冷却池冷却水只利用一直流冷却水系统 湿式冷却次容积与循环水量比大于 100，可按直流系统对待冷却水经冷却设开式循环冷却水系统湿式冷却备冷却后重复利用闭式循环冷却水系统干式冷却利用空气冷却表 4-1冷却水系统的分类1.1.1 直流式冷却水系统直流式冷却水系统如图 4-1 所示。此系统的冷却水直接从河、湖

2、、海洋中抽取，一次通过凝汽器后，即排回自然水体，不循环使用。此系统的特点是：用水量大；水质没有明显的变化。由于此系统必需具备充分的水源，因此在我国长江以南地区及海滨电厂承受较多。1.1.2 开式循环冷却水系统开式循环冷却水系统如图 4-2 所示。该系统中、冷却水经循环水泵送入凝汽器，进展热交换，被加热的冷却水经冷却塔冷却后，流入冷却塔底部水池，再由循环水泵送入凝汽器循环使用。此循环利用的冷却水则称循环冷却水。此系统的特点是：有 CO2 散失和盐类浓缩，易产生结垢和腐蚀问题；水中有充分的溶解氧，有光照，再加上温度适宜，有利于微生物的孽生；由于冷却水在冷却塔内洗此文档仅供学习和沟通此文档收集于网络

3、，如有侵权请联系网站删除涤空气，会增加粘泥的生成。图 4-1直流式冷却水系统1凝汽器；2河流；3循环水泵图 4-2开式循环冷却水系统1凝汽器；2冷却塔；3循环水泵；PB补充水； PZ蒸发损失；PF吹散及泄漏损失；PP排污损失此系统较直流式系统的主要优点是节水，对一台 300MW 的机组，循环水量按 3.2104t/h 计，假设补充水量为 2.5%，则每小时的耗水量仅 800t，因此该系统在水资源短缺的我国北方地区被广泛承受。随着今后水资源短缺现象越来越严峻，我国将有更多的火电厂承受开式循环冷却水系统。1.1.3 闭式循环冷却水系统闭式循环冷却水系统在火电厂有三种应用场合。一是空冷系统冷却汽轮机

4、的乏汽，如在严峻缺水地区建设的空冷机组，多承受此系统，目前，我国大同其次电厂、丰镇电厂的海勒式间接空冷系统已投入运行，如图4-3 所示。哈蒙式间接空冷系统也已在太原其次热电厂投入运行。如图4-4 所示。二是有些电厂将轴瓦冷却水等组成一个特地的闭式循环冷却系统 亦称二次冷却系统。三是装有水内冷发电机的电厂，将内冷水也组成一个闭式循环冷却系统。此系统的特点是：此文档仅供学习和沟通此文档收集于网络，如有侵权请联系网站删除没有蒸发而引起的浓缩，补充水量少，一般都使用除盐水作为补充水。图 4-3闭式循环冷却水系统海勒间接空冷系统1汽轮机；2混合式凝汽器；3冷却塔；4空冷元件；5循环水泵图 4-4闭式循环

5、冷却水系统哈蒙间接空冷系统1汽轮机；2凝汽器；3冷却塔；4空冷元件；5循环水泵；6凝结水泵1.2 凝汽器在火电厂循环冷却水系统中，其换热设备为凝汽器。凝汽器是用水冷却汽轮机排汽的设备，在火电厂使用的主要是管式外表式凝汽器，如图 4-5 所示。此文档仅供学习和沟通此文档收集于网络，如有侵权请联系网站删除图 4-5管式外表式凝汽器构造简图1蒸汽入口；2冷却水管；3管板；4冷却水进水管；5冷却水回流水室；6冷却水出水管；7分散水集水箱热井，8空气冷却区；9气气冷却区挡板；10主分散区；11空气抽出口凝汽器由壳体、管板、管子等组成，冷却水在管内流淌，蒸汽在管外被分散成水。凝汽器的壳体和管板一般为碳钢，

6、管子为黄铜，不锈钢或钛管等材质。管与管板的连接为胀接或焊接。凝汽器传热性能的好坏，可由凝汽器的真空度和端差来推断。1.2.1 凝汽器的真空度在正常运行时，凝汽器内会形成肯定的真空度，其值一般为 0.005MPa。1.2.2 凝汽器的端差汽轮机的排汽温度 tp 与凝汽器冷却水的出口温度 t2 之差，称为端差，用 t表示。它与汽轮机排汽温度和冷却水温度之间有以下关系：tp= t1+t +t1-1t = t2t1式中 t1冷却水的进口温度，；t2冷却水的出口温度，；正常运行条件下，端差一般为 35。如铜管内结垢或附着粘泥，端差甚至可上长升到 20以上。此外，汽轮机排汽量的增加和凝汽器中抽汽量的减小，

7、 冷却水流量的削减，都会使分散水温度上升、端差上升或凝汽器内压力上升、真空度降低，影响机组的热经济性。1.2.3 凝汽器的传热设凝汽器的排汽温度为 tp，冷却水温度为tw，S 为传热面积，K 为总传热系数，则可用以下的根本方程式来表示凝汽器的传热过程：Q = KStptw=KStm1-2式中 Q传热量，J/h；此文档仅供学习和沟通此文档收集于网络，如有侵权请联系网站删除S传热面积，m2；K总传热系数，W/(m2K)；tm流体间温差的平均值，。在上式中，传热量越大，冷却水的热负荷越高，也越简洁发生水垢故障。总传热系数 K 值愈高，则导热愈佳。总传热系数可按下式求出。1K =1d1d1-32a+

8、l1 + a+ l1122式中 1蒸汽侧界膜传热系数，W/m2K； 2冷却水侧界膜传热系数，W/m2K； 1管材的热导率，W/m2K；2附着物的热导率，W/m2K； 1管壁厚度，m；2附着物厚度，m。在凝汽器的运行中，K 值随结垢、腐蚀产物和粘泥附着的增长而减小。总传热系数 K 的倒数称之为总污垢热阻，表示某换热器的污垢程度，亦称污垢系数，可由 1-4 式计算：g =1-1KKS01-4式中污垢系数，m2K/W；KS运行肯定时间后的总传热系数，m2K/W； K0运行初期的设计总传热系数，m2K/W；。污垢系数还可依据污垢的热导率和厚度，按下式计算： 式中 2 污垢厚度，m；2附着物的热导率，W

9、/mK。对开式循环冷却系统的年污垢热阻值，我国目前的掌握标准是小于 3.4410-4m2 K/W，约相当于现场监测的 3mg/cm2月垢附着速度。1.3 冷却设备冷却设备有喷淋冷却水池、机力通风冷却塔、自然通风冷却塔三种。第一种此文档仅供学习和沟通此文档收集于网络，如有侵权请联系网站删除多用于小容量的火力发电机组，其次种多在占地面积小的火电厂中使用。目前应用最多的是自然通风冷却塔。1.3.1 喷淋冷却水池喷淋冷却水池由水池和在冷却水池上面加装的喷水设备喷水管道和喷嘴 组成，增加喷水设备的目的是为了增加水与空气的接触面积，便于散热。喷淋冷却水池的缺点是占地面积大，冷却效果差，水损失大，且增加了水

10、中悬浮物的含量。此外由于良好的日照，会促进苗、藻类的生殖。1.3.2 机力通风冷却塔机力通风冷却塔，由于在塔内加装了风扇，进展强力通风，因而可以降低冷却塔的面积和高度，但由于要另外消耗动力，且风扇的维护工作量较大，所以限制了它的使用。1.3.3 自然通风冷却塔自然通风冷却塔一般为双曲线型。它是由通风筒、配水系统、填料，捕水器、集水池组成。自然通风冷却塔是依靠塔内外的空气温度差所形成的压差来抽风 的，因此通风筒的外型和高度对气流的影响很大，风筒高度可达100m 以上，直径可达 6080m。热的循环水送至冷却塔腰部，通过配水系统将水均匀的分布在塔的横截面上，然后进入填料层，以增加水与空气的接触面积

11、和延长接触时间， 从而增加水与空气的热交换。以往的填料多为水泥网格板 505050，mm，目前多为 PVC 制造的点波、斜波等膜式填料。被冷却的水，收集在冷却水池中， 经沟道，重引至循环水泵吸水井。为了降低吹散损失，目前多数冷却塔都装有捕水器，捕水器设置在配水系统上面，它是由弧形除水片组成，当塔内气流夹带细小水滴上升时，撞击到捕水器的弧形片上，在惯性力和重力作用下，水滴从气流中分别出来而被回收。此文档仅供学习和沟通此文档收集于网络，如有侵权请联系网站删除1.3.4 水的冷却原理在冷却塔中，循环水的冷却是通过水和空气接触，由蒸发散热、接触散热和辐射散热三个过程共同作用的结果。借传导和对流散热，称

12、为接触散热，较高温度的水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。因水的蒸发而消耗的热量，称为蒸发散热，进入冷却塔的空气，湿分含量一般均低于饱和状态，而在水汽界面上的空气已达饱和状态，这种含湿量的差异，使水、汽不断集中到空气中去，随着水汽的集中，界面上的水分就不断蒸发， 把热量传给空气。所以水的蒸发冷却，可使水温低于空气的温度。假设冷却塔进水温度为 35，则蒸发 1kg 水大约要吸取 24094J 的热量，带走的这些热量大约可以使 576kg 的水降低 1。除冷却池外，辐射散热对其他各型冷却构筑物的影响不大，一般可无视不计。这三种散热过程在水冷却中所起的作用，随空

13、气的物理性质不同而异，春、夏、秋三季，室外气温较高，外表蒸发起主要作用，以蒸发散热为主。夏季的蒸发散热量占总散热量的 90%以上，冬季、由于气温低，接触散热为主，可以从夏季的 10% 20%增加至 50%，严寒天气甚至可增至 70%。2 循环冷却系统的运行参数循环冷却系统的运行操作参数包括：循环水量；系统水容积；水滞留时间； 凝汽器出水最高水温；冷却塔进、出水温差；蒸发损失；吹散及泄漏损失；排污损失；补充水量、凝汽器管中水的流速等。2.1 循环水量一般冷却 1kg 蒸汽用 5080kg 水是经济的。通常用 50kg 水冷却 1kg 蒸汽来估算循环水量。假设气温偏冷，循环水量的设计值还可以再降低

14、。如北方某电厂2600MW 机组，锅炉额定蒸发量为 2023t/h，分散水流量 1548 t/h，设计循环水量仅为 72023t/h，即冷却 1kg 蒸汽用 46.5kg 冷却水。此文档仅供学习和沟通此文档收集于网络，如有侵权请联系网站删除2.2 系统水容积火电厂冷却系统的水容积一般选择的比其他工业大。GB50050工业企业循环冷却水处理设计标准中规定，循环冷却系统的水容积V与循环水量q的比，一般选用 V / q =1 1 ，而我国火电厂由于多数承受大直径的自然通风塔，53塔底集水池的容积较大，所以多数电厂的此比值在 1 1 之间。V/q 比值越小，1.51系统浓缩得越快，即到达某一浓缩倍率的

15、时间就比较短，可参见表 4-2。此外， 冷却系统的水容积对冷却系统中水的滞留时间算术平均时间及药剂在冷却系统中的停留时间药龄有影响。表 4-2 V/q 对到达某一浓缩倍率 时所需时间时间hV/q浓缩倍率11/21/31/51.111.95.953.972.381.223.811.97.934.761.559.529.819.811.92.011959.539.723.82.517989.359.535.73.023811979.347.64.035717911971.45.047623815995.4注：计算条件为 PZ=0.84%，PF+PP=0.2%，冷却塔温差 t=7。2.3 水滞留时间

16、水的滞留时间表示水在冷却系统中的停留时间，也可表示冷却水系统中水的轮换程度，滞留时间可用下式计算：Vt=1-6R式中 tR滞留时间，h； V系统水容积，m3；此文档仅供学习和沟通P+ PFP此文档收集于网络，如有侵权请联系网站删除FP 吹散及泄漏损失，m3/h；PP 排污损失，m3/h。明显，系统水容积大，水的滞留时间长，排污量少，滞留时间长。2.4 凝汽器出口最高水温当冷却塔和凝汽器正常工作时，凝汽器出口最高水温一般均小于 45。以往只有一些承受机力塔的电厂，凝汽器出口最高水温曾到达 50。2.5 冷却塔进出水温度差此温度差一般为 612，多数为 810。2.6 蒸发损失蒸发损失是指因蒸发而

17、损失的水量。蒸发损失量以每小时损失的水量表示m3/h。蒸发损失率用蒸发损失量占循环水量的百分数表示。此值一般为1.0%1.5%左右。蒸发损失率 PZ 可依据以下阅历公式估算：ZP= kDt1-7式中k系数，夏季承受 0.16，春、秋季承受 0.12，冬季承受 0.08；t冷却塔进出口水的温差，。ZP 还可参见表 4-3。每 5温差的蒸发损失%冷却设备名称Z表 4-3冷却设备的蒸发损失率 P夏季春、秋季冬季喷水池1.30.90.6机力通风冷却塔0.80.60.4自然通风冷却塔0.80.60.4此文档仅供学习和沟通此文档收集于网络，如有侵权请联系网站删除2.7 吹散及泄漏损失吹散及泄漏损失是指以水

18、滴的形式由冷却塔吹散出去和系统泄漏而损失的水量，吹散及泄漏损失率 PF 因冷却设备的不同而异，参见表 4-4。表 4-4冷却设备的吹散和泄漏损失率 PF冷却设备名称小型喷水池400m3 大型和中型喷水池机力通风冷却塔有辅水器2.8 排污损失PF%1.53.512.50.20.3冷却设备名称自然通风冷却塔有捕水器自然通风冷却塔无捕水器PF%0.10.30.5排污损失是指从防止结垢和腐蚀的角度动身，掌握系统的浓缩倍率而强制排污的水量。浓缩倍率是指循环冷却水中某种不结垢离子的浓度与其补充水的浓度比值，由于水中 Cl-不会与阳离子生成难溶性化合物，所以通常用下式表示：Cf =C l - ,XC1-8C

19、 l - ,B式中 冷却系统的浓缩倍率；xCCl-， 循环水中Cl-的质量浓度，mg/L；C-，ClB补充水中Cl-的质量浓度，mg/L；ZFP假设知道 P 、P 和 值，就可求出排污损失率 P 。2.9 补充水量补充水量是指补入循环冷却系统中的水量。当冷却系统中的总水量保持肯定时，补充水量相当于单位时间内，因蒸发、吹散、排污损失的总和。对于肯定的冷却系统，蒸发、吹散损失是肯定的，也就是说排污损失的大小打算了补充水量的多少。此文档仅供学习和沟通此文档收集于网络，如有侵权请联系网站删除2.10 凝汽器管中水的流速从粘泥及微生物的附着的角度和循环水泵的经济性考虑，凝汽器管中水的流速一般设计在 2m

20、/s 左右，但有些电厂，为了节约厂用电，在冬季少开循环水泵， 此时铜管中实际水流速可能小于 lm/s ，应留意粘泥的沉积。3 开式循杯冷却系统中水和盐的平衡3.1 水量平衡开式循环冷却系统中，水的损失包括蒸发损失、吹散和泄漏损失、排污损失。要使冷却系统维持正常运行，对这些损失量必需进展补充，因此，水的平衡方程式如下：1-9PB = PZ+PF+PP式中 PB补充水率，%； PZ蒸发损失率，%；P= 补充水量 100%B循环水量PF吹散及泄漏损失率，%； PP排污损失率，%。3.2 浓缩倍率由于蒸发损失不带走水中盐分，而吹散、泄漏、排污损失带走水中盐分，假设补充水中的盐分在循环冷却系统中不析出，

21、则循环冷却系统将建立如下的盐类平衡：( P+ PZF+ P )CpB= ( PF+ P )CPX1-10式中 CB补充水中的含盐量，mg/L； CX环水中的含盐量，mg/L。将上式移项得：此文档仅供学习和沟通此文档收集于网络，如有侵权请联系网站删除=( P+ PfZF+ P)C=PX1-11( P+ P)CFPB式中 开式循环冷却系统的浓缩倍率。假设冷却水系统的运行条件肯定，那么蒸发损失量和吹散损失量就是定值， 通过调整排污量可以掌握循环冷却系统的浓缩倍率。PP=Z+ P- f PFF1-12Pf - 1由公式计算出的补充水量、排污水量和浓缩倍率的关系，如图4-6 所示。从图 4-6 中可看出

22、，提高冷却水的浓缩倍率，可大幅度削减排污量也意味着削减药剂用量和补充水量。从图1-6 中还可看出，随着浓缩倍率的提高，补充水量明显降低，但当浓缩倍率超过5 时，补充水量的削减已不显著。此外，过高的浓缩倍率，严峻恶化了循环水质，简洁发生各种类型的腐蚀故障。各种水质稳定药剂的效果与持续时间有关，过高的浓缩倍率，使药剂在冷却系统中的停留时间超过其药龄，将降低处理效果。上述状况说明，需要选定适宜的浓缩倍率。一般开式循环冷却系统的浓缩倍率应掌握在 46。图 4-6开式循环冷却系统中浓缩倍率与补给量的关系削减循环冷却系统排污，提高浓缩倍率，可取得良好的节水效果。现举一实例来分析：某火电厂总装机容量为 10

23、00MW，设 PZ =1.4%，PF =0.1%PF =0.5%，此文档仅供学习和沟通此文档收集于网络，如有侵权请联系网站删除加捕水器后可节水80% ，循环水量 12.6104t/h。由式 1-11 可以得出：P=1P- P ，浓缩倍率与节水关系的计算结果列于表 4-5 中。从表中可看Pf - 1ZF出，浓缩倍率为 5 时比浓缩倍率为 1.5 季节水 3087t/h，而浓缩倍率为 6 只比浓缩倍率为 5 节水 88t/h。浓缩倍率 排污率 P %P排污量m3/h以 =1.5 为基数的节水量m3/h表 4-5浓缩倍率与节水量的关系1.522.53456102.71.30.830.60.370.2

24、50.180.0563402163810467564663152277101764235626462936308731753331B由 1-11 式可以推导出补充水率 P与浓缩倍率 的关系为： PB=fP ；f - 1Z药剂耗量 D =1f - 1P d ，P+ PZZP=1Pf - 1Z，不同的浓缩倍率影响见表4-6。从表中可看出，随着浓缩倍率的提高，药剂的耗量也显著降低。FP表 4-6浓缩倍率对 PB，P +P ，D 的影响PBP +PFPDPBP +PFPD1.111 PZ10PZ10P dZ2.51.67 PZ0.67PZ0.67P dZ1.26PZ5PZ5P dZ3.01.5PZ0.

25、5PZ0.5P dZ1.53PZ2PZ2P dZ4.01.33PZ0.33PZ0.33P dZ2.02PZPZP dZ5.01.25PZ0.25PZ0.25P dZ注 D药剂耗量，g/h；d循环水中药剂浓度，mg/L。此文档仅供学习和沟通此文档收集于网络，如有侵权请联系网站删除其次节水垢和粘泥的沉积1 循环水中主要水垢成分及形态1.1 碳酸钙在开式循环冷却系统中，水中的重碳酸钙由于受热分解及二氧化碳在冷却塔中的散失，使以下平衡破坏，而析出碳酸钙。Ca(HCO3)2CaCO3+CO2+H2O2-1水在冷却塔中冷却时，由于水是以水滴及水膜的形式与大量空气接触，水中二氧化碳散失，造成碳酸钙析出。水温

26、打算于水中残留二氧化碳，如图 4-7 所示。碳酸钙犯难溶盐类，它在蒸馏水中的溶解度如图 4-8 所示。图 4-7水中残留 CO2 与水温的关系图 4-8蒸馏水中碳酸钙的溶解度1大气压下；2完全除去 CO2后随着水在开式循环冷却系统中的浓缩，各种离子浓度不断上升，碳酸钙因到达其溶度积而成为过饱和溶液。不同温度下，碳酸钙的溶度积列于表 4-7。表 4-7不同温度下，碳酸钙的溶度积温度碳酸钙的溶度积 Ksp温度碳酸钙的溶度积 Ksp09.5510-9254.5710-958.1310-9303.9810-9107.0810-9403.0210-9156.0310-9502.3410-9205.251

27、0-9此文档仅供学习和沟通此文档收集于网络，如有侵权请联系网站删除1.2 硫酸钙当温度上升，pH 降低时，硫酸钙的溶解度降低，硫酸钙在一般水中的溶解度如图 4-9 所示。从图 4-9 中可见，它的溶解度约为碳酸钙的 40 倍以上。这也就是凝汽器很少发生硫酸钙水垢的缘由。只有在高浓缩倍率下运行的换热设备，硫酸钙才可能在水温高部位析出。图 4-9硫酸钙和碳酸钙的溶解度1.3 磷酸钙和磷酸锌为了缓蚀、阻垢，往往向冷却水系统中参加聚磷酸盐和有机膦，随着温度的上升及药剂在冷却传统中停留时间的增长，它们会局部水解为正磷酸盐，正磷酸盐与钙离子反响，生成非晶体的磷酸钙。目前在很多复合配方中，为了缓蚀，都添加了

28、锌，而一般复合配方中都含有机磷，因此有可能形成磷酸锌的沉积。1.4 二氧化硅水中所含硅酸浓度，与地质环境有关，如火山地区，水中硅酸浓度就高。硅酸的离解按下式进展：3H2SiO3HSiO+H+2-2此文档仅供学习和沟通此文档收集于网络，如有侵权请联系网站删除HSiO -3SiO 2- +H+2-33硅酸的第一电离常数 K1=7.910-10； 硅酸的其次电离常数 K2=1.710-2。在不同 pH 值时，偏硅酸的存在比率如图 4-10 所示。3从图 4-10 可看出，当 pH 值小于 8.0 时，硅酸几乎处于非离解状态，此时几乎无 HSiO- 存在。图 4-10不同pH 值与偏硅酸存在比率的关系

29、3当 pH 值大于 9 时，由于 HSiO- 量明显增加，因而硅酸的溶解度也明显上升。当硅酸的含量超过其溶解度时，硅酸缩聚，以聚合体存在。随着聚合体分子量的增加，就会析出成为坚硬的硅垢。当循环冷却水中二氧化硅含量小于 150mg/L 时，一般不会析出沉淀。如循环水的 pH 值大于 8.5，二氧化硅含量到达 200mg/L， 也不会析出沉淀。1.5 硅酸镁硅酸镁有橄榄石Mg2SiO4、蛇纹石Mg3Si2O5(OH)4和滑石Mg3Si4O10(OH)2等冷却水系统中，一般常见的硅酸镁垢是滑石。温度对硅酸镁的沉淀影响很大，例如在 20时，放置一个月，硅酸镁也不会产生沉淀，而 70在时，则很快会产生。

30、关于硅酸镁指数，工业循环冷却水处理设计标准的规定如下：I= Mg 2+ (以CaCO 计, mg / L) SiO (mg / L) 150002-4MgSiO332硅酸镁的形成可分为两步，镁硬先以氢氧化镁沉淀，而后氢氧化物与溶硅和胶硅反响形成硅酸镁。2 水质稳定性的推断当水中碳酸钙含量超过饱和值时，就会引起结垢现象。当低于饱和值时，原先析出的 CaCO3 又会溶于水中，水对金属管壁产生腐蚀。当水中碳酸钙含量正好处于饱和状态时，无结垢也无腐蚀现象，称为稳定型水。下面介绍一些常用的此文档仅供学习和沟通此文档收集于网络，如有侵权请联系网站删除推断水质稳定性的方法。2.1 极限碳酸盐硬度开式循环冷却

31、系统运行时，过一段时间，就会到达盐类平衡，即循环水中的盐量在某个数值上稳定下来，不再连续上升，此值即为循环水盐类浓度的最大值。实际上，往往没有到达此最大值前，碳酸盐硬度便开头下降，此开头下降的碳酸盐硬度值，叫作水的极限碳酸盐硬度，也可以说，极限碳酸盐硬度是开式循环冷却系统中不结碳酸盐垢时，循环水的最大碳酸盐硬度值。用此值的推断方法为：，HB THTJ，结垢式中 HTJ水的极限碳酸盐硬度，mmol/L。，HT B补充水碳酸盐硬度，mmol/L。浓缩倍率水的极限碳酸盐硬度值，通常是由模拟试验求得，也可用阅历公式估算。2.1.1 阅历公式计算在循环冷却水未进展任何处理的状况下，前苏联学者提出了很多计

32、算极限碳酸盐硬度的公式，常用的有阿贝尔金公式。HTJ=k(CO2)+b-0.1HF2-5式中 HTJ水的极限碳酸盐硬度，mmol/L； k与水温有关的系数，参见表 2-2；b水中根本无 CO2 极限碳酸盐硬度值 mmol/L，参见表 4-8； HF循环水的非碳酸盐硬度永久硬度，mmol/L。表 4-8计算极限碳酸盐硬度的 k，b 值水温k 值b 值循环水的耗氧量mg/L5102030300.263.23.84.34.6此文档仅供学习和沟通此文档收集于网络，如有侵权请联系网站删除40500.170.102.52.13.02.63.43.03.83.32.1.2 西安热工争论所阅历公式西安热工所经

33、试验归纳整理，提出了如下计算极限碳酸盐硬度的阅历公式：，HTJ=fHB T(A+B-C-D)2-6式中 HTJ极限碳酸盐硬度，mmol/L；，f用于工业冷却系统掌握时的系数，取 0.80.85； HB T补充水的碳酸盐硬度，mmol/L；A与水中碳酸盐硬度有关的系数；B与水中镁硬有关的系数； C与水中重碳酸要有关的系数； D与水中钙硬有关的系数。处理循环冷却水，承受的药剂不同，其计算系数也不同。详见热工技术手册电厂化学篇。2.2 饱和指数 IBLangelier 指数饱和指数是依据碳酸钙的溶度积的各种碳酸化合物之间的平衡关系指导出来的一种指数概念，用以推断某种水质在肯定的运行条件下是否有 Ca

34、CO3 水垢析出。IB=pHY-pHB2-7式中 IB碳酸钙饱和指数； pHY水的实测 pH 值； pHB碳酸钙饱和 pH 值。IB=0 时，水质是稳定的。IB0 时，水中 CaCO3 呈过饱和状态，有 CaCO3 析出的倾向。IB0 时，水中 CaCO3 呈未饱和状态，有溶解 CaCO3 固体的倾向，对钢材有腐蚀性。此文档仅供学习和沟通此文档收集于网络，如有侵权请联系网站删除一般状况下，IB 值在0.250.30范围内，可以认为水质是稳定的。2.3 稳定指数 IWRyznar 指数在朗格里尔Langelier所做工作的根底上，雷兹纳Ryznar进展了一些试验室试验和现场校正试验，提出了雷兹纳

35、稳定指数 IW：IW=2pHBpHY2-8pHY=1.465lgA+7.032-9式中 A水的全碱度，mmol/L。IB3.0IW3.0结 垢 程 度格外严峻IB-0.2IW6.5结 垢 程 度无垢稳定指数IW和饱和指数IB与结垢程度的关系见表 4-9。表 4-9IB 、IW 与结垢程度的关系2.04.0很严峻-0.57.0无垢，垢稍有溶解倾向1.05.0严重-1.08.0无垢，垢有中等溶解倾向0.55.5中等-2.09.0无垢，垢有明显溶解倾向0.25.8稍许-3.010.0无垢，垢有格外明显的溶解倾向06.0稳定水对于稳定剂处理的开式循环冷却系统，由于腐蚀和结垢问题不能只由碳酸钙的溶解平衡

36、来打算，加之消灭了一个很宽的介质稳定区，同时冷却水的腐蚀和结垢倾向已被其中的缓蚀剂和阻垢剂所抑制，因此难以用单一的饱和指数来判定。实际应用结果说明，在火电厂，对于不处理的直流式冷却系统及用酸和炉烟处理的开式循环冷却系统，一般可用饱和指数来判定水的结垢性。3 粘泥附着以微生物细菌、霉菌、藻类等微生物群和其粘在一起的粘质物多糖类、蛋白质等为主体，混有泥砂、无机物等，形成软泥性的污物，称为粘泥。粘泥可分为附着型粘泥和积存型淤泥两种。一般地说，附着型粘泥，其灼烧减量超过 25%，含有大量的有机物以微生物为主体。积存型淤泥，其灼烧减量在 25%以下，相对微生物含量较低，泥砂等无机成分较多。固然，在灼烧减

37、量此文档仅供学习和沟通此文档收集于网络，如有侵权请联系网站删除中，还包括微生物以外的有机物量，因此要准确判别，还应测定蛋白质量仅微生物含有。粘泥附着型污垢和淤泥积存型污垢的发生部位见表 4-10。表 4-10冷却系统各部位粘泥的类型发生部位 热交换器管内水池底部冷却塔池壁填料粘泥类型 粘泥附着型淤泥积存型粘泥附着型粘泥附着型在打算粘泥的处理方法时，必需了解构成粘泥的微生物种类、性质和特点见表 4-11。在开式循环冷却系统中，由菌胶团状细菌引起的故障最多，其次是丝状真菌、丝状细菌、藻类引起的故障。表 4-11开式循环冷却系统中组成粘泥成分的微生物微生物种类蓝藻类藻类绿藻类硅藻类菌胶团状细菌丝状细

38、菌铁细菌细菌类硫细菌硝化细菌 硫酸盐复原菌藻菌类水霉菌 真菌类 不完全菌类绿菌类特点细胞内含有叶绿素，利用光能进展碳酸同化作用，在冷却塔下部接触光的场所常见是块状琼脂，细菌分用于其中，在有机物污染的水系中常见稍做水棉，在有机物污染的水系中呈棉絮状集聚氧化水中的亚铁离子，使高铁化合物沉积在细胞四周 污水中常见，一般在体内含有硫磺颗粒，使水中的硫化氢等氧化将氨氧化成亚硝酸盐的细菌和使亚硝酸盐氧化成硝酸盐的细菌，在循环水系统中有氨的地区生殖使硫酸盐复原生成硫化氢在菌丝中没有隔膜，全部菌丝成为一个细胞在菌丝中有隔膜此文档仅供学习和沟通此文档收集于网络，如有侵权请联系网站删除3.1 影响粘泥生成的因素微

39、生物的养分源内流速小于 0.3m/h 时，淤泥简洁积存。3.2 粘泥附着和淤泥积存的机理3.2.1 粘泥附着机理一般认为，水中的微生物附着在某个固体外表上，对利用养分成分是有利的， 所以微生物有附着固体外表生长的倾向。热交换器上附着粘泥的模式如图 4-11 所示。这种附着形态也在水中的悬浮物外表进展，生成微生物絮凝物，这种絮凝物附着在金属外表，并使粘泥附着加速进展。粘泥附着过程分为三个时期，即附着初期、对数附着期和稳定附着期。稳定附着期是指粘泥附着速度与水流引起的粘泥剥离速度处于平衡状态。图 4-11粘泥附着模式图a微生物在固体外表附着；b微生物四周生成粘着性质；c粘着性物质发生粘结作用，附着

40、无机悬浊物质；d随着又重进展3.2.2 淤泥积存机理冷却水中的悬浮物，由于微生物生成的粘质物的作用，而使其絮凝化，生成絮疑物，在低流速部位，它会沉降而形成淤泥。人们把有微生物参与的絮凝现象称为生物絮凝。此外无机物相互间的絮凝作用也是淤泥积存的缘由。但在冷却水系统中，通常以生物絮凝为主。3.3 影响污垢沉积的因素（1） 水质此文档仅供学习和沟通此文档收集于网络，如有侵权请联系网站删除水质是影响污垢沉积的最主要因素之一。循环水水质的各项掌握指标，绝大局部是依据污垢掌握的要求而制订的。除了成垢离子和浊度等外，水的pH 值对污垢沉积也有较大影响。由于钙、镁垢和铁的氧化物在pH 大于 8 时几乎完全不溶解。有机胶体在碱性溶液中比在酸性溶液中更易混凝析出。微生物粘泥在碱性溶液中也更难以去除，氯的杀菌作用在碱性溶液中会明显下降。（2） 流淌状态流淌状态包括流体的流速、流体的湍流或层流程度和水流分布等几个方面。流淌状态对污垢的沉积与剥离有重要作用。在流淌体系中，如有高流速突变为低流速的突变区域，简洁产生污垢的沉积。（3） 水温各种微生物都有一个最正确的生殖温度，此温度为 3040。对于冷却系统， 除考虑水温外，还要考虑传热管的外表温度。（4）