給水處理課件冷卻

1、水的冷卻和循環(huán)冷卻水水質(zhì)處理 重要知識(shí)：冷卻構(gòu)筑物、冷卻塔構(gòu)造 冷卻原理、冷卻塔計(jì)算方法 循環(huán)冷卻水系統(tǒng)了解水的冷卻原理及冷卻構(gòu)筑物熟悉循環(huán)冷卻水水質(zhì)處理掌握循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的構(gòu)成和設(shè)計(jì)原則各行業(yè)中循環(huán)冷卻水比例：電力業(yè)：99%石油化工：90.1%化學(xué)工業(yè)：87.3%冶金：85.4%冷卻水系統(tǒng)涉及：降溫水冷卻穩(wěn)定進(jìn)行水質(zhì)處理 項(xiàng)目要求條件允許值濁度（度）1.年污垢熱阻9.510-5m2h0C/kJ2.有油類(lèi)粘性污染物時(shí),年污垢熱阻1.410-4m2h0C/kJ3.腐蝕率0.125mm/a201.年污垢熱阻1.410-4m2h0C/kJ2. 腐蝕率0.2mm/a501.年污垢熱阻1.410-4m2

2、h0C/kJ2. 腐蝕率0.2mm/a100電導(dǎo)率（us/cm）采用緩蝕劑處理3000總堿度（mmol/L）采用緩蝕劑處理 H = HH=0H (2) tf = H = H -HHHH (3) tf H =0H= HH (4) tf = S（PwPfPb） 隨著運(yùn)行時(shí)間的增長(zhǎng)，SSB。到一定時(shí)間后，排出的鹽量接近于進(jìn)入系統(tǒng)的鹽量，達(dá)到濃縮平衡。SSP SB P = SP（P2P3P4） 濃縮倍數(shù)KSP/SB=P/（PPe）1 水的蒸發(fā)濃縮，使循環(huán)水中的含鹽量增加：1）一方面增加水的導(dǎo)電性，使循環(huán)冷卻水系統(tǒng)腐蝕過(guò)程加快；2）溶解鹽濃度超過(guò)飽和溶解度時(shí)發(fā)生沉積。 （2） 二氧化碳散失和O2升高CO

3、2散失，加快沉淀。CaCO3 + CO2 +H2O-Ca(HCO3)2 CO2散失，反應(yīng)向左。O2升高，加大腐蝕性。循環(huán)水與空氣充分接觸，水中溶解氧接近平衡濃度。（3）水質(zhì)污染 來(lái)自外界環(huán)境的多種雜質(zhì) 冷卻水處理過(guò)程中加入的藥劑產(chǎn)生的沉積物系統(tǒng)內(nèi)部微生物的滋生產(chǎn)生粘垢 無(wú)機(jī)鹽類(lèi)沉積結(jié)垢 懸浮物、其它雜質(zhì)污垢 微生物繁殖粘垢（4）水溫變化水溫升高一些溶解鹽的溶解度反而降低 水溫降低腐蝕（5）電化學(xué)腐蝕金屬腐蝕的一種常見(jiàn)形式。 金屬表面的兩個(gè)部位，存在物理或化學(xué)差異（不均勻、溶解鹽類(lèi)、雜質(zhì)等）：一個(gè)易溶于水（陽(yáng)極）- 低電位一個(gè)難溶于水（陰極）- 高電位 形成電極電位差別構(gòu)成腐蝕原電池（由化學(xué)反應(yīng)

4、產(chǎn)生電能） 6. 微生物腐蝕鐵細(xì)菌：把亞鐵離子轉(zhuǎn)化為不溶于水的Fe2O3水合物，形成鐵瘤（銹瘤硫酸鹽還原菌：8H + SO42- H2S +2H2O + 2OH- + 能量生成的硫化氫對(duì)一些金屬有腐蝕性。 參與電化學(xué)腐蝕中的陰極去極化作用，使電化學(xué)腐蝕在缺氧條件下得以繼續(xù)。硝化細(xì)菌：把氨轉(zhuǎn)變?yōu)橄跛帷?硫桿菌：把可溶性硫化物轉(zhuǎn)變?yōu)榱蛩帷?二、循環(huán)冷卻水的基本水質(zhì)要求由于影響因素復(fù)雜，制訂通用的循環(huán)冷卻水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)十分困難。因此通常將循環(huán)冷卻水水質(zhì)按腐蝕和沉積物控制要求作為基本水質(zhì)指標(biāo)。實(shí)際上是間接指標(biāo)。循環(huán)冷卻水處理需要解決的問(wèn)題：腐蝕性、沉積物、微生物滋生 腐蝕率： 金屬每年的平均腐蝕深度，mm/

5、a。采用掛片試驗(yàn)，測(cè)定試驗(yàn)前、后試片重量。對(duì)于局部腐蝕，可用“點(diǎn)蝕系數(shù)”來(lái)反映點(diǎn)蝕的危害程度，即最大腐蝕深度與平均腐蝕深度之比。 經(jīng)水質(zhì)處理后使腐蝕率降低的效果稱(chēng)為緩蝕率 (C0-CL)/C0 100% C0：未處理前腐蝕率CL：處理后腐蝕率2.污垢熱阻： 傳熱系數(shù)的倒數(shù)，Rt（m2 h C/kJ）熱交換器傳熱面由于沉積物沉積使傳熱系數(shù)下降，從而使熱阻增加的量稱(chēng)為污垢熱阻。 K0， Kt： 開(kāi)始與t時(shí)間后的總傳熱系數(shù)（kJ/ m2 h C）污垢熱阻與時(shí)間有關(guān)。應(yīng)作出污垢熱阻對(duì)時(shí)間的變化曲線，推算出年污垢熱阻作為控制指標(biāo)。3 循環(huán)冷卻水水質(zhì)穩(wěn)定性判斷（1）飽和指數(shù)法水中存在一系列的平衡： CaC

6、O3 + CO2 +H2O Ca(HCO3)2 CO2H2O H2CO3 H2CO3 H+HCO3- HCO3- H+CO32- CaCO3 Ca2+CO32- H2O H+OH- 這些平衡式之間，都是相互關(guān)聯(lián)又相互制約的。達(dá)到某一平衡時(shí)，水中各成份的濃度就被確定。存在一個(gè)CaCO3飽和平衡時(shí)的pH值. 飽和指數(shù) LSI = pH0 pHs pH0 ：循環(huán)水在使用溫度下的實(shí)際pH pHs：循環(huán)水在使用溫度下CaCO3平衡飽和時(shí)pH值。 LSI = 0 水質(zhì)穩(wěn)定 LSI 0 過(guò)飽和，可能結(jié)構(gòu) LSIpHC時(shí)，循環(huán)水有結(jié)垢傾向 pH值pHC時(shí)，循環(huán)水有腐蝕傾向二、 循環(huán)冷卻水水水質(zhì)處理 1. 腐蝕

7、控制 陰極保護(hù)法、陽(yáng)極保護(hù)法、提高水的pH值、用防腐涂料涂復(fù)、投加緩蝕劑等。 最主要的方法投加緩蝕劑，在金屬表面形成一層薄膜，將金屬覆蓋起來(lái) 。 緩蝕劑類(lèi)型有氧化膜、沉淀膜和吸附膜 又可分成：陽(yáng)極緩蝕劑：在陽(yáng)極形成保護(hù)膜 陰極緩蝕劑：在陰極形成保護(hù)膜 混合型緩蝕劑 2. 結(jié)垢控制 （1）用排污法減少濃縮倍數(shù)（2）降低補(bǔ)充水中的碳酸鹽硬度 采用軟化降低水的硬度。 采用酸化法將碳酸鹽硬度轉(zhuǎn)化成溶解度較高的非碳酸鹽硬度。 Ca(HCO3)2 + H2SO4 - CaSO4 + 2CO2 + 2H2O （3）投加阻垢劑從水中析出碳酸鈣等水垢的過(guò)程，就是微溶性鹽從溶液中結(jié)晶沉淀的一種過(guò)程。按結(jié)晶的動(dòng)力學(xué)

8、觀點(diǎn)，結(jié)晶的過(guò)程首先是生成晶核，形成少量的微晶粒，再由于不斷地相互碰撞，變成大晶體。- 投加藥劑（阻垢劑） ，破壞結(jié)晶增長(zhǎng)。阻垢劑：對(duì)鈣、鎂離子具有吸附、絡(luò)合、分散作用。 a：分散劑b：螯合劑及分散劑c：高分子吸附劑三聚磷酸鈉六偏磷酸鈉：約含20-100個(gè)PO3-單位聚磷酸鹽法（有：六偏磷酸鈉和三聚磷酸鈉）：與水中離子起絡(luò)合反應(yīng)；分散劑，可吸附在碳酸鈣微小晶坯上。 （4）磁化除垢器、靜電除垢器和電子水處理器 采用物理原理的磁化除垢器、靜電除垢器和電子水處理器等，具有一定的除垢、殺菌滅藻等效果，但處理效果不太穩(wěn)定。 3. 污垢控制 控制循環(huán)水中的懸浮物。循環(huán)水中污垢的成分主要是：塵埃懸浮物、投加

9、阻垢劑后形成的水垢析出物、結(jié)垢剝落物等固體雜質(zhì)和油類(lèi)。過(guò)濾或混凝沉淀 有效的方法是采用旁濾 。旁濾流量一般為循環(huán)水量的1%5%， 4. 微生物控制 投加殺生劑最常用、最有效5. 循環(huán)冷卻系統(tǒng)的清洗與預(yù)膜處理化學(xué)清洗物理清洗 需要采用預(yù)膜處理的情況包括：在循環(huán)冷卻系統(tǒng)第一次投產(chǎn)運(yùn)行之前；在新?lián)Q熱器或管束投入運(yùn)行之前；在每次大修、小修之后；在任何機(jī)械清洗或酸洗之后；在系統(tǒng)發(fā)生特低pH之后；在運(yùn)行過(guò)程中某種意外原因有可能引起保護(hù)膜損壞等情況。三、 循環(huán)水量損失與補(bǔ)充1水量損失 Qm=Qe+Qw+Qf+QbQm 補(bǔ)充水量Qe 蒸發(fā)損失水量Qw 風(fēng)吹損失水量Qf 滲漏損失水量Qb 排污水量各種損失水量一

10、般可按損失率P 來(lái)算即占冷卻循環(huán)水量QR的百分比 P=Pe+Pw+Pf+Pb1）蒸發(fā)損失水量 Pe = KZF t t 進(jìn)水與出水水溫差，； KZF與環(huán)境溫度有關(guān)的系數(shù)，1/。表1-5-10 冷卻塔蒸發(fā)損失系數(shù)KZF進(jìn)塔氣溫（）-10010203040KZF（1/）0.080.100.120.140.150.162）風(fēng)吹損失水量表1-5-11 風(fēng)吹損失率（）冷卻構(gòu)筑物機(jī)械通風(fēng)冷卻塔風(fēng)筒式冷卻塔開(kāi)放式冷卻塔有除水器0.10.05無(wú)除水器1.01.53）滲漏損失水量4）排污水量 為了使循環(huán)水中的含鹽量維持在一定的濃度，運(yùn)行中排出一定比例的循環(huán)水，以增加補(bǔ)充新鮮水的量 2濃縮倍數(shù) 濃縮倍數(shù)是指循環(huán)水

11、的含鹽量與補(bǔ)充水的含鹽量之比： 平衡狀態(tài)時(shí)，補(bǔ)充水帶入系統(tǒng)的鹽量等于損失水量帶出系統(tǒng)的鹽量；注意，蒸發(fā)損失并不帶走鹽量： 可得給定水質(zhì)條件下，排污率可按下式計(jì)算：循環(huán)冷卻水水質(zhì)處理主要解決的問(wèn)題是使系統(tǒng)達(dá)到以下何項(xiàng)？A 不發(fā)生腐蝕，不產(chǎn)生沉積物，不繁衍微生物B 不產(chǎn)生污染，不散發(fā)氣味，不損壞設(shè)備C 不產(chǎn)生噪音，不散發(fā)大量水汽，不揚(yáng)起粉塵D 不污染道路，不損壞綠化，不影響產(chǎn)品A空調(diào)制冷的循環(huán)冷卻水系統(tǒng)，當(dāng)采用旁濾過(guò)濾去除懸浮物時(shí)，過(guò)濾水量宜為循環(huán)冷卻水水的（ ）。A 15 B 5 10 C 10 20 D 20 50循環(huán)冷卻水中CO2散失會(huì)引起循環(huán)水（B）加快。A 腐蝕 B 結(jié)垢 C 微生物污染 D 降溫循環(huán)冷卻水中O2增加會(huì)引起循環(huán)水（A ）加快。A 腐蝕 B 結(jié)垢 C 微生物污染 D 降溫飽和指數(shù)IlpH0-pHs0時(shí)，可以判斷循環(huán)水處于（ B ）狀態(tài)。A 腐蝕 B 結(jié)垢 C 水質(zhì)穩(wěn)定 D 不能判斷對(duì)腐蝕性細(xì)菌無(wú)效的殺生劑是（A）。A 氯 B 季銨鹽 C 二硫氰基甲烷 D 有機(jī)硫化合物計(jì)算1. 某冷卻循環(huán)水量10000m3/