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第三章 循环冷却水处理 第一节 循环冷却水处理概况 第二节 循环冷却水中金属的腐蚀及其控制 第三节 循环冷却水系统中的沉积物及其控制 第四节 循环冷却水系统中的微生物及其控制 第五节 冷却水系统的清洗和预膜 第六节 循环冷却水系统的日常运行 第一节 循环冷却水处理概况 一、 冷却系统的类型 直流冷却水系统 冷却水仅通过换热设备一次，用过后就排放掉。不需要其他冷却水构筑物，因而投资少、操作简单，但是冷却水的操作费用大，且不符合节水的要求。 密闭式循环冷却水系统 冷却水密闭循环，并交替冷却和加热，而不与空气接触。水的再冷通常通过另一台换热设备用其他冷却介质冷却的。一般用于发动机、内燃机或有特殊要求的单台换热设备。 密闭系统的优点 （1）水温易控制； （2）水质问题的控制简单化：补充水量少； （3）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； （4）水的蒸发很少； （5）结垢程度较轻：一般用软化水或去离子水。 （6）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。 水冷却的原理 水的蒸发散热 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，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。 水的接触传热 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。 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。 冷却设备的种类与结构 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： 水面冷却构筑物 又称凉水池 ，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。冷却过程缓慢，效率低，温差小。且需要很大的贮水池。 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。水的消耗大，约为循环水量的1.0-5.0% 。易带入周围的杂质。 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。有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 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。 冷却幅宽 冷却塔的回水和出水温度的差值，T1-T2。 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。 敞开式冷却水的工况 冷却过程中的三种损失:蒸发损失、风吹损失、排污量 补充水量 M = E + D + B + F， （1）蒸发损失E E = a (R-B), a = e (t2-t1) （2）风吹损失D D = (0.2%-0.5%) R （3）排污损失B B = E/(K-1) （4）渗漏损失F M、E、D、B分别代表补充水量、蒸发损失、风吹损失、排污量，R为系统中循环水量，e为损失系数，K为浓缩倍数。 离子浓度的改变 浓缩倍数 指循环水中某物质的浓度和补充水中某物质的浓度之比。用来计算浓缩倍数的物质要求他们的浓度除了随浓缩过程增加外不受其他条件干扰。 二、 敞开式循环冷却水系统产生的问题 沉积物的析出和附着 重碳酸盐分解产生碳酸钙水垢，轻者降低换热器的传热效率，重者堵塞管道。 有害离子引起的腐蚀 溶解氧引起电化学腐蚀 有害离子引起腐蚀 微生物的滋生和粘泥 细菌和藻类繁殖，生成生物粘泥而引起腐蚀、管道堵塞 三、 敞开式循环冷却水处理的重要性 稳定生产 节约水资源 减少环境污染 节约钢材 第二节 循环冷却水系统中金属的腐蚀及其控制 造成金属腐蚀的是金属的阳极溶解反应。因此，金属的腐蚀破坏仅出现在腐蚀电池中的阳极区，而阴极区是不腐蚀的。 孤立的金属腐蚀时，在金属表面上同时以相等速度进行着一个阳极反应和一个阴极反应的现象，称为