循环水基础知识

1工业上使用循环水的意义

1.1冷却水对水质的要求

在许多工业生产中，水是直接或间接使用的重要工业原料之一，其中大量的是用来作为冷却介质，通常在选用水作为冷却介质时，需注意选用的水要能满足以下几点要求：

1) 水温要尽可能低一些

在同样设备条件下，水温愈低，日产量愈高。同时冷却水温度愈低，用水量也相应减少。

2) 水质不易结垢

冷却水在使用中，要求在换热设备的传热表面上不易生成水垢，以免影响传热设备的传热效率。这对工厂安全生产是一个关键。生产实践告诉我们，由于水质不好，易结水垢而影响工厂生产的例子是屡见不鲜的。

3) 水质对金属设备不易产生腐蚀

冷却水在使用中，要求对金属设备最好不产生腐蚀，如果腐蚀不可避免，则要求腐蚀性愈小愈好，以免传热设备因腐蚀太快而迅速减少有效传热面积或过早报废。

4) 水质不易滋生菌藻

冷却水在使用过程中，要求菌藻获等微生物在水中不易滋生繁殖，这样可避免或减少因茵藻繁殖而形成大量的粘泥污垢。过多的粘泥污垢会导致管道堵塞和腐蚀。

1.2循环冷却水运行时存在的问题

对循环冷却水系统，冷却水在不断循环使用过程中，由于水的温度升高，水流速度的

变化，水的蒸发，各种无机离子和有机物质的浓缩，冷却塔和冷水池在室外受到阳光照射、风吹雨淋、灰尘杂物的飘落，以及设备结构和材料等多种因素的综合作用，会产生以下三种危害：

1) 严重的水垢附着

2) 设备腐蚀

3) 菌藻微生物的大量滋生，以及由此形成的粘泥污垢堵塞管道等

这些危害会威胁和破坏工厂长周期地安全生产，甚至造成经济损失，因此不能掉以轻心，在日常运行时，必须要选择一种经济实用的循环水处理方案，务使上述危害减轻，直至使其不发生。

1.3循环冷却水水质处理的意义

冷却水长期循环使用后，必然会带来结垢、腐蚀和菌藻滋生这三种危害，而循环冷却水的处理就是通过水质处理的办法使三种危害减轻或消除，这样做有几个好处

1) 稳定生产

没有水垢附着，腐蚀穿孔和污泥堵塞等危害，系统中的换热器可以始终在良好的环境中工作，除计划中的检修外，意外的停产检修事故就会减少，从而在循环冷却水入面为工厂长周期安全生产提供了保证。

2) 节约水资源

循环冷却水系统可以调整浓缩倍数来调整每小时耗水量。但要提高浓缩倍数，必须做好水质处理工作。

3) 节约设备加工制造的费用，提高经济效益

换热器是昂贵的生产设备，如果对循环冷却水未作处理或处理得不好，会使换热设备损坏严重。如果做好了水质处理工作，就可以减少换热设备的维修和更换，减少成本。

2工业循环水的一般流程

循环水系统由凉水塔水池，风机，

循环水泵，旁滤池，加药系统，给

回水管路组成。送往各用户的冷却

水，经过换热，回到回水总管，通

过上塔管，上到凉水塔顶部，经过

各配水管，由喷头均匀喷洒在填料

层，水自上而下在填料层形成水滴

或水膜，与自下向上抽的冷空气逆

接触进行传质传热，从而降温。降温后的水汇集到塔池，由数台循环水泵加压经给水网线分别送往全厂各生产装置。

由于系统本身的排污以及蒸发、渗水等其它水量损失，需要补充一部分水，应持续给循环水池补水。

为降低循环冷却水的浊度，减少系统的补水和排污，使本系统在满足浓缩倍数的条件下，更加经济运行，需加入旁滤系统。

循环水的冷却是通过水与空气接触，由蒸发散热、接触散热和辐射散热三个过程共同作用的结果。

（1）、蒸发散热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，使部分水蒸发，水汽从水中带走汽化所需的热量，从而使水冷却。

（2）、接触散热水与空气对流接触时，如果空气的温度低于水的温度，则水中的热量会直接传给空气，使空气温度升高，水温降低。二者温差越大，传热效果越好。

（3）、辐射散热辐射散热只是在大面积的冷却池内才起作用。

这三种散热过程在水冷却中所起的作用，随空气的物理性质不同而异。

2.1凉水塔

冷却塔一般是由风机、塔体、配水装置、填料散热层及收水器等五大部分所组成。

风机将塔内的空气从下往上抽，能加快空气流动速度，更快的带走由水传递来的热量和湿度。

塔体由骨架、壳体、上下爬梯、进风窗、收水器、进出水管、集水池等组成。其它组件都是依靠塔体安装。

配水装置由配水槽(配水总管)和配

水喷头组成。循环水回水经过配水系统，

可以均匀的进入塔体，得到更好的传质

传热效果。

填料层的作用是为气、液两相提供

充分的接触面，并为提高其湍动程度(主

要是气相)创造条件，以利于传质(包括传

热)。一般采用酸性耐温聚氯乙烯塑料片

制成的波纹板堆。

收水器的作用是回收上升气流带出

的水，能够减少补水量，保护周围环境。

2.2旁路过滤

循环水旁滤过滤器并不是将循环水旁滤过滤器安装在总循环管路上，将所有的循环水过滤一遍，而是在总循环管路上引出一部分循环水过滤，循环水旁滤过滤器是通过逐步多次的循环截留，将系统内的杂质过滤，最后通过必要的反冲洗，将杂质过滤排出水体循环系统。

通过在循环水系统上安装循环水旁滤过滤器，可以防止系统中末端管路污泥堵塞，并配合加药处理可以更有效地去除水体循环系统内的杂质。循环水系统运行过程中，尤

其是冷却水中会存在大量的悬浮物。其中由于空气中灰尘杂物的进入，日常加药处理后会造成部分水垢、锈垢、微生物粘泥的脱落、分散，造成水质的混浊。由于各种杂质在水中溶解度很小，很容易用机械过滤的方式去除，因此在系统管路上安装循环水旁滤过滤器可收到良好效果。

一、重力式无阀滤池

正常运行时，混水从1配水槽经2进水管，进入过滤系统，经过6滤料层的过滤，7配水系统8集水区，通过9连通管，到达滤池上部，从11出水管进入循环水池。

反冲洗时的工作情况：滤池运行中，滤层阻力逐渐增加，虹吸上升管3中的水位相应逐渐升高。当水位达到虹吸辅助管12管口时，水自该管中落下，并通过抽气管13不断将虹吸下降管14中的空气带走，使虹吸管中形成真空。当虹吸上升管中的水越过虹吸管顶端与虹

吸下降管中上升的水柱相汇时，两股水流

汇成一股，冲出虹吸下降管管口，把虹吸

管中残存的空气全部带走，形成连续的虹

吸流。这时，水箱中的水自下而上对滤料

进行反冲洗。

在冲洗过程中，水箱内水位逐渐下

降。当水位下降到虹吸破坏斗16时，虹

吸破坏管17把小斗中的水吸完。管口与

大气相通，虹吸破坏，冲洗结束，过滤重

新开始。

优点：运行全部自动进行，操作方便，

工作稳定可靠，结构简单，造价也较低，

较适用于工矿、小型水处理工程以及较大

型循环冷却水系统中作旁滤池用。

缺点：冲洗时自耗水量较大。

二、虹吸滤池