循環(huán)水的的冷卻與處理

關(guān)于循環(huán)水的的冷卻與處理1第1頁，講稿共28頁，2023年5月2日，星期三2第九章循環(huán)水的的冷卻與處理9.1水冷卻的基礎知識一、濕空氣的性質(zhì)濕空氣是干空氣和水蒸汽所組成的混合氣體。大氣中一般含有或多或少的水燕汽，都是濕空氣。循環(huán)水就是依靠濕空氣來冷卻的。1、濕空氣的壓力在冷卻塔的工作條件下，濕空氣的總壓力就是大氣壓力p，濕空氣的總壓力等于干空氣分壓力Pg與水蒸氣分壓力Pq之和。飽和水蒸氣的分壓力Pq〞（空氣在某一溫度下水蒸氣達到飽和時的水蒸氣的分壓力）2、濕度：表示空氣中水蒸氣的含量。第2頁，講稿共28頁，2023年5月2日，星期三3（1）絕對濕度：每1米3濕空氣中所含水蒸汽的重量，稱為空氣絕對濕度，其數(shù)值等于水蒸汽在其分壓力Pq及濕空氣溫度T時的容重γq。（2）相對濕度：指空氣的絕對濕度與同溫度下飽和空氣的絕對濕度之比，用ф表示。

ф=γq／γq〞=Pq/Pq〞相對濕度是表示空氣接近飽和的程度。相對濕度小的空氣吸收水分能力強。第3頁，講稿共28頁，2023年5月2日，星期三4（3）含濕量：在混合氣體（濕空氣）中每1公斤干空氣所混合的水蒸汽重量(x)稱為濕空氣的含濕量(也稱比濕)，即在l+x公斤濕空氣中，有1公斤的干空氣和x公斤的水蒸氣，這個x就稱為含濕量。在一定大氣壓力下，空氣中含濕量隨水蒸汽分壓力的增加而增大。不飽和空氣在氣壓及濕度保持不變的情況下，由于冷卻而達到飽和狀態(tài)(即將凝結(jié)出露水時的狀態(tài))時之溫度，稱為該空氣之露點。3、濕空氣的比熱：總重量為1公斤的干空氣和x公斤的水蒸汽的濕空氣，溫度升高1℃所需的熱量，稱為濕空氣的比熱，用Csh表示。4、濕空氣的焓：是濕空氣中含有熱能的數(shù)值，其值等于1公斤干空氣和x公斤水蒸汽含有的熱量之和，用i表示。第4頁，講稿共28頁，2023年5月2日，星期三55、空氣的干球溫度、濕球溫度及水的冷卻極限（1）空氣的干球溫度：干球溫度計測出的溫度θ。（2）空氣的濕球溫度：濕球溫度計測出的溫度τ。（3）濕球溫度代表在當?shù)貧鉁貤l件下，水在冷卻構(gòu)筑物中可能被冷卻到的最低溫度，即冷卻構(gòu)筑物出水的理論極限值。生產(chǎn)上實際冷卻的最低水溫比τ高3～5℃。第5頁，講稿共28頁，2023年5月2日，星期三6二、水的冷卻原理水的冷卻形式：蒸發(fā)散熱、接觸散熱、輻射散熱循環(huán)水的冷卻是通過各種冷卻構(gòu)筑物使水與空氣接觸，由蒸發(fā)散熱、傳導散熱和輻射散熱三個過程共同作用的結(jié)果。這三種散熱過程在水冷卻中所起的作用，隨空氣的物理性質(zhì)不同而異。春、夏、秋三季內(nèi)，室外氣溫較高，水表面蒸發(fā)起主要作用，最炎熱夏季的蒸發(fā)散熱量可達總散熱量的90％以上。在冬季，由于氣溫降低，傳導散熱的作用增大，從夏季的lO～20％。增加到50％，嚴寒天氣甚至可增加到70%。除冷卻池外，輻射散熱對其他各型冷卻構(gòu)筑物的影響不大，一般可忽略不計。第6頁，講稿共28頁，2023年5月2日，星期三7水的冷卻過程是通過蒸發(fā)傳熱和接觸傳熱實現(xiàn)的，而水溫的變化是兩者作用的結(jié)果。(1)當tf>θ時，蒸發(fā)和接觸傳熱都朝一個方向進行，使水冷卻。如圖（1）。單位時間內(nèi)從單位面積上散發(fā)的總熱量為H=Hα+Hβ。(2)當tf=θ時，接觸傳熱的熱量Hα=0，此時，H=Hβ，圖(2)。(3)當tf<θ時，Hα從空氣流向水，圖(3)，這時只要表面蒸發(fā)所損失的熱量Hβ大于Hα，水溫仍會繼續(xù)降低，此時H=Hβ-Hα(4)當tf=τ<θ時，水溫停止下降，這時蒸發(fā)傳熱和接觸傳熱給水的熱量處于動態(tài)衡狀態(tài)，圖(4)，即Hβ=Hα，則H=0，液面溫度達到冷卻極限值。在冷卻塔實際運行中，一般多為第(1)種情況，個別有第(2)、(3)兩種情況。第7頁，講稿共28頁，2023年5月2日，星期三8第8頁，講稿共28頁，2023年5月2日，星期三99.2冷卻構(gòu)筑物類型、工藝構(gòu)造及選擇一、冷卻構(gòu)筑物的分類（3種）1、水面冷卻（冷卻湖）：效果較差第9頁，講稿共28頁，2023年5月2日，星期三10第10頁，講稿共28頁，2023年5月2日，星期三112、噴水池冷卻

第11頁，講稿共28頁，2023年5月2日，星期三123、冷卻塔：濕式（敞開式，多用）、干式（密閉式）、干濕式（混合式）

第12頁，講稿共28頁，2023年5月2日，星期三134、8循環(huán)水的的冷卻與處理第13頁，講稿共28頁，2023年5月2日，星期三14第14頁，講稿共28頁，2023年5月2日，星期三15第15頁，講稿共28頁，2023年5月2日，星期三16第16頁，講稿共28頁，2023年5月2日，星期三17二、冷卻塔的工藝構(gòu)造1、構(gòu)造及作用(1)熱水分配裝置（配水系統(tǒng)、淋水填料）；（2）通風及空氣分配裝置（風機、風筒、進風口）；（3）其他裝置（集水池、除水器、塔體）2、配水系統(tǒng)（1）要求布水均勻，阻力小，便于維修（2）分類：A、管式配水系統(tǒng)，包括固定管式（花管、噴嘴）和旋轉(zhuǎn)管式B、槽式配水系統(tǒng)C、池式（盤式）（適用于橫流式）

第17頁，講稿共28頁，2023年5月2日，星期三183、淋水裝置（1）作用：將配水系統(tǒng)濺落的水滴，經(jīng)多次濺散成細小水滴或水膜，增大水和空氣的接觸面積，延長接觸時間，保證良好的水氣熱能交換。淋水裝置是冷卻塔的關(guān)鍵部位。（2）分類：點滴式、薄膜式、波紋板等。P295（3）要求：具有較高的冷卻能力（接觸面積大、接觸時間長）；親水性強；通風阻力小；材料易得、質(zhì)輕、耐久、加工維修方便。

第18頁，講稿共28頁，2023年5月2日，星期三19第19頁，講稿共28頁，2023年5月2日，星期三204、通風及空氣分配裝置（1）風機（2）風筒（3）空氣分配：進風口5、其他裝置：集水池、除水器、塔體三、冷卻塔的設計（一）設計任務（2類）1、根據(jù)給定的冷卻任務（△t）、水量（Q）和當?shù)貧庀髤?shù)（P、）選定淋水填料，設計新塔。2、引用定型圖校核在當?shù)貧庀髼l件下，出水水溫是否符合要求。第20頁，講稿共28頁，2023年5月2日，星期三21（二）設計原始資料：1、冷卻水資料：Q、進塔溫度、出塔溫度；由工藝人員提供。2、工藝設備對出水溫度的保證率3、當?shù)貧庀筚Y料P、θ、τ、Ф、風向、風速。4、選擇淋水裝置和熱力、阻力特性。（三）氣象參數(shù)的選擇1、θ、τ、Ф：按夏季最不利條件確定（6、7、8三個月頻率為5%~10%的晝夜平均氣象條件）。2、P：采用多年夏季平均氣壓或最熱月平均氣壓。（四）淋水裝置性能的決定：熱力特性、阻力特性四、冷卻塔的維護管理五、冷卻構(gòu)筑物的選擇P297第21頁，講稿共28頁，2023年5月2日，星期三22第22頁，講稿共28頁，2023年5月2日，星期三23第23頁，講稿共28頁，2023年5月2日，星期三249.3循環(huán)水處理的基本概念一、循環(huán)冷卻供水系統(tǒng)（直流式、密閉式、敞開式）1、直流式：污染環(huán)境，浪費水資源，不用。2、密閉式：存在嚴重的腐蝕及腐蝕產(chǎn)物問題，在缺水及小水量下使用。3、敞開式：存在水質(zhì)不穩(wěn)定問題，即水的污垢（包括水垢、泥垢、粘垢）和腐蝕（CO2腐蝕、電化學腐蝕、微生物腐蝕），須進行相應的水質(zhì)穩(wěn)定處理，多用。第24頁，講稿共28頁，2023年5月2日，星期三25在實現(xiàn)冷卻水循環(huán)使用的過程中，通過冷卻構(gòu)筑物的傳熱與傳質(zhì)交換，循環(huán)水中Ca2+、Mg2+、Cl-、SO42-等離于，溶介性固體，懸浮物相應增加，空氣中污染物如塵土、雜物、可溶性氣體和換熱器物料滲漏等均可進入循環(huán)水，致使微生物大量繁殖和在循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的管道中產(chǎn)生結(jié)垢、腐蝕和粘泥，造成換熱器換熱效率降低，能源浪費，過水斷面減少，通水能力降低，甚至使設備管道腐蝕穿孔，釀成事故。循環(huán)冷卻水處理的任務就是消除或減少結(jié)垢、腐蝕和生物粘泥等危害，使系統(tǒng)可靠地運行。第25頁，講稿共28頁，2023年5月2日，星期三26二、影響循環(huán)水水質(zhì)穩(wěn)定的因素1、水質(zhì)污染：補充水水質(zhì)引起的；外界污染物進入循環(huán)系統(tǒng)；系統(tǒng)內(nèi)部產(chǎn)生的污染。2、循環(huán)水的脫CO2作用：由于水在冷卻塔中與空氣接觸，大量CO2逸失，為補充水中CO2的平衡，Ca（HCO3）分解為CaCO3和CO2，增加了水中的CaCO3。3、循環(huán)水的濃縮作用：系統(tǒng)中損失水量有四部分，蒸發(fā)損失、分吹損失、滲漏損失、排污損失，補充水量即為此四部分之和。蒸發(fā)損失帶走的是水，鹽分留在系統(tǒng)中，在運轉(zhuǎn)過程中，使循環(huán)水質(zhì)濃縮。當水中某些溶解鹽（如CaCO3）的離子積大于容度積時，可產(chǎn)生水垢。第26頁，講稿共28頁，2023年5月2日，星期三274、水溫變化的作用：循環(huán)水在工藝冷卻設備中（如換熱器）是升溫過程。水溫升高，Ca2+、Mg2+溶解度下降，使部分CO2揮發(fā)，水中CO2小于平衡所需量，產(chǎn)生水垢。相反，水溫下降，水中CO2大于平衡平衡所需量，過量CO2