循环冷却水处理-系统

• 结垢程度较轻：一般用软化水或去离子水。
• 腐蚀问题不严重：氧不是处于饱和状态。
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敞开式蒸发系统
• 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。
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敞开式循环冷却水系统示意图
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• 冷却塔水温降低1℃时因蒸发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 608×4.184kJ/kg)；
• tm 为进出口的平均水温, 即(t1+t2)/2, 通常以25℃计算。 • 4.184为水的比热容，J/(g·℃）
• 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
（2）喷水池
（3）冷却塔
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（1）水面冷却构筑物
• 工业上第一种循环冷却方法，又称凉水池。 • 过程：需要冷却的水流入池内，通过自然蒸发、辐
射和对流传热逐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
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直流系统
• 早期工厂的冷却水系统采取直流系统。 • 冷却水从水源流经热交换器后又回流到水源处。 • 优点
快速有效：水源处的水温较低； 灵活性：可在最小的传热面条件下冷却。
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直流系统的问题
• 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主要取决于原水的性质。
的热负荷，W/(m2(kcal/(m2h))。
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自然通风冷却塔
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4. 敞开式冷却水的水工况
• 敞开式冷却水系统的水量平衡图
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水量损失
1.蒸发损失E E = a ( R – B ), a = e (t2 - t1) a 为蒸发损失率，%； e 为损失系数，与季节有关， 夏季为(25-30℃)0.15-0.16； 冬季(-15-10℃) 0.06-0.08； 春秋(0-10℃) 0.10-0.12。
第三章 冷却水处理
第一节 冷却水系统概况 第二节 腐蚀及其控制 第三节 沉积物及其控制 第四节 微生物及其控制 第五节 预处理 第六节 正常运行 第七节 现场监测
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第一节 冷却水系统概况
1. 冷却系统的类型 直流系统、循环系统(密闭式循环系统、敞开式循环系统)
2. 水冷却原理 3. 冷却设备的种类与结构 4. 敞开式冷却水的水工况 5. 空调系统
2. 风吹损失D： D = ( 0.2% - 0.5%) R 3. 排污损失B： B + D = E / ( K – 1 ) 4. 渗漏损失F： 一般忽略,但实际工程中应注意其变化。
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蒸发损失E
Q = R ·(t1-t2) ·4.184·x = E R( i – tm·4.184 ) 式中X：
---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，
河水、湖水常含有大量悬浮物和沉积物，且随季 节变化；
井水中常含铁和结垢的盐类。
• 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，使得系统的管理工作更加复杂。
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密闭系统
定义：
• 水密闭循环，并交替冷却和加热，而不与空气接触。
b. 为了加快蒸发散热： • 一方面应增加热水与湿空气之间的接触面积，以提供水分字逸
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。
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（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。
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• 易带入周围的杂质。
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（3）冷却塔
• 是一个塔型建筑，水气热交换在塔内进行，可以人工控制空 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。
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冷却塔效率的衡量指标
• 温差愈大，传热效果愈好。
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（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，辐射传热可以忽略不计。
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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。
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—传质过程
（2）水的接触传热-- 传热过程
（3）水的辐射传热—很少
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（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。
a. 冷却幅高（也称湿球温差） • 冷却水温和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。 b. 冷却幅宽 • 冷却塔的回水和出水温度的差值，t1-t2。 c. 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
• 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 敞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。
组成：
• 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。
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密闭系统在工业上的应用
a. 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；
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。
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（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，从而增加了蒸发量，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%。
b. 柴油发动机和气体发动机； c. 制冷机； d. 以控制可靠的工艺过程的温度为目的：
• 原子反应堆的辅助冷却器； • 炼铁高炉的炉体、风口等的冷却等。
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密闭系统的优点
• 水温易控制；
• 水质问题的控制简单化：补充水量少；
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；
水的蒸发很少；