3-1 循环冷却水处理-系统
循环冷却水结垢原理及处理方法
循环冷却水结垢原理及处理方法一、循环冷却水系统为什么会结垢1.一般解释冷却水中溶解有各种盐类，如碳酸盐、碳酸氢盐、硫酸盐、硅酸盐、磷酸盐和氯化物等，它们的一价金属盐的溶解度很大，一般难以从冷却水中结晶析出，但它们的两价金属盐（氯化物除外）的溶解度很小，并且是负的温度系数，随浓度和温度的升高很容易形成难溶性结晶从水中析出，附着在水冷器传热面上成为水垢。
如冷却水中的碳酸氢根离子浓度较高，当冷却水经过水冷器的换热面时，受热发生分解，发生如下反应：Ca(HCO3)2→CaCO3↓+ H2O + CO2↑当冷却水通过冷却塔时，溶解于水中的二氧化碳溢出，水的pH 值升高，碳酸氢钙在碱性条件下发生如下反应：Ca(HCO3)2+ 2OH- →CaCO3↓+ 2H2O + CO32-难溶性碳酸钙可以是无定型碳酸钙、六水碳酸钙、一水碳酸钙、六方碳酸钙、文石和方解石。
方解石属三方晶系，是热力学最稳定的碳酸钙晶型，也是各种碳酸钙晶型在水中转变的终态产物。
2.碳酸钙的溶解沉淀平衡。
碳酸钙的溶解度虽然很小，但还是有少量溶解在水里，而溶解的部分是完全电离的。
所以在溶液里也出现这样的平衡：Ｃａ2++ＣＯ3 2-CACO3(固)在一定条件下达到平衡状态时〔Ｃａ2+〕与〔ＣＯ32-〕的乘积为碳酸钙在此条件下的溶度积K SP，为一定值。
若此条件下〔Ｃａ2+〕×〔ＣＯ32-〕＞K SP时，平衡向右移，有晶体析出。
若此条件下〔Ｃａ2+〕×〔ＣＯ32-〕＜K SP时，平衡向左移，晶体溶解。
注：实际情况下〔Ｃａ2+〕×〔ＣＯ32-〕值称为K CP二、抑制为结垢的方法(一)化学方法1.加酸:目的:降低水的PH值,使水的碳酸盐硬度硬度转化重碳酸盐硬度.优点:费用较小，效果比较明显缺点:加酸量不易控制、过量会产生腐蚀的危险、投加过量有产生硫酸钙垢的危险.2.软化目的:降低水中至垢阳离子的含量优点:防止结垢效果好缺点:操作复杂、软化后水腐蚀性增强.3.加阻垢剂:目的:使碳酸钙的过饱和溶液保持稳定。
冷却循环水处理技术
六、循环冷却水系统中的沉积物及其控制
五、敞开式循环冷却水处理的重要性
（1）稳定生产 没有沉积物附着、腐蚀穿孔和粘泥堵塞等危害，冷却水系统中的换
热器就可以始终在良好的环境中工作。
(2) 节约水资源 年产30万吨合成氨工厂，直流冷却系统需要23000m3 ，循环冷却水
系统每小时的耗水量为1100m3。
（3）节约钢材，提高经济效益 循环冷却水可减少换热器更换的台数。
四、敞开式循环冷却水系统产生的问题
（三）微生物的滋生和粘泥 粘泥积附的危害性： 管道腐蚀 冷却水的流量减少 降低换热器的冷却效率 将管孔堵死，迫使停产清洗
例如：北京某厂因换热器中 菌藻大量繁殖，半月之内就使热 交换效率下降到50%。
问题那么多，怎么办？
沉积物附着、金属腐蚀和微生物滋生可 通过水质处理的方法解决。
六、循环冷却水系统中的沉积物及其控制
（一）循环冷却水系统中的沉积物 1.沉积物的分类
主要由水垢、淤泥、腐蚀产物和生物沉积物构成。 淤泥、腐蚀产物和生物沉积物三者统称为污垢。
六、循环冷却水系统中的沉积物及其控制
（一）循环冷却水系统中的沉积物
（1）水垢 使用含重碳酸盐较多的水作为冷却水，当它通过换热器传热表面
（一）循环冷却水系统中的沉积物
（2）污垢 污垢一般是由颗粒细小的泥砂、
尘土、不溶性盐类的泥状物、胶状 氢氧化物、杂物碎屑、腐蚀产物、 油污、特别是菌藻的尸体及其粘性 分泌物等组成。
循环冷却水水质处理
认为：生物膜往往是腐蚀、污垢和结垢出现的原因 利用缓蚀剂，使它在金属表面形成一层薄膜，将金属表面覆盖起来，与腐蚀介质隔绝，防止金属腐蚀。
巯基苯并噻唑与磷酸盐共向使用，对防止金属的点蚀有良好的效果 。
之一，所以，对微生物必须控制。 循环水在运行之初，根据缓蚀原理要在金属表面形成一层保护膜，起抑制腐蚀作用。
此类缓蚀剂与溶解于水中的离子生成难溶盐或溶合物，在金属表面上析出沉淀，形成防腐蚀膜。
循环水中的微生物与污垢的处理及防止方法是 提高循环水的极限碳酸盐硬度的常用方法是向水中投加阻垢剂。
(2)综合处理与复方稳定剂
防以污结垢 垢处为理主及的多微应生选方物用控螯面制合剂的、渗，透剂如、分对散剂补为主充的清水垢剂进； 行处理；冷却构筑物及其 周围环境的保护；循环系统工艺及管道的完善以及 循环水在运行之初，根据缓蚀原理要在金属表面形成一层保护膜，起抑制腐蚀作用。
国家职业教育水环境监测与治理专业教学资源库
循环冷却水水质处理
(4)吸附膜型缓蚀剂
这种有机缓蚀剂的分子具有亲水性基和疏水性基。亲水
基即极性基能有效地吸附在洁净的金属表面上，而将疏水基 团朝向水侧，阻碍水和溶解氧向金属扩散，以抑制腐蚀。防 蚀效果与金属表面的洁净程度有关。这种缓蚀剂主要有胺类 化合物及其它表向活性剂类有机化合物。这种缓蚀剂的缺点 在于分析方法复杂，因而难于控制浓度。价格较贵，在大量 用水的冷却系统中使用还有困难，但有发展前途。
（1）排污法减小浓缩倍数 在循环水系统中，提高排污率可减小浓缩倍数。即
排除部分盐浓度高的循环水，补充含盐量少的新鲜水， 可降低循环水中盐的浓度，使其不超过允许值。
（2）降低补充水碳酸盐硬度 通过水的软化法可使水的硬度降低，从而降低补充
循环水冷却水处理方案
循环冷却水系统水处理方案2018年4月一、前言随着我国工业的发展，淡水耗量急速增加，我国北方地区更是面临严重的水源紧缺状况.据报道我国人均拥有水量为2400吨，而北方地区的人均拥有水量为240吨。
在城市用水中，工业用水约占总用水量的60~80%,而工业冷却水用量占整个工业用水量的70～80%。
然而,有关资料显示我国的工业用水重复利用率平均为40～50%。
我国城市工业万元产值耗水量达340立方米，是发达国家的10～20倍，耗水量高,重复利用率低，是我国工业系统水资源利用的突出问题。
因此，节约工业冷却水，使有限的水源得到最大限度的利用，是工业领域节水工作的重中之重。
采用循环冷却水技术是工业领域节水的主要方法。
在工业循环冷却水系统的运营管理中，浓缩倍数是判定系统状态的一个重要技术指标。
采用循环冷却水处理技术后,当浓缩倍数达到2。
0倍时与直流水相比,可节约淡水95％以上。
本技术方案在现场实施后,可达到下列水处理技术指标：（1）腐蚀率：不锈钢≤0。
005mm/y（2）污垢热阻: ≤3。
44×10－4 m2·℃/w（3）异养菌总数: ＜5×105个/ml （夏天）＜1×105个/ml （冬天）二、循环水系统工况条件及水质条件2.1 工况条件：系统保有水量:300m3循环水量：600m3/h补充水量:12m3/h蒸发水量：9 m3/h排污水量：3 m3/h循环水温差:10℃换热设备材质：不锈钢浓缩倍数：4。
0(目前运行值）2。
2 水质条件：系统循环水及补充水的分析数据如下：从分析结果看出，系统补充水属于高碱度水质,浓缩运行后,极易发生结垢现象。
从循环水水质分析结果可以看出系统目前已经发生了结垢问题,需要我们及时采取有效处理措施，一方面将系统运行浓缩倍数控制在适度的范围内;另一方面尽快实施投加水处理药剂的保护措施，使系统的运行恢复正常状况.根据我们多年处理循环水的经验,并参考循环水系统最佳运行浓缩倍数测试软件的测试结果，我们建议厂方最好将循环水系统运行浓缩倍数控制在3.0左右。
循环冷却水处理的必要性
循环冷却水处理的必要性
为了节水节能，冷却水循环使用势在必行。
循环冷却水长期循环使用后,必然会带来沉积物附着、金属腐蚀和微生物滋生这三个问题，而循环水处理就是通过水质处理的办法解决这些问题。
这样做法的好处如下：
1、稳定生产：没有沉积物附着、腐蚀穿孔和粘泥阻塞等危害，冷却水系统中的换热器就可以始终处于良好状态。
除计划中的检修外，避免了事故停车检修，为循环冷却水长期安全稳定运行提供了保证。
2、减少环境污染、改善环境：不进行水质处理的循环水，将会产生大量腐蚀产物，微生物污垢等有害物质，经常排放，会影响环境；循环水系统进行水处理，可有效提高浓缩倍数，大大减少排污量，因此，减少了对环境的污染。
3、延长换热设备的使用寿命：循环水如果不作任何处理，设备及管道会生锈脱落，随着时间的延长，严重时会出现锈蚀穿孔现象。
锈蚀脱落的锈渣、污垢就会进入换热器内部造成堵塞而影响生产。
进行水质稳定处理后，这些现象就可避免，从而达到延长设备寿命的目的。
4、节约水、电：循环浓缩倍数的提高，使耗水量大大降低，从而使宝贵的水资源得到节约；使用优质水稳剂后，因管道的畅通、不结垢使动力的耗电量大大降低，从而达到节电的目的。
综合上述，循环冷却水系统进行水处理不但不增加费用，相反可大大降低贵公司的生产成本，减少停产检修，提高经济效益。
探讨燃气电厂循环冷却水排污水处理技术
探讨燃气电厂循环冷却水排污水处理技术
燃气电厂是一种利用燃气发电的设备，每天都会产生大量的循环冷却水。
循环冷却水
的排放对周围环境产生一定的影响，因此需要对其进行处理。
循环冷却水是指在燃气发电过程中，通过冷却系统循环使用的水。
由于在循环过程中，水会不断吸收热能，导致水温升高，从而影响冷却效果。
需要定期将部分循环冷却水排放
出去，以保证冷却系统的正常运行。
对于循环冷却水的排污水处理技术，可以采用以下几种方法：
1. 生物处理法：通过利用生物菌群分解有机物的能力，将有机物降解为无机物，降
低COD（化学需氧量）和BOD（生物需氧量）浓度。
常用的生物处理方法有活性污泥法、固定式生物膜法等。
2. 物化处理法：通过利用吸附、絮凝、沉淀等物理化学过程，将水中的悬浮物、浊度、颜色等有害物质去除。
常用的物化处理方法有沉淀、絮凝、过滤等。
3. 高级氧化法：通过利用氧化剂（例如臭氧、过氧化氢等）对水中的有机物进行氧化反应，使其降解为无机物。
高级氧化法具有处理效果好、处理速度快的特点。
4. 离子交换法：通过利用离子交换树脂对水中的溶解性离子进行吸附交换，使其浓
度降低。
离子交换法适用于处理水中含有高浓度溶解性离子的情况。
以上几种方法并不是互斥的，可以根据实际情况选择合适的处理方法进行燃气电厂循
环冷却水的排污水处理。
在处理过程中，还应注意对处理剂的添加和浓度的调整，以及监
测处理效果等。
燃气电厂也应该加强内部管理，减少循环冷却水的排放，提高资源利用率。
通过科学、高效的排污水处理技术，可以减少对周围环境的污染，实现绿色发展。
循环冷却水处理基础概念
垢形成的原因
水中所含盐类本身溶度积很小。 循环水温度高，成垢盐类的溶解度随温 度的上升而下降 水在暴气过程pH上升，盐类溶解度下降 水被浓缩后，离子浓度上升，超过溶度 积，并超过过饱和度。
水的趋势 十分严重结垢 严重结垢 轻度结垢 微量结垢或腐蚀 腐蚀显著 严重腐蚀 不允许的腐蚀
结垢的危害
阻碍热交换器的热传导效率 降低水流量甚至堵塞管路或换热器 引起垢下腐蚀 增加能耗和维修费用
结垢引起的制冷机能耗
制冷量（冷吨）：300 制冷效率（千瓦/冷吨） 0.55
电费（元）： 1
循环量（吨/小时）
pH对杀生剂活性的影响
% HOCl or HOBr Log Kill (cfu/ml)
100
90
80
70
60
50
40
30
Chlorine Kill
20
10
0
Bromine
Kill
6
5
4
3
2
1
0
pH
Halogens
非氧化性杀生剂
季胺盐 酰胺 有机硫 异噻唑啉酮 醛类 生物酶制剂 生物分散剂
异噻唑啉酮
1
110 ppm
回系统
1255 umhos 7.35 pH
排污/取样
排放
是一种用于自动加药控制和系 统诊断的荧光示踪技术
荧光产生的原理
Excitation
Emission
TRASAR因子是一种添加在纳尔科化学品中的荧光物质
循环冷却水处理技术方案
循环冷却水处理技术方案一、前言冷却水在循环系统中不断循环使用，由于水温升高、流速变化、蒸发、各种无机离子和有机物质的浓缩，冷却塔和冷却水池在室外受到阳光照射、风吹雨淋、灰尘杂物的进入，以及设备的结构和材料等多种因素的综合作用，会产生很多问题。
如：水垢附着，设备腐蚀，微生物的滋生与粘泥等问题。
化工厂循环水冷却水系统是生产的重要部分，良好的循环水系统是企业生产设备安全、稳定、长周期、满负荷运转的必要条件之一。
提高水处理技术水平，实现节水、节能，延长设备使用寿命和装置运行周期是提高企业整体经济效益的一条重要途径。
AA节能科技有限公司简介：二、循环水系统情况(1)循环水量（Q）：1000m3/h×2台(2)保有水量（V）：约800m3（水池+管道+换热器）(3)补水量（Qb）：约59m3/h(4)浓缩倍数（K）：2.5倍(5)系统材质：换热器器管：碳钢循环水主管道：碳钢(6)系统类型：采取开放式循环冷却(7)补充水源：工业水三、药剂的选择及确定依据对贵公司水质的分析化验，结合我们以往处理经验，为贵厂选择了我公司化工厂专用缓蚀阻垢剂BF-204。
并通过一系列的试验确定了该药剂在贵厂水质条件下的效果和投加浓度。
1、通过实验室静态阻垢和旋转挂片腐蚀试验我们确定在贵厂循环水系统投加50mg/L的BF-204化工厂专用缓蚀阻垢剂，阻垢率在95%以上，碳钢腐蚀率小于0.125 mm/a；2、从以往运行经验看，该产品在用户使用过程中挂片测试及实际应用中，碳钢腐蚀率会在0.0258 mm/a-0.0409 mm/a，阻垢率达98%-99.5%以上，优于国家标准指标（GB50050-2007工业循环冷却水设计规范水质要求确定的技术指标、碳钢腐蚀率0.075mm/a，阻垢率85%）。
通过一系列的试验结果我们可以得出贵厂循环冷却水在正常情况下运行，缓蚀阻垢剂BF-204在水中的加药量为50mg/L。
四、药剂的使用方法循环水系统的运行管理是机组系统安全运行的保障。
循环冷却水处理
2H 2O
也可向水中通入CO2或净化后的烟道气，稳定重碳酸 盐。该法适用于生产过程中有多余的干净CO2气体或有含 CO2的废水可以直接利用的情况，
3．投加阻垢剂
结垢是水中微溶盐结晶沉淀的结果。在盐类过饱和溶液 中，首先产生晶核，再形成少量微晶粒，然后这些微晶粒相 互碰撞，并按一种特有的次序排列起来，使小晶粒不断长大， 形成大晶体。如果投加某些药剂，破坏或控制结晶的某一进 程，水垢就难以形成。具有阻垢性能的药剂包括螯合剂、抑 制剂和分散剂。螯合剂与阳离子形成螯合物或络合物，将金 属离子封闭起来，阻止其与阴离子反应生成水垢。EDTA是性 能良好的螯合剂，几乎能与所有的金属离子螯合。抑制剂能 扩大物质结晶的介稳定区，在相当大的过饱和程度上将结垢 物质稳定在水中不析出。
结垢及微生物的危害，确保冷却水系统高效安全运行。
水垢及其控制
冷却水中的水垢一般由CaCO3、Ca3(PO4)2、CaSO4、 硅酸钙(镁)等微溶盐组成。这些盐的溶解度很小，如在 0℃时，CaCO3的溶解度是20mg/L，Ca3(PO4)2的溶解度只 有0.1mg/L，而且它们的溶解度随pH值和水温的升高而降 低，因此特别容易在温度高的传热部位达到过饱和状态而 结晶析出，当水流速度较小或传热面较粗糙时，这些结晶 就容易沉积在传热表面上形成水垢。
对一些水量较大，而水质要求并不十分严格的循环
水系统，一般采用加酸法处理。通常加H2SO4，若加HCl会 带入Cl-,增强腐蚀性，而加HNO3则会带入NO3-,促使硝化细 菌繁殖。加酸后，pH值降低，反应向左进行。使碳酸盐
转化成溶解度较大的硫酸盐：
Ca
HCO3
2
H 2 SO4
CaSO4
2CO2
火电厂循环冷却水处理
一般只有在可供大量使用的低温水，并且水费便宜的地区 采用这种系统，但由于排水对环境的污染，不提倡用。
2、在循环水系统中，水可以反复使用。水经换热器后温 度升高，由冷却塔或其他冷却设备将水温度降下来，再由 泵将水送往用户，水在如此的重复利用之后，提高了水的 重复利用率。
循环水系统又分密闭式循环冷却水系统和敞开式循环冷却 水系统。
（1）在密闭式循环冷却水系统中，水不暴露在空气中， 水的再冷是通过一定类型的换热设备用其他的冷却介质 （如空气、冷冻剂）进行冷却的。冷却水损失极小，不需 要大量补充水，没有水被蒸发和浓缩。内燃机的冷却水系 统是密闭式循环系统的代表。
（2）在敞开式循环冷却水系统中，冷却水通过换 热器后水温提高成为热水，热水经冷却塔曝气与 空气接触，由于水的蒸发散热使水温降低，冷却 后的水再循环使用。用冷却塔作为冷却设备，故 又叫冷却塔系统，在工厂中得到广泛应用。
N=S循/S补
S循——循环水的含盐量，mg/L
S补——补充新鲜水的含盐量，mg/L
1、发电循环水系统浓缩倍数的测定
浓缩倍数是工业用循环水的一个重要指标，现在很多地方 都采用氯根、Ca2+、Na+、K+测定，但是由于氯离子有人为 添加的因素，还有一个因素就是氯离子的测定范围比较广， 测定之后误差很大所以用氯离子表示浓缩倍数的实际意义 不大。
4、冷却塔的作用
冷却塔的作用是将挟带废热的冷却水在塔内与空气进行热 交换，使废热传输给空气并散入大气。
如下图所示，以火电厂为例，锅炉1 将水加热成高温高压 蒸汽，推动汽轮机2作功使发电机发电。经汽轮机作功后 的乏汽排入凝汽器4，与冷却水进行热交换凝结成水，再 用水泵打回锅炉循环使用。
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• 对氟里昂系统的热消耗，每小时每吨冷冻量大约需要蒸发
1.5加仑水，每吨冷冻量约需要循环水量为3加仑/分钟； • 对于吸收制冷系统，由于加入了额外蒸汽的热量，每小时每 吨冷冻量大约需要蒸发3加仑水。每吨冷冻量大约需要循环 水量4-4.5加仑/分钟。
空气的分配
• 有许多方法可将冷空气分配到整个建筑物内。
•
则补充水在系统中逗留时间内循环的次数为：
n = t / T = (V/M) / (V/R) = R / M
药剂的停留时间
5. 空调系统
• 空气调节是对空气进行处理以调节空气的温度、湿度、洁净度，
并根据空调部位的需要，将调节后的空气分配到这些地方。
• 温度和湿度是相关联的。将空气通过加热或冷冻盘管，或是用
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
4. 渗漏损失F： 一般忽略,但实际工程中应注意其变化。
蒸发损失E
Q=R· (t1-t2) · 4.184· x = E R( i – tm· 4.184 )
式中X： • 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。
• 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%。 • 易带入周围的杂质。
（3）冷却塔
• 是一个塔型建筑，水气热交换在塔内进行，可以人工控制空
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； • 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。
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。
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。
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。 • 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。
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
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
• 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
的热负荷，W/(m2(kcal/(m2h))。
自然通风冷却塔
4. 敞开式冷却水的水工况
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。
冷却塔效率的衡量指标
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。
一定温度的水喷淋（可除尘埃及嗅味）空气来调节。 • 其它的空气净化系统还有：机械分离、黏附粗滤、过滤或静电 吸附等。采用哪一种将取决于空气污染的类型。
空调系统的组成
• 有冷冻机、热消耗系统及配冷系统。通常采用吸收循环制冷
或压缩循环制冷。 • 吸收制冷是以低压蒸汽或是高温热水作为能源，水为冷冻剂，
溴化锂为吸收剂。
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。
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； 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。
浓缩倍数
• 浓缩倍数是指循环水中某种物质的浓度与补充水中该物质浓度
的比值。K=S循/S补 • 选取的原则：该物质不受加热、沉淀等干扰，即在循环浓缩过 程中无沉积、无挥发、无外加。 • 选取的顺序：钾离子、氯离子、SiO2、TDS、电导率、钙离子。
排污水量的理论计算
系统最大浓缩倍数的计算
离子浓度的改变
敞开式循环冷却水系统示意图
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
（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： • 一方面应增加热水与湿空气之间的接触面积，以提供水分字逸
• 空气可以穿过由于冷冻剂的直接膨胀而被冷却的盘管，然后通 过管道系统循环。 • 也可由集中的冷冻设备将冷冻水通过一个密闭系统送到遥控的 带有风扇装置的盘管内，用风扇将空气吹过盘管，而使空气冷 却。 • 在冬季密闭水系统还可用于采暖。
净气器
• 起控制温度、湿度及净化空气的作用，净气器主要是由淋水
器及加热或冷却用盘管所组成。 • 在冬季空气需要增湿，所以水分蒸发使其浓缩倍数增加。 • 在夏季去湿操作 • 净气器能除去空气中的灰尘、烟雾、嗅味及微生物、可作为
• 压缩制冷则利用氟里昂冷冻剂及机械动力，以电动机或透平 驱动压缩机作为推动力。
• 当冷冻剂由于蒸发（低温、低压下）吸收热量时就产生冷冻
或冷却作用；冷冻剂冷凝时，可将热量传给任何可利用的介 质，一般是传给水或空气。
冷冻能力及水消耗
• 空调系统的冷冻能力是以冷冻量的吨数来衡量。
• 每小时能带走12000英热单位的制冷能力称为1吨冷冻量。
5. 空调系统
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。
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。 ---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；
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
• 4.184为水的比热容，J/(g· ℃）
则有: • E = x △ t / ( i – tm ) = 0.17 x △t
X在夏季为1.0，冬季0.5，春秋0.75。
水量平衡
• 冷却过程中的三种损失:
M = E + D + B + F
• M:补充水量 • E: 蒸发损失 • D: 风吹损失 • B : 排污量 • F: 泄漏损失
•
敞开式冷却水系统的水量平衡图
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。
2. 风吹损失D： D = ( 0.2% - 0.5%) R 3. 排污损失B： B + D = E / ( K – 1 )
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。
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 （2）喷水池 （3）冷却塔
（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 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
细菌食物的物质
• 由于单位循环水量所通过的空气量远大于冷却塔中单位循环 水量所通过的空气量，因此聚积粘泥的可能性增大。
• D(Vc)=McMdt – Bcdt
• C=McM/B + (c0 – McM/B) EXP[-B(t-t0)/V]
循环水中盐类的浓缩
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补充水在系统中的停留时间为：t = V / M