第三章 循环冷却水系统.ppt

某离子随补充的加入而引起的瞬时增加量=McMdt cM——补充水中某离子的浓度，g/m3； 某离子随排污水的排出而引起的瞬时减少量=Bcdt c——排污水中某离子的瞬时浓度，g/m3； 根据物料衡算，系统中某离子瞬间变化量应该等于进入该系统的瞬时量和排除系统的瞬时量的差值。即 设系统在t0时，某离子的浓度为c0，经时间t后，某离子浓度变为c。对上式积分 经整理后可得下式 此式描述了循环水系统运行条件发生变化时，冷却水中某离子浓度变化的规律。见下图： 图3-4 降低浓缩倍数时 水中某离子浓度变化曲线 图3-5 提高浓缩倍数时 水中离子浓度变化曲线 两个图中的McM/B不相等。 从图3—4和图3—5得知，不论系统中某离子的初始浓度是多少，随着运行时间的推移，其最终的浓度总是浓缩倍数和补充水中离子浓度的乘积，由此证明了控制好补水量和排污水量能使系统中某些离子浓度稳定在一个定值上。 五、敞开式循环冷却水系统产生的问题 冷却水在循环系统中不断循环使用，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、灰尘杂物的进入，以及设备结构和材料等多种因素的综合作用，会产生比直流系统更为严重的沉积物的附着、设备腐蚀和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问题，它们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，在推广使用敞开式循环冷却水系统时，必须要选择一种经济实用的循环冷却水处理方案，使上述问题得到解决或改善。 * 第三章 循环冷却水系统 一、冷却水系统 用水溶液来移走热量的系统。水溶液是很理想的热载体； 水是普遍存在的，江、河、湖、海等地表水或是地下水，甚至是废水处理后的回用水，都可以用作冷却水。 水有比较大的热容量；在室温时，lm3的水，温度升高1℃，可以吸收纳2.42×109J的热量。 水有很大相变热；当水溶液作冷却介质使用时，部分能量较大的表层水分子有可能克服分子间的引力和氢键，从而气化到空气中，完成相变过程。每蒸发lkg水、带走约2.43×106J的热量。 冷却水系统通常有两种： (一)直流冷却水系统 冷却水仅仅通过换热设备—次，用过后水就被排放掉，如图3-1所示。因此，它的用水量很大，而排出水的温升却很小，水中各种矿物质和离子含量基本上保持不变。这种冷却水系统不需要其他冷却水构筑物，因此投资少、操作简便，但是冷却水的操作费用大，而且不符合当前节约使用水资源的要求。这种系统(除了用海水的直流冷却水系统外)在国外已被淘汰，在国内一些中、小型老厂仍在采用。随着国 内各项节水政策的制定，这些工 厂也都在采取措施，将其列入技 术改造的范围。 （二)循环冷却水系统 循环冷却水系统又分封闭式和敞开式两种： 1．封闭式循环冷却水系统 又称为密闭式循环冷却水系统。在这个过程中，冷却水温度升高而成为热水，在另一台换热设备中用其他冷却介质来进行冷却热水，经冷却后循环使用。如图3-2所示。 特点: 冷却水不暴露于空气中，水的损耗很少，如果选用密封性能很好的水泵，可以做到基本上不消耗水，水中各种杂质的浓度变化很少。 由于密闭冷却水系统一般用量比较少，可以使用纯水，但不要使用软化水因为软化水对金属的腐蚀性很强。 一个密闭循环冷却水系统由两部分组成：一个是冷却水的循环部分，另一个是对冷却水进行冷却的装置部分。 一般用于发电机、内燃机、或有特殊要求的单台换热设备。 2．敞开式循环冷却水系统 在敞开式循环冷却水系统中，冷却水用过后也不是立即排放掉，而是收回循环再用。水的再冷却是通过冷却塔来进行的，因此冷却水在循环过程中要与空气接触，部分水在通过冷却塔时还会不断被蒸发损失掉，因而水中各种矿物质和离子含量也不断被浓缩增加。为了维持各种矿物质和离子含量稳定在某一个定值上，必须对系统补充一定量的冷却水，通常称作补充水；并排出一定量的浓缩水，通称排污水。如图3-3所示： 图3-3 敞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 系统的基本组成:包括补充水的预处理、循环水的输送泵、与工艺介质的热交换、循环水的冷却、药剂的投加、冷却水的旁滤、排污水的处理、控制检测网络和管道等设备，构筑物，装置及仪表等组成。 与直流冷却水系统相比，可节约大量冷却水，允许的浓缩程度越