冷却塔水处理基础知识

1、冷水塔水处理基础冷水塔水处理基础2021/6/16项目项目 水处理的重要性 水化学 冷却水处理2021/6/16水处理的重要性水处理的重要性2021/6/16水处理的有效性水处理的有效性 最大化提高锅炉& 冷却水系统生活效率可靠 安全 最小化节约费用燃料, 水, 化学品, 维护 维护, & 人工水系统处理是维护预防项目中非常重要的一个部水系统处理是维护预防项目中非常重要的一个部分。分。2021/6/16 千吨冷却水塔多50%负荷进行运作 0.01厚度冷凝系管壁导致的损耗= 每年增加电费$51,219! * 污垢增加潜在腐蚀军团菌增加维护成本潜在不可预测的关机较差水处理导致的浪费

2、较差水处理导致的浪费以一个以一个0.75千瓦千瓦/吨冷却水组作为参考吨冷却水组作为参考& 电力消耗电力消耗$0.06 千瓦时千瓦时2021/6/16训练有素的操作人员能帮助制定一个成功处理计划训练有素的操作人员能帮助制定一个成功处理计划来降低总费用。来降低总费用。水处理的伙伴关系水处理的伙伴关系 培训与现场测试，可以有巨大的 回报! 水处理代表在现场服务的时间 很少! 水处理操作指南帮助文件步骤& 与你的程序关联2021/6/16基础水化学基础水化学2021/6/16水水 纯水是无色, 无味, & tasteless 化学方程式H2O 水具有多种特性，同时是个优良 传热

3、介质。安全性价比高高热容量(能吸收和释放更多的热量)2021/6/16The Universal Solvent 水常被称为广泛溶剂 水具有超强的溶解性 水中的杂质导致生锈、沉淀等相关问题 雨水是最常见的方式冷凝水(无杂质)但是雨水不会以纯净状态时间太长2021/6/16水循环水循环在循环过程中，杂质进入水中 溶解气体 溶解固体 悬浮固体水质受地质影响很大水质受时间而改变2021/6/16Key Problem Causing Impurities电导率pH值碱度硬度氧2021/6/16 测量水的“传导”电流的能力 用于测量总固体溶解量 更高的电导率，更高的溶解固体量 电导率随着锅炉和冷却塔中

4、液体的浓缩而提高电导率电导率2021/6/16124567891011 12 13 143pH 测量水中的酸碱性pH 7.0 被认定为中性被认定为中性 pH低显酸性pH越低越容易生锈 pH高显碱性pH越高越容易生垢AlkalineAcidicNeutral2021/6/16 测量酸中和的能力 与pH有关 低pH 低碱度&导致生锈 高pH 碱度高能形成垢碱度碱度2021/6/16 水中含有大量的钙镁离子 这些物质导致水变硬 软水剂会降低硬度 钙是常见杂质 在碱性条件容易形成垢 所有热交换系统形成沉积垢的重要因素硬度硬度2021/6/16 碱性条件下，钙离子形成 随着温度变化会被溶解一部分

5、温度升高溶解性下降冷凝管是冷却系统中最热的点碳酸钙垢碳酸钙垢2021/6/16 溶解气体 氧溶解在水中 冷却水塔含有腐蚀性的氧氧氧2021/6/16冷却水处理冷却水处理2021/6/16冷却水系统主要问题冷却水系统主要问题2021/6/16 生锈 毁坏系统的金属形成沉淀 沉淀物降低热传递效率增加能量损耗造成垢下腐蚀 微生物控制差引发生锈, 沉淀 & 增加潜在的病毒有效的解决问题方案有效的解决问题方案!2021/6/16典型的冷却水系统典型的冷却水系统 开放式冷却水系统开放式冷却水系统 冷却塔, 蒸发式冷凝器, & 流体冷却器 水蒸发而释放热量到大气 冷却水溶解一定浓度固体需要排

6、放 补加水（水蒸发和排放的水） 封闭冷却水系统封闭冷却水系统 冷却, 热水, & 软化水 回路 无蒸发 除泄露损失水很少 主要关系控制腐蚀2021/6/16典型典型A/C 系统系统CondenserEvaporator2021/6/16抽风横流式冷却塔 强制通风冷却塔冷却塔冷却塔2021/6/16冷却冷却& 冷凝冷凝 冷凝器是个巨大的制冷机器 通常使用水来传递或转移热量 也可以使用空气作为传递冷和热的介质 冷却器是把不想要的热从一个地方去除 制冷器以吨计 1 吨 = 12,000 BTU/小时移热 Two basic types of chillers Vapor Compre

7、ssion Absorption2021/6/16冷凝器冷凝器蒸发器蒸发器典型的冷凝器典型的冷凝器2021/6/16蒸汽压缩式制冷机蒸汽压缩式制冷机 像家庭空调一样控制 相同的构造: 压缩机、冷凝器、膨胀阀& 蒸发器 需要制冷剂 制冷剂内部添加，主要把热量从一个地方移到另一个地方 氨 氟利昂2021/6/16压缩循环制冷机压缩循环制冷机 冷凝器核心是压缩机 容积式压缩机 往复式（看起来像汽车发动机） 螺旋式 滚筒式 小型冷却器 离心压缩机 最常见的大型冷却器 像有个扇子在冷却器上2021/6/16压缩循环冷凝器压缩循环冷凝器压缩机压缩机r离心式离心式往复式螺旋式2021/6/16压缩循

8、环冷凝器的蒸发率压缩循环冷凝器的蒸发率 1吨制冷剂 = 12,000 BTU/hr 蒸发器散热. 压缩循环制冷每吨增加3000 BTU的热量 压缩循环冷却器每吨排出15,000 BTU/hr热. 冷却塔蒸发率 1.53 加仑每小时每吨2021/6/16增强型冷却器管增强型冷却器管 蒸发器 & 冷凝器外壳 & 管 HX 通常使用增强型HX铜管 也叫来复线管 管面凹凸 增加湍流 增加表面积 增加热传递 增加潜在的腐蚀和沉淀 强化 凸出非常接近2021/6/16封闭系统封闭系统 广泛用于柔和的冷却&加热 配制 2, 3, & 4 管道系统 初级&次级回路 独立

9、冷却系统 封闭的冷凝器回路 软化水回路（热泵）2021/6/16封闭系统封闭系统 水损失不严重的话比较容易处理 处理方式多样 更经济 低污染 即使小的腐蚀或微生物成长都会引起大的沉积问题 设计为较低的污物限度2021/6/16双管路系统双管路系统2021/6/16三管路系统三管路系统2021/6/16四管路系统四管路系统2021/6/16四个管路的空气四个管路的空气2021/6/16有效的水处理有效的水处理 帮住最大化的提高HVAC（空调） 系统的寿命、效率、可靠性、安全性，较少费用。 帮助控制腐蚀、沉淀及微生物生长 Part of the overall PM program for an

10、HVAC system2021/6/16锈蚀锈蚀 铁锈引起的后果金属损坏减少系统寿命机器失效 腐蚀产物降低热传导效率流动性受限制增加操作成本2021/6/16控制锈蚀的方式控制锈蚀的方式 耐腐蚀材料- 价格较贵，但设备寿命较长 通过保持合理的周期（排放）来平衡生锈/结构的形成趋势 好的结垢& 微生物控制 使用腐蚀抑制剂 合理的抑制 维持在一个合理的范围2021/6/16沉淀物沉淀物 物质沉淀碳酸钙 其他杂志流动性低通常形成在热交换表面 大部分沉淀物是混合物泥土、铁锈、泥浆等等. 所有被称为污物某些杂质相对独立Calcium Carbonate & Slime Deposit i

11、n Condenser Tubes2021/6/16影响水垢形成的因素影响水垢形成的因素 由于流动不畅而导致水中溶解高矿物质 流动慢 高温 阻垢剂低 悬浮固体较多2021/6/16 冷凝器表面越脏冷却性能越差 制冷的温度高于设计的温度 制冷剂的压力增加，以至于它将会凝结在较高的温度 需要压缩机加倍工作 压缩机设计在一个确定冷凝温度& 压力工作下，给定的负荷 冷凝器压力也称head pressure 温度高, head pressure也高生垢的坏处生垢的坏处2021/6/16控制结垢的方式控制结垢的方式 通过排放来限制生垢物质的浓度 修改系统的流速或者温度 保持系统干净 添加化学阻垢剂

12、扩大溶解杂质防止颗粒形成附着沉积2021/6/16排放排放&循环控制的重要性循环控制的重要性 排放会直接影响水&阻垢剂成本 太多的水剂试剂排放排水太少会增加垢，能源消耗及其他问题 Maintain max cycles consistent with good results!抑制剂产品功能，水质，系统设计，操作条件下，监控程序 注意:低缓蚀剂流动能造成垢的快速形成定期现场监测是很重要的2021/6/16排放线管的成本排放线管的成本1000 Ton Load, 24 Hr/Day, 365 Days/Year, Water Cost = $3.00/1000 GallonsIn

13、hibitor Cost = $2.50/lb., Inhibitor Feed Rate = 100 ppmCyclesAnnual Bleed Annual Make UpAnnual Water CostAnnual Inhibitor CostTotal Annual Cost215,768,00031,536,00094,608$ 32,850$ 127,458$ 37,884,00023,652,00070,956$ 16,425$ 87,381$ 53,942,00019,710,00059,130$ 8,213$ 67,343$ 72,628,00018,396,00055,1

14、88$ 5,475$ 60,663$ 91,971,00017,739,00053,217$ 4,106$ 57,323$ 111,576,80017,344,80052,034$ 3,285$ 55,319$ 2021/6/16微生物控制不好造成的影响微生物控制不好造成的影响 生锈&金属出问题 热交换表面形成杂质 & 浪费能源 军团菌 系统停机& 产品问题 高维护费用Millions $ 导致减少寿命、可靠、安全性导致减少寿命、可靠、安全性2021/6/16生物膜和生物污染生物膜和生物污染 细菌生成胶装物成为生物膜“油滑”的感觉高绝缘性甚至可能不可见 及时杀菌剂增加也

15、能保护细菌 当生物膜上有污泥，泥沙，纤维，臭虫，耐腐蚀的产品等引起的生物污染。. 生物膜或生物污染称为 形成军团菌2021/6/16提高生物控制效率提高生物控制效率System Design & OperationBiocide AdditionsBiomonitoringCleaning & Disinfection2021/6/16 需要有效的控制微生物 j日常生物监测 k适当添加杀菌剂& 有计划的清洁/消毒不仅仅使用化学试剂不仅仅使用化学试剂! 系统设计能很好的帮助微生物测量2021/6/16系统设计系统设计 收水器 避免死角&其他停滞区域 保护水池保护水

16、池, 顶端& 其他湿润区域from sunlight 使用耐腐蚀建筑材料 便于冲洗和完整的排水设计2021/6/16日常清理日常清理&消毒消毒 每年至少一次清扫和消毒，最好两次 干净的系统是减少风险的关键，因为泥沙，淤泥，有机物质促进军团菌的增长 旁流过滤能减少所需减少清理2021/6/16杀菌剂类型杀菌剂类型 非氧化性杀菌剂通过投毒方式杀死或抑制细菌生长特定微生物 氧化型杀菌剂通过“burning up”方式抑制细菌生长Non-specific kill mechanism氯, 溴 , 双氧水, 臭氧, etc.2021/6/16非氧化性的杀菌剂非氧化性的杀菌剂 Contro

17、l some bugs that oxidizers cant Penetrate slime better than oxidizers Less corrosion concerns Usually required with an oxidizing biocide program A single or dual non-oxidizing biocide program is not considered a “best practice” program for Legionella risk reduction2021/6/16挑选最佳的杀菌剂计划挑选最佳的杀菌剂计划 没有一个杀菌计划是通用的 Best practices guidelines for Legionella control specify use of an oxidizing biocide Other things to consider系统设计& 运营状况水质Existing feed & control equipmentAvailability