循环冷却水处理概况

第第页循环冷却水处理概况循环冷却水处理概况一、冷却系统的类型1、直流系统早期工厂的冷却水系统实行直流系统。冷却水从水源流经热交换器后又回流到水源处。优点是快速有效：水源处的水温较低；快捷性：可在*小的传热面条件下冷却。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重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，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（河水、湖水常含有大量悬浮物和沉积物，且随季节变化；水中常含铁和结垢的盐类），使得系统的管理工作更加多而杂。图3—1直流冷却水系统图3—2封闭式循环冷却水系统2、密闭式循环冷却水系统1）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—水换热器传给打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。2）构成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。3）密闭系统在工业上的应用（1）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；（2）柴油发动机和气体发动机；（3）制冷机；（4）以掌控牢靠的工艺过程的温度为目的：原子反应堆的辅佑襄助冷却器；炼铁高炉的炉体、风口等的冷却等。4）密闭系统的优点（1）水温易掌控；（2）水诘责题的掌控简单化：补充水量少；（3）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；（4）水的蒸发很少；（5）结垢程度较轻：一般用软化水或去离子水。（6）腐蚀问题不严重：氧不是处于饱和状态。3、打开式循环冷却水系统1）定义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。图3—3打开式循环冷却水系统1—补充水（M）；2—冷却塔；3—冷水池；4—循环水泵；5—渗漏水（F）；6—冷却水；7—冷却用换热器；8—热水（R）；9—排污水（B）；10—蒸发损失（E）；11—风吹损失（D）；12—空气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.为了加快蒸发散热：一方面应加添热水与湿空气之间的接触面积，以供给水分字逸出的机会；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。（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。（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，辐射传热可以疏忽不计。3）冷却设备的种类与结构在循环冷却水系统中，用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）水面冷却构筑物工业上**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、辐射和对流传热渐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。（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，从而加添了蒸发量，即使在较小的水池也能加速冷却。设在建筑场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%。易带入四周的杂质。（3）冷却塔是一个塔型建筑，水气热交换在塔内进行，可以人工掌控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。图3—4自然通风冷却塔图3—5机械通风冷却塔1—配水系统；2—填料；3—百叶窗；1—配水系统；2—填料；3—百叶窗；4—集水池；5—空气调配区；6—风筒；4—集水池；5—空气调配区；6—风机；7—热空气和水蒸汽；8—冷水7—风筒；8—热空气和水蒸汽；9—冷水图3—6玻璃钢冷却塔1—玻璃钢塔体；2—淋水装置；3—填料；4—空气；5—接水盘；6—冷却水；7—热水；8—排风扇；9—热空气和水蒸汽4）冷却塔效率的衡量指标（1）冷却幅高（也称湿球温差）冷却水不冷不热空气湿球温度的差值T2—τ。τ代表该地热水冷却所能达到的极限值。T2—τ越小，效能越高。（2）冷却幅宽冷却塔的回水和出水温度的差值，T1—T2、（3）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））。5）打开式冷却水的水工况冷却过程中的三种损失:M=E+D+BM、E、D、B分别代表补充水量、蒸发损失、风吹损失、排污量（包括泄漏损失）。由Q=R（tw2—tw1）x=E（I—tm）R式中：X——冷却塔中水温降低1℃时因蒸发而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608kcal/kg）；tm——为进出口的平均水温。则有：E=x△t/（i—tm）=0.17x△t式中：X在夏季为1.0，冬季0.5，春秋0.75、（1）蒸发损失EE=a（R—B）,a=e（t2—t1）（2）风吹损失DD=（0.2%—0.5%）R（3）排污损失BB+W=E/（K—1）（4）渗漏损失F不可疏忽的因素。（5）离子浓度的更改D（Vc）=McMdt–BcdtC=MCM/B+（c0–MCM/B）EXP[—B（t—t0）/V]图3—7降低浓缩倍数时图3—8提高浓缩倍数时水中离子浓度变化曲线水中离子浓度变化曲线（6）浓缩倍数指循环水中某物质的浓度和补充水中某物质的浓度之比。一般还可以以某种有代表性的可溶性离子或物质。K=S循/S补M=EK/（