环境工程给排水技术_05水的冷却和循环冷却水质处理.ppt

第五章 水的冷却和循环冷却水质处理 5.1 水的冷却基本知识 5.2 循环冷却水水质处理 5.3 循环水防水结垢的处理 5.4 循环冷却水的综合利用 §5.1 水的冷却基本知识 5.1.1 水的冷却原理 冷却原理：当热水表面直接与未被水蒸气所饱和的空气接触时，热水表面的水分子将不断汽化为水蒸气，在此过程中，将从热水中吸收热量，达到冷却效果。 ① 增加热水与空气之间的接触面积； ② 提高水面空气流动的速度，使逸出的水蒸气分子迅速向空气中扩散。 水面冷却池 它是利用天然池塘或水库，冷却过程在水面上进行，效率低。 喷水冷却池 它是在天然或人工池塘上加装喷水设备，以增大水气间 的接触面。 冷却塔 它是人工建造的，水通过塔内的淋水装置时，可形成小水滴 或水膜，以增大水和空气的接触面积，提高冷却效果。 （1）水面面积有限的水体，包括水深小于3m的浅水冷却池和水深大于4m的深水冷却池； （2）水面面积很大的水体或水面面积相对于冷却水量是很大的水体，如河道、海湾等。 喷水池配水管同距为3～3.5 m，同一支管上喷嘴间距 为1.5～2.2 m；池水水深1.0～1.5 m，保护高度0.3～0.5 m， 估算面积时水力负荷为0.7～1.2 m3/（m2·h）。 影响喷水池冷却效果的因素是：喷嘴形式和布置方式、 水压、风速、风向、气象条件等。 在冷却塔内，热水从上向下喷散成水滴或水膜，空气 由下而上（逆流式）或水平方向（横流式）在塔内流动， 在流动过程中，水与空气间进行传热和传质，水温随之下 降。 冷却塔一般由配水系统、淋水填料、通风及空气分配装 置、除水器、集水池、塔体等组成。图为抽风式逆流冷却 塔的工艺构造图。 冷却构筑物的类型很多，应考虑工厂对冷却水温 的要求，当地气象条件、地形特点、补充水的水质及 价格、建筑材料等因素，通过技术经济比较选择。 §5.2 循环冷却水水质处理 5.2.1 循环冷却水水质处理基本概念 循环水处理的任务 ： 1）结垢 2）污垢 3）腐蚀 循环水处理的任务：防止或减经结垢或污垢的产生或沉积；防止或减轻水对设备及系统的腐蚀。应当指出，积垢和腐蚀之间是相互影响且可以相互转化的。沉积物可以引起腐蚀，腐蚀又必然产生沉积物。因此，在循环水处理中，应综合考虑。 腐蚀率一般以金属每年的平均腐蚀深度表示，单位为 mm／a。腐蚀率一般可用失重法测定，即将金属材料试件挂 于热交换器冷却水中一定部位，经过一段时间，由试验前、 后试片重量差计算出每年平均腐蚀深度，即腐蚀率CL 缓蚀率是指经水质处理后腐蚀率降低的效果 热交换器传热面由于结垢及污垢沉积使传热系数下 降，从而使热阻增加的量称为污垢热阻。 循环水在一定水质水温条件下，保持不结垢的碳酸盐硬 度应有一定限度。 用极限碳酸盐法可判断加阻垢剂时水温差较小时的循环 冷却水的结垢性，但只能用于判断结垢与否，而不能判断 腐蚀性。 水质稳定性指标在循环冷却水系统中，国内外目前比较广泛采用的是饱和指数IL和已定指数IR。 IL和 IR都只能判断一种倾向，而不能在水质稳定处理中提供量的计算数据。其中IR是利用 IL、改变而成的，是一个经验性指数，用I R，判别水的稳定性比用IL更接近实际，而IL只考虑水的碳酸盐系统平稳关系，未能反映其它因素，误差较大。一般情况下，同时使用IL和IR两个指数来判别水质稳定性，可使判断更接近实际。 §5.3 循环水防水结垢的处理 5.3.1 防垢处理 防结垢处理 ： 1）用排污法减小浓缀倍数 通过水的软化法可使水的硬度降低，从而降低SB。此 法只适用于补充水质很差或必须提高浓缩倍数的情况。 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。常用的阻垢剂有聚磷酸盐、聚丙烯酸盐等。 常用的化学药剂有氧化型杀菌剂、非氧化型杀菌剂及表面活性剂杀菌剂等，其作用主要防止水中微生物的滋长。氧化型杀菌剂主要采用液氯、次氯酸钠、次氯酸钙等。 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。 此类缓蚀剂与溶解于水中的离子生成难溶盐或溶合物，在金属表面上折出沉淀．形成防腐蚀膜多孔、较厚、较松散，且基体密合性差。同时，药剂投量过多，垢层加厚，影响传热。 此类缓蚀剂有聚磷酸盐和锌盐。聚磷酸盐是生物的营养物质，必须采取措施控制微生物；锌盐由于对环境污染严重，使用上应加以限制。 这种缓蚀剂是使金属活化溶解，并在金属离子浓度高的部位与缓蚀剂形成沉积，产