3-1 循环冷却水处理-系统.ppt

第三章 冷却水处理 第一节 冷却水系统概况 第二节 腐蚀及其控制 第三节 沉积物及其控制 第四节 微生物及其控制 第五节 预处理 第六节 正常运行 第七节 现场监测 第一节 冷却水系统概况 1. 冷却系统的类型 直流系统、循环系统(密闭式循环系统、敞开式循环系统) 2. 水冷却原理 3. 冷却设备的种类与结构 4. 敞开式冷却水的水工况 5. 空调系统 直 流 系 统 早期工厂的冷却水系统采取直流系统。 冷却水从水源流经热交换器后又回流到水源处。 优点 快速有效：水源处的水温较低； 灵活性：可在最小的传热面条件下冷却。 表现为腐蚀、污垢和微生物繁殖-----但相对较小； 系统内由水引起的问题主要取决于原水的性质。 ---由于水在系统内没有浓缩，一般不会发生明显的物理和化学变化， 河水、湖水常含有大量悬浮物和沉积物，且随季节变化； 井水中常含铁和结垢的盐类。 冷却水系统内水的流量和温度的变化、加上水的性质各不相同，使得系统的管理工作更加复杂。 密 闭 系 统 定义： 水密闭循环，并交替冷却和加热，而不与空气接触。 在密闭系统中，冷却水携带的热量通常通过水-水换热器传给敞开式循环水系统中的循环水，热量再从水中散发到大气中去。 组成： 完全密闭的循环水系统； 用于对水冷却或去除水中的热量的冷却器或热交换器。 密闭系统在工业上的应用 a. 冷却气体管路的气体来冷却燃汽轮机或变压器冷却用的油冷却器； b. 柴油发动机和气体发动机； c. 制冷机； d. 以控制可靠的工艺过程的温度为目的： 原子反应堆的辅助冷却器； 炼铁高炉的炉体、风口等的冷却等。 密闭系统的优点 水温易控制； 水质问题的控制简单化：补充水量少； 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； 水的蒸发很少； 结垢程度较轻：一般用软化水或去离子水。 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。 2. 水冷却原理 通过水与空气接触，由以下三个过程共同作用的结果。 （1）水的蒸发散热—传质过程 （2）水的接触传热-- 传热过程 （3）水的辐射传热—很少 （1）水的蒸发散热 a. 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。 b. 为了加快蒸发散热： 一方面应增加热水与湿空气之间的接触面积，以提供水分字逸出的机会； 另一方面提高水气界面上的空气流动速度，以保持蒸发的推动力不变。 （2）水的接触传热 借传导和对流传热，称为接触传热。 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。 （3）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。 辐射传热只是在大面积的冷却池内才起作用。在其它类型的冷却设备中，辐射传热可以忽略不计。 3. 冷却设备的种类与结构 在循环冷却水系统中，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： （1）水面冷却构筑物 （2）喷水池 （3）冷却塔 （1）水面冷却构筑物 工业上第一种循环冷却方法，又称凉水池。 过程：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。 靠蒸发散热约占总散热量的55%，因而比冷却塔要小些（蒸发散热占80%）。 冷却过程缓慢，效率低，温差小。且需要很大的贮水池。 （2）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。 设在建筑场地开阔处的水池的冷却效果要好些。 水的消耗大，约为循环水量的1.0-5.0%。 易带入周围的杂质。 （3）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。 包括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 a. 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。 b. 冷却幅宽 冷却塔的回水和出水温度的差值，t1-t2。 c. 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