循環(huán)冷卻水系統(tǒng)--ppt課件

1、循環(huán)冷卻水系統(tǒng)孫明峰1PPT課件一、冷卻水的分類二、循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的組成三、循環(huán)冷卻水的水質(zhì)特點(diǎn)四、循環(huán)冷卻水系統(tǒng)產(chǎn)生的問題五、循環(huán)冷卻水的水質(zhì)控制六、水質(zhì)分析項(xiàng)目及含義目錄2PPT課件原理：冷水流過需要降溫的生產(chǎn)設(shè)備（常稱換熱設(shè)備，如換熱器、冷凝器、反應(yīng)器），使其降溫，而冷水溫度上升。冷卻水按系統(tǒng)劃分為直流冷卻水和循環(huán)冷卻水。一、冷卻水的分類3PPT課件1、直流冷卻水系統(tǒng)在直流水系統(tǒng)中，冷卻水只經(jīng)換熱器一次利用后就被排掉了，所以直流水又稱為一次利用水，由于用水量很大，因此在水量豐富的地區(qū)也不提倡采用直流水系統(tǒng)。4PPT課件2、循環(huán)冷卻水系統(tǒng)在循環(huán)水系統(tǒng)中，冷卻水可以反復(fù)使用，水經(jīng)換熱器后溫度

2、升高，由冷卻塔或其他冷卻設(shè)備將水溫降低下來，再由泵將水送往用戶，水如此不斷的進(jìn)行重復(fù)使用。5PPT課件2.1 封閉式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)冷卻水收回利用，循環(huán)不已，因此，水量損失很少。水中各種礦物質(zhì)和離子含量一般不發(fā)生變化，而水的再冷卻是在另一臺(tái)換熱設(shè)備中用其他冷卻介質(zhì)來進(jìn)行冷卻的。6PPT課件2.2 敞開式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)冷卻水循環(huán)再用。水的再冷卻是通過冷卻塔來進(jìn)行的。水中各種礦物質(zhì)和離子含量也不斷被濃縮增加。 7PPT課件補(bǔ)充水系統(tǒng)旁濾水處理系統(tǒng)管網(wǎng)系統(tǒng)水冷卻設(shè)施二、循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的組成8PPT課件1、補(bǔ)充水系統(tǒng)循環(huán)冷卻水在運(yùn)行過程中，由于水的蒸發(fā)、系統(tǒng)的排污、風(fēng)吹損失、滲漏等原因，水量會(huì)逐漸減少，

3、為了保證循環(huán)冷卻水系統(tǒng)正常運(yùn)行，必須向系統(tǒng)中補(bǔ)充水，此水可以是新鮮水，也可以是再生水。1.1 循環(huán)水補(bǔ)充水的水質(zhì)要求水溫要盡可能低一些水的濁度要低水質(zhì)不易結(jié)垢水質(zhì)對(duì)金屬設(shè)備不易產(chǎn)生腐蝕水質(zhì)不易滋生藻類9PPT課件2、旁濾水系統(tǒng)旁濾水處理的目的是保持循環(huán)冷卻水水質(zhì)穩(wěn)定，使循環(huán)冷卻水系統(tǒng)在一定條件下可靠穩(wěn)定、節(jié)水、經(jīng)濟(jì)地運(yùn)行。循環(huán)冷卻水在循環(huán)過程中，可能受到空氣帶入的灰塵、粉塵等懸浮固體物，換熱設(shè)備的滲漏而帶入的污染物及其他雜質(zhì)等污染，使水質(zhì)不斷惡化，另外由于循環(huán)冷卻水運(yùn)行過程中的水質(zhì)濃縮而引起某一項(xiàng)或幾項(xiàng)成分超出允許值。對(duì)系統(tǒng)分流出的旁濾水進(jìn)行相應(yīng)處理，可以維持水質(zhì)指標(biāo)在允許范圍內(nèi)。10PPT課

4、件敞開式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的旁濾水量，應(yīng)考慮循環(huán)冷卻水中的物料平衡、水量平衡、運(yùn)行環(huán)境以及運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)等多方面因素，過濾水量宜為循環(huán)冷卻水循環(huán)量的1%-5%。11PPT課件3、管網(wǎng)系統(tǒng)分區(qū)給水系統(tǒng)分壓給水系統(tǒng)分質(zhì)給水系統(tǒng)12PPT課件4、水冷卻設(shè)施風(fēng)筒式冷卻塔鼓風(fēng)式冷卻塔抽風(fēng)式冷卻塔13PPT課件1 、循環(huán)冷卻水四種水量損失：蒸發(fā)損失風(fēng)吹損失滲漏損失排污損失三、循環(huán)冷卻水的水質(zhì)特點(diǎn)14PPT課件2、循環(huán)冷卻水中的CO2散失和O2的增加天然水中含有一定數(shù)量的重碳酸鹽和游離CO2，水在冷卻塔淋灑過程中（相當(dāng)于曝氣）將使CO2散失和O2增加。15PPT課件3、循環(huán)冷卻水的水質(zhì)污染大氣中雜物進(jìn)入冷卻系統(tǒng)；冷卻

5、塔風(fēng)機(jī)漏油及塔體的腐蝕剝落物進(jìn)入冷卻水中；冷卻水處理中加入藥劑產(chǎn)生沉淀；微生物繁殖及分泌物形成的粘性污垢。16PPT課件1、水垢附著碳酸鈣沉淀在換熱器表面即為結(jié)垢，影響換熱器的效率，堵塞水流。四、循環(huán)冷卻水系統(tǒng)產(chǎn)生的問題17PPT課件水濃縮后，成垢離子成倍增加。特別由于碳酸氫鹽是很不穩(wěn)定的鹽類，它在換熱器表面上受熱會(huì)分解為碳酸鹽和二氧化碳。碳酸鈣的溶解度很低，在傳熱表面上結(jié)碳酸鈣水垢的傾向增加，這是問題之一。18PPT課件2、設(shè)備腐蝕2.1 冷卻水中溶解氧引起的電化學(xué)腐蝕由于水與空氣能充分地接觸，因此水中溶解的O2 可達(dá)到飽和狀態(tài)。當(dāng)碳鋼與溶有O2 的冷卻水接觸時(shí)，碳鋼的表面會(huì)形成許多腐蝕微電

6、池，其陽極區(qū)和陰極區(qū)會(huì)發(fā)生系列氧化還原反應(yīng)。 陽極區(qū) Fe = Fe2+ + 2e 陰極區(qū) 1/2O2 + H2O + 2e = 2OH- 水中 Fe2+ + 2OH- = Fe(OH)2 Fe(OH)2 Fe(OH)3 上述反應(yīng)使金屬不斷溶解而被腐蝕。19PPT課件2.2 有害離子引起腐蝕 當(dāng)Cl- 和SO42- 離子濃度增加時(shí)，會(huì)加速碳鋼的腐蝕。Cl-和SO42- 會(huì)使金屬上的保護(hù)膜的保護(hù)性能降低，尤其是Cl-的離子半徑小，穿透力強(qiáng)，容易穿過膜層（Fe3O4），置換氧原子形成氯化物，加速陽極過程的進(jìn)行，使腐蝕加速。對(duì)不銹鋼制成的換熱器，一般要求Cl-的含量不超過50100mg/L。20PP

7、T課件3、微生物的滋生和粘泥冷卻水的微生物一般是細(xì)菌和藻類。在循環(huán)水中，由于養(yǎng)分的濃縮，水溫的升高和日光照射，給細(xì)菌和藻類創(chuàng)造了迅速繁殖的條件。大量細(xì)菌分泌出的粘液像粘合劑一樣，能使水中漂浮的灰塵雜質(zhì)和化學(xué)沉淀物等粘附在一起。這種沉積物有人稱它為生物粘泥，也有人把它叫做軟垢。21PPT課件3.1 微生物的滋生和粘泥積附的危害性： 管道腐蝕 冷卻水的流量減少 降低換熱器的冷卻效率 將管孔堵死，迫使停產(chǎn)清洗22PPT課件1、水垢的控制(1) 離子交換樹脂法：離子交換樹脂法就是讓水通過離子交換樹脂，將Ca2+、Mg2+從水中置換出來并結(jié)合在樹脂上，達(dá)到從水中除去Ca2+、Mg2+目的。用不同性質(zhì)的離

8、子交換樹脂，可以很簡(jiǎn)便的從硬水中除去Ca2+、Mg2+等離子，使水軟化。(Na型樹脂軟化法、氫型樹脂軟化、強(qiáng)酸型氫型樹脂軟化法、弱酸型氫型樹脂軟化法、氫鈉型樹脂軟化法）五、循環(huán)冷卻水的水質(zhì)控制23PPT課件(2) 石灰軟化法補(bǔ)充水未進(jìn)入循環(huán)冷卻水系統(tǒng)之前，在預(yù)處理時(shí)就投加適當(dāng)?shù)氖?，讓水中的碳酸氫鈣與石灰在澄清池中預(yù)先反應(yīng)，生成碳酸鈣沉淀析出，從而除去水中的Ca2+。反應(yīng)式： Ca(HCO3)2 + Ca(OH)2 = 2CaCO3 + 2H2O24PPT課件(3)投加阻垢劑結(jié)晶動(dòng)力學(xué)觀點(diǎn)：鈣垢析出的過程就是微溶性鹽從溶液中結(jié)晶沉淀的過程。其首先要生成晶核，形成少量的微晶粒，這些微晶粒在溶液中

9、通過熱運(yùn)動(dòng)發(fā)生相互碰撞和金屬器壁碰撞，小晶體變成大晶體，并在金屬器壁形成覆蓋傳熱面的垢層。25PPT課件無機(jī)垢晶體在成長(zhǎng)時(shí)，是按照一定晶格排列的，結(jié)晶致密，比較堅(jiān)硬。當(dāng)水中含有聚羧酸等阻垢劑時(shí)，由于聚羧酸等有機(jī)酸基團(tuán)具有對(duì)金屬離子的螯合能力，因而對(duì)無機(jī)垢的結(jié)晶形成了干擾，使晶格發(fā)生了歪曲,成為不規(guī)則的晶體。這個(gè)過程稱之為晶格畸變作用。晶格畸變使硬垢變?yōu)闊o定型軟垢。這種垢的結(jié)晶長(zhǎng)不大，垢層中有大量空隙，幾乎無粘結(jié)力，易被水流沖走排出。26PPT課件聚磷酸鹽等藥劑在水中能奪取鈣鎂離子，形成穩(wěn)定的絡(luò)合物。這樣實(shí)際上就降低了水中鈣鎂離子的濃度，減少了Ca2+與CO32-結(jié)合形成CaCO3機(jī)會(huì)。換言之，

10、就是提高了循環(huán)水中鈣鎂離子的允許濃度，增大了鈣鎂鹽的溶解度。絡(luò)合增溶的作用可以使更多的碳酸鈣穩(wěn)定在水中不析出。27PPT課件2、腐蝕的控制2.1 添加緩蝕劑(1) 緩蝕劑定義：緩蝕劑是一種用于腐蝕介質(zhì)中抑制金屬腐蝕的添加劑。使用特點(diǎn)：1）用量少；2）使用濃度低；3）不需特殊的附加設(shè)備；4）不需改變金屬設(shè)備或構(gòu)件的材質(zhì)或進(jìn)行表面處理；5）經(jīng)濟(jì)效益高且適應(yīng)性強(qiáng)28PPT課件(2)基本要求：1) 在經(jīng)濟(jì)上是有利的；2) 其飛濺、泄漏、排放及處理后的排放，在環(huán)保上是容許的；3) 與冷卻水中存在的各種物質(zhì)及加入的阻垢劑等藥劑是相容的，甚至有協(xié)同作用；4) 對(duì)系統(tǒng)中各種金屬的緩蝕效果都是可以接受的；5)

11、不會(huì)造成換熱金屬表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)降低；6) 在冷卻水運(yùn)行的pH值范圍內(nèi)，有較好的緩蝕作用。29PPT課件(3)常用的冷卻水緩蝕劑1、鉻酸鹽；2、亞硝酸鹽鉻酸鹽的優(yōu)點(diǎn)：不僅鋼鐵，而且對(duì)銅、鋅、鋁及其合金都能給予良好的保護(hù)；適用的pH值范圍很寬( pH 6-11)；緩蝕效果特別好。鉻酸鹽的缺點(diǎn)：毒性大，有嚴(yán)格的排放要求；容易被還原而失效，不宜用于有還原性物質(zhì)泄漏的冷卻水系統(tǒng)中。30PPT課件2.2 適當(dāng)提高冷卻水的pH值(1)適當(dāng)提高運(yùn)行pH值可以降低碳鋼的腐蝕速度鐵的氧化物溶于酸性環(huán)境，低碳鋼在低pH值條件下腐蝕速度快，在高pH值下腐蝕速度減慢，一般保持pH在8-9.5之間。(2)適當(dāng)提高pH值的方

12、法 曝氣：吹脫CO2，就可提高水中pH值。 少量加酸：也是將水中的重碳酸根離子變?yōu)槎趸?，加以曝氣，把二氧化碳吹脫掉，就可適當(dāng)提高水中的pH值，但一定要注意控制酸的投加量。31PPT課件2.3 使用耐蝕材料換熱器采用耐蝕金屬材料為原料來制作換熱器：傳統(tǒng)耐蝕材料如銅合金、不銹鋼、石墨、玻璃等，新型耐蝕材料鈦合金、鋁鎂合金、氟塑料、聚丙稀等材料。根據(jù)工藝介質(zhì)的腐蝕性能來決定換熱器的腐蝕性能。2.4 涂料覆蓋法在碳鋼換熱器的傳熱表面涂上防腐材料，形成一層連續(xù)的牢固附著的薄膜，使金屬與冷卻水隔絕，避免受到腐蝕。目前國內(nèi)廣泛使用的是以環(huán)氧三聚氰胺甲醛樹脂為基料的防腐涂料（簡(jiǎn)稱為CH-784涂料）。32

13、PPT課件2.5 陰極保護(hù)法電化學(xué)腐蝕反應(yīng)中，陽極的金屬受到腐蝕，而陰極上的金屬并未受到腐蝕。因此，如果改變?cè)O(shè)備外部條件，使其整個(gè)變成一個(gè)大的陰極，則設(shè)備就會(huì)被保護(hù)不被腐蝕。這種方法即稱為陰極保護(hù)法。護(hù)屏保護(hù)：在需要保護(hù)的碳鋼或銅換熱器上，用電位較低的鋅、鎂或其合金作為陽極，使換熱器受到保護(hù)，這種方法稱之為護(hù)屏保護(hù)。外加電流保護(hù)：將需要保護(hù)的碳鋼設(shè)備接到直流電源的負(fù)極上，在正極上接上輔助陽極如石墨、炭精等，使碳鋼設(shè)備在外加電流的作用下變成陰極而受到保護(hù)。33PPT課件3、微生物的控制3.1 選用耐蝕材料在換熱器等關(guān)鍵部位或因工藝要求金屬器壁較薄的地方，可選用耐微生物腐蝕的金屬。幾種常用金屬耐微

14、生物腐蝕的性能排列如下： 鈦不銹鋼黃銅純銅硬鋁碳鋼這是在一般情況下的大致排列，在一些特殊環(huán)境中則應(yīng)具體分析，選用材料。例如在合成氨廠，大氣中氨含量較高，則銅的腐蝕速度很快。3.2 控制水質(zhì)控制冷卻水中的氧含量、pH、懸浮物和微生物的養(yǎng)料（油類、氨等）對(duì)于在含塵量較大的環(huán)境中的冷卻水系統(tǒng)，最好加裝旁濾設(shè)備。34PPT課件3.3 采用殺生涂料在采用防腐涂料保護(hù)金屬換熱器的冷卻水一側(cè)時(shí)，所用涂料應(yīng)能耐受冷卻水中微生物的破壞。涂料中添加能抑制微生物生長(zhǎng)的殺生劑(例如偏硼酸鋇、氧化亞銅、氧化鋅、三丁基氧化錫等)是人們常采用的一些控制微生物生長(zhǎng)、破壞涂料和引起腐蝕的有效措施。用由改性水破璃、氧化亞銅、氧化

15、鋅和填料等制成的無機(jī)防藻涂料涂刷在冷卻塔和水池的內(nèi)壁上，則不但可以控制冷卻水系統(tǒng)中冷卻塔、水池內(nèi)壁、抽風(fēng)筒、收水器等處藻類的生長(zhǎng)，而且還可以抑制冷卻水中異養(yǎng)菌的生長(zhǎng)。 35PPT課件3.4 陰極保護(hù)采用外加電流保護(hù)法或犧牲陽極保護(hù)法，可控制陰極金屬上硫酸鹽還原菌的繁殖。3.5 清洗用物理或化學(xué)清洗的方法去除微生物粘泥，可去除大部分的微生物，并破壞了微生物賴以生存的環(huán)境，微生物繁殖的速度受挫。清洗后剩下來的微生物暴露在外，更易于被殺生劑殺死。對(duì)于一個(gè)已經(jīng)被微生物嚴(yán)重污染的冷卻水系統(tǒng)來說，清洗是一個(gè)十分有效的措施。 36PPT課件3.6 防止陽光照射采用各種方式防止或減少陽光直接照射冷卻水，可大幅

16、減小藻類繁殖的速度。3.7 添加殺生劑往冷卻水系統(tǒng)中添加殺生劑（也稱殺菌滅藻劑）是控制微生物繁殖的最有效、最常用的方法之一。只要選藥得當(dāng)，方法合適，添加殺生劑能有效控制微生物的繁殖。3.8 旁流過濾在循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中設(shè)計(jì)安裝用砂子或無煙煤等為濾料的旁濾池過濾冷卻水是一種控制微生物生長(zhǎng)的有效措施。通過旁流過濾，可以在不影響冷卻水系統(tǒng)正常運(yùn)行的情況下除去水中大部分微生物。37PPT課件3.9 混凝沉淀在補(bǔ)充水的前處理或循環(huán)冷卻水的旁流處理中，常用鋁鹽、鐵鹽等混凝劑或高分子絮凝劑。這些藥劑能在絮凝沉淀過程中將水中的微生物隨生成的絮凝體一起沉淀下來，從而把它們除去。此法除去的微生物可占水體中微生物的8

17、0%左右。3.10 噬菌體法噬菌體是一種能夠吃掉細(xì)菌的微生物，稱為細(xì)菌病毒。它與動(dòng)物病毒、植物病毒不同，只對(duì)細(xì)菌的細(xì)胞發(fā)生作用，故是一種很小的但非常有用的病毒。噬菌體靠寄生在“宿主”的細(xì)菌體內(nèi)進(jìn)行繁殖，結(jié)果將宿主吃掉，該過程叫溶菌作用。這是防止和消除冷卻水中生物黏泥的一種有前途的生物方法。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，該法對(duì)防止電站的海水冷卻水系統(tǒng)和造紙廠的工業(yè)水系統(tǒng)中的黏泥非常有效。38PPT課件1、電導(dǎo)率電阻率的倒數(shù)稱為電導(dǎo)率，單位是s/cm電導(dǎo)率僅決定于水中離子的多少和性質(zhì)。代表了水中的含鹽量,因此電導(dǎo)率越高水中含鹽量越高。六、水質(zhì)分析項(xiàng)目及含義39PPT課件2、酸度指水中能與強(qiáng)堿發(fā)生中和作用的物質(zhì)的總量，

18、包括無機(jī)酸、有機(jī)酸、強(qiáng)酸弱堿鹽等。酸度的數(shù)值越大說明溶液酸性越強(qiáng)。3、堿度指水中能與強(qiáng)酸發(fā)生中和反應(yīng)物質(zhì)的總量。一般水中堿度由氫氧化物、碳酸鹽、重碳酸鹽組成，稱為總堿度。總堿度在甲基橙指示劑變色的等當(dāng)點(diǎn)時(shí)所需的酸量 HCO3- + CO32- + OH- M堿度堿度只存在于pH=4.3以上40PPT課件4、pHpH是水中氫離子濃度的負(fù)對(duì)數(shù)pH = - log10(H+ mol/l)5、硬度一般將水中鈣、鎂離子稱作硬度，鈣離子叫鈣硬度，鈣、鎂離子總量叫總硬度。硬度分為碳酸鹽硬度(暫時(shí)硬度)和非碳酸鹽硬度(永久硬度)。碳酸鹽硬度：主要是由鈣、鎂的碳酸氫鹽Ca(HCO3)2、Mg(HCO3)2所形成的硬度，還有少量的碳酸鹽硬度。碳酸氫鹽硬度經(jīng)加熱之后分解成沉淀物從水中除去，故亦稱為暫時(shí)硬度。41PPT課件非碳酸鹽硬度：主要是由鈣鎂的硫酸鹽、氯化物和硝酸鹽等鹽類所形成的硬度。這類硬度不能用加熱分解的方法除去，故也稱為永久硬度，如CaSO4、MgSO4、CaCl2、MgCl2、Ca(NO3)2、Mg(NO3)2等。碳酸鹽硬度和非碳酸