专题 循环水的冷却与处理.doc

PAGE 144第八章 循环水的冷却与处理§8-1 概述一、循环水冷却的必要性工业生产过程中往往会产生大量热量，使生产设备或产品的温度升高，必须及时进行冷却，否则影响生产的正常运行、产品的质量和产量。在工业总用水量中冷却水占一半以上。如一个年产30万吨的合成氨厂，每小时冷却水量达23500吨，每天耗水56400吨，如以每人每年用水30吨计，则可供18800人用一年。为了节约水资源，国内外普遍实行冷却水循环使用。二、选用水作为冷却剂的原因水具有热容量大、传热效果好、化学稳定性好、常温下呈液态、便于管道输送、使用方便，且具有价格较低、来源广泛等特点，因此，工业生产中常采用水作为冷却介质。作为冷却介质的水称为冷却水。三、为什么要处理循环冷却水冷却水在每次使用后物理性状变化很小，但长期循环使用后，会因水中某些溶解物浓缩或散失，尘土积累，微生物滋生等原因，造成设备内垢污沉积或金属设备表面腐蚀。四、循环冷却水处理的定义及措施为防止循环冷却水回用系统中垢物沉积或设备腐蚀而对冷却水进行处理的过程，称为循环冷却水处理。循环冷却水处理措施包括：(1) 使升温的冷却水降低到可回用的温度，以保持较好的冷却效果；(2) 调整使循环水水质保持稳定，防止换热设备与管路内微生物滋生、结垢和腐蚀。五、循环冷却水系统1、循环冷却水系统分类直流冷却水系统直流冷却水系统循环冷却水系统密闭式循环冷却水系统敞开式循环冷却水系统图8-1 直流冷却水系统流程图8-2 密闭式循环冷却水系统流程图8-3 敞开式循环冷却水系统流程1. 风机；2.收水器；3.淋水装置；4.冷却塔集水池；5.水泵；6.换热器表8-1 冷却水系统的特性比较直流式冷却水系统循环冷却水系统封闭式循环冷却水系统敞开式循环冷却水系统冷却方式冷却在换热器中与介质进行热交换后直接排掉水在密闭系统中进行热交换，冷却水升温后不与大气直接接触，而在另一台换热设备中经其他冷却介质换热降温后再回用热水经冷却塔或冷却池与空气直接接触被冷却变为冷水，再返回系统循环使用，包括接触传热和蒸发传热2种方式优点设备简单、投资少、对水质要求不高方法简单，维护较容易，且补充水量极少，有利于水资源的节约节约水，与直流冷却水系统相比，补充的新鲜水一般只是直流水量的1/40左右缺点耗水量大，运行费用高，不符合节水节能的要求，温度升高后的热水排放对环境产生热污染该系统中冷却水不存在蒸发冷却过程，只靠传导散热，冷却效率很低，循环系统基建造价和能耗高(1)因冷却塔的蒸发传热作用，使一部分循环冷却水被空气带走，系统中损失了一部分水，使循环水中溶解固体浓度增加，即为浓缩现象。～会改变水的腐蚀结构性质，可能加重水的结垢或腐蚀倾向。(2)水与空气接触失去部分CO2，使水中Ca(HCO3)2沉积在换热器上；溶解空气中O2，使水中DO总是处于饱和状态，增加水的腐蚀倾向。(3)空气中灰尘、微生物、污染气体(SO2、H2S、NH3等)或昆虫进入水系统，引起水污染，可能产生腐蚀、结垢沉积等问题。、应用不提倡采用，不符合可持续发展精神，原有直流式冷却系统也逐步改建成为循环式冷却水系统一般仅应用在热流量较小或有特殊要求的工业生产系统，如空调、内燃机、变压器冷却器、核反应堆的辅助冷却器等普遍应用2、敞开式循环冷却水系统敞开式循环冷却水系统是目前应用最广泛，类型最多的一种冷却系统。根据热水与空气接触的不同方式，冷却系统包括冷却池和冷却塔2大类。(1) 冷却池冷却池是利用天然或人工池塘、水库等构筑物来冷却循环水，这是最早使用的一种冷却系统。它是利用自然蒸发使已吸收热量的水冷却后再循环使用。其特点是：冷却过程缓慢。效率低，冷热水温差小，且需很大的贮水量和占地面积。冷却池分为：天然冷却池和喷射冷却池。(2) 冷却塔混合通风——塔式加鼓风式冷却设备混合通风——塔式加鼓风式冷却设备自然通风开放式喷水式点滴式风筒式（塔式）薄膜式点滴式点滴薄膜式机械通风抽风式薄膜式点滴式点滴薄膜式鼓风式薄膜式点滴式点滴薄膜式薄膜式点滴式点滴薄膜式冷却塔构造：通风筒、配水系统、淋水装置、通风设备、收水器和集水池等部分组成。① 配水系统：作用是将待冷却的热水均匀地分布到冷却塔整个淋水面积上。② 淋水填料：是冷却塔内水、气两相进行传热、传质的效能核心，是影响冷却塔热力性能的主要组件。其作用是将配水系统溅落下来的热水形成水膜或细小水滴，以增大水和空气接触表面积并延长水在塔中的流程，创造良好的传热传质条件。③ 风筒：风筒式自然冷却塔靠高大的风筒上下存在的空气密度差所产生的抽力形成稳定的气流，起抽风和送湿热空气的作用，故筒体较高，可达150m以上，且多设计成双曲线型筒壁。风机：机械通风塔中一般用轴流风机。进风口：逆流塔进风口指填料以下到集水池面以上的空间，横流塔进风口高度等于整个淋水填料的高度。风筒、风机和进风口应