循環(huán)冷卻水處理概況

第第頁循環(huán)冷卻水處理概況循環(huán)冷卻水處理概況一、冷卻系統(tǒng)的類型1、直流系統(tǒng)早期工廠的冷卻水系統(tǒng)實行直流系統(tǒng)。冷卻水從水源流經(jīng)熱交換器后又回流到水源處。優(yōu)點是快速有效：水源處的水溫較低；快捷性：可在*小的傳熱面條件下冷卻。表現(xiàn)為腐蝕、污垢和微生物繁殖，但相對較?。幌到y(tǒng)內(nèi)由水引起的問題重要取決于原水的性質(zhì)。由于水在系統(tǒng)內(nèi)沒有濃縮，一般不會發(fā)生明顯的物理和化學(xué)變化，冷卻水系統(tǒng)內(nèi)水的流量和溫度的變化、加上水的性質(zhì)各不相同（河水、湖水常含有大量懸浮物和沉積物，且隨季節(jié)變化；水中常含鐵和結(jié)垢的鹽類），使得系統(tǒng)的管理工作更加多而雜。圖3—1直流冷卻水系統(tǒng)圖3—2封閉式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)2、密閉式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)1）定義水密閉循環(huán)，并交替冷卻和加熱，而不與空氣接觸。在密閉系統(tǒng)中，冷卻水?dāng)y帶的熱量通常通過水—水換熱器傳給打開式循環(huán)水系統(tǒng)中的循環(huán)水，熱量再從水中散發(fā)到大氣中去。2）構(gòu)成完全密閉的循環(huán)水系統(tǒng)；用于對水冷卻或去除水中的熱量的冷卻器或熱交換器。3）密閉系統(tǒng)在工業(yè)上的應(yīng)用（1）冷卻氣體管路的氣體來冷卻燃汽輪機(jī)或變壓器冷卻用的油冷卻器；（2）柴油發(fā)動機(jī)和氣體發(fā)動機(jī)；（3）制冷機(jī)；（4）以掌控牢靠的工藝過程的溫度為目的：原子反應(yīng)堆的輔佑襄助冷卻器；煉鐵高爐的爐體、風(fēng)口等的冷卻等。4）密閉系統(tǒng)的優(yōu)點（1）水溫易掌控；（2）水詰責(zé)題的掌控簡單化：補充水量少；（3）補充水僅用于補償水泵填料的泄露水量或因檢修而排放的水量；（4）水的蒸發(fā)很少；（5）結(jié)垢程度較輕：一般用軟化水或去離子水。（6）腐蝕問題不嚴(yán)重：氧不是處于飽和狀態(tài)。3、打開式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)1）定義冷卻水通過熱交換器后，水溫提高成為熱水，熱水經(jīng)冷卻塔曝氣與空氣接觸，由于水的蒸發(fā)散熱和接觸散熱使水溫降低，冷卻后的水再循環(huán)利用。又稱為冷卻塔系統(tǒng)。圖3—3打開式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)1—補充水（M）；2—冷卻塔；3—冷水池；4—循環(huán)水泵；5—滲漏水（F）；6—冷卻水；7—冷卻用換熱器；8—熱水（R）；9—排污水（B）；10—蒸發(fā)損失（E）；11—風(fēng)吹損失（D）；12—空氣2）水冷卻原理通過水與空氣接觸，由以下三個過程共同作用的結(jié)果。（1）水的蒸發(fā)散熱a.水在冷卻設(shè)備中形成大小水滴或極薄水膜，擴(kuò)大其與空氣的接觸面積和延長接觸時間，加強(qiáng)水的蒸發(fā)，使水汽從水中帶走汽化所需的熱量，從而使水冷卻。b.為了加快蒸發(fā)散熱：一方面應(yīng)加添熱水與濕空氣之間的接觸面積，以供給水分字逸出的機(jī)會；另一方面提高水氣界面上的空氣流動速度，以保持蒸發(fā)的推動力不變。（2）水的接觸傳熱借傳導(dǎo)和對流傳熱，稱為接觸傳熱。水面與較低溫度的空氣接觸，由于溫差使熱水中的熱量傳到空氣中去，水溫得到降低。溫差愈大，傳熱效果愈好。（3）水的輻射傳熱不需要傳熱介質(zhì)的作用，而是由一種電磁波的形式來傳播熱能的現(xiàn)象。輻射傳熱只是在大面積的冷卻池內(nèi)才起作用。在其它類型的冷卻設(shè)備中，輻射傳熱可以疏忽不計。3）冷卻設(shè)備的種類與結(jié)構(gòu)在循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中，用來降低水溫的構(gòu)筑物或設(shè)備成為冷卻構(gòu)筑物或冷卻設(shè)備。按其熱水與空氣接觸方式的不同，可分為：（1）水面冷卻構(gòu)筑物工業(yè)上**種循環(huán)冷卻方法，又稱涼水池。過程：需要冷卻的水流入池內(nèi)，通過自然蒸發(fā)、輻射和對流傳熱漸漸將水冷卻到適當(dāng)再用的溫度?？空舭l(fā)散熱約占總散熱量的55%，因而比冷卻塔要小些（蒸發(fā)散熱占80%）。冷卻過程緩慢，效率低，溫差小。且需要很大的貯水池。（2）噴水池池內(nèi)裝有水管、噴嘴或電動噴水組件，由噴嘴把水噴到大氣中，從而加添了蒸發(fā)量，即使在較小的水池也能加速冷卻。設(shè)在建筑場地開闊處的水池的冷卻效果要好些。水的消耗大，約為循環(huán)水量的1.0—5.0%。易帶入四周的雜質(zhì)。（3）冷卻塔是一個塔型建筑，水氣熱交換在塔內(nèi)進(jìn)行，可以人工掌控空氣流量來加強(qiáng)空氣與水的對流作用來提高冷卻效果。占地面積小、冷卻效果好。包括自然通風(fēng)式和機(jī)械通風(fēng)式。冷卻塔包括通風(fēng)筒、配水系統(tǒng)、淋水裝置、通風(fēng)設(shè)備、收水器、集水池等部分。圖3—4自然通風(fēng)冷卻塔圖3—5機(jī)械通風(fēng)冷卻塔1—配水系統(tǒng)；2—填料；3—百葉窗；1—配水系統(tǒng)；2—填料；3—百葉窗；4—集水池；5—空氣調(diào)配區(qū)；6—風(fēng)筒；4—集水池；5—空氣調(diào)配區(qū)；6—風(fēng)機(jī)；7—熱空氣和水蒸汽；8—冷水7—風(fēng)筒；8—熱空氣和水蒸汽；9—冷水圖3—6玻璃鋼冷卻塔1—玻璃鋼塔體；2—淋水裝置；3—填料；4—空氣；5—接水盤；6—冷卻水；7—熱水；8—排風(fēng)扇；9—熱空氣和水蒸汽4）冷卻塔效率的衡量指標(biāo)（1）冷卻幅高（也稱濕球溫差）冷卻水不冷不熱空氣濕球溫度的差值T2—τ。τ代表該地?zé)崴鋮s所能達(dá)到的極限值。T2—τ越小，效能越高。（2）冷卻幅寬冷卻塔的回水和出水溫度的差值，T1—T2、（3）淋水密度指冷卻塔單位面積上的熱水噴灑負(fù)荷，m3/（m2h）。淋水密度與冷卻幅寬、水的比熱的乘積稱為冷卻構(gòu)筑物單位面積的熱負(fù)荷，W/（m2（kcal/（m2h））。5）打開式冷卻水的水工況冷卻過程中的三種損失:M=E+D+BM、E、D、B分別代表補充水量、蒸發(fā)損失、風(fēng)吹損失、排污量（包括泄漏損失）。由Q=R（tw2—tw1）x=E（I—tm）R式中：X——冷卻塔中水溫降低1℃時因蒸發(fā)而散失的熱量與總散失熱量的比值；I——為循環(huán)水平均溫度下蒸汽的熱焓值（25℃時飽和蒸汽為608kcal/kg）；tm——為進(jìn)出口的平均水溫。則有：E=x△t/（i—tm）=0.17x△t式中：X在夏季為1.0，冬季0.5，春秋0.75、（1）蒸發(fā)損失EE=a（R—B）,a=e（t2—t1）（2）風(fēng)吹損失DD=（0.2%—0.5%）R（3）排污損失BB+W=E/（K—1）（4）滲漏損失F不可疏忽的因素。（5）離子濃度的更改D（Vc）=McMdt–BcdtC=MCM/B+（c0–MCM/B）EXP[—B（t—t0）/V]圖3—7降低濃縮倍數(shù)時圖3—8提高濃縮倍數(shù)時水中離子濃度變化曲線水中離子濃度變化曲線（6）濃縮倍數(shù)指循環(huán)水中某物質(zhì)的濃度和補充水中某物質(zhì)的濃度之比。一般還可以以某種有代表性的可溶性離子或物質(zhì)。K=S循/S補M=EK/（