甘職院水處理工程技術(shù)課件09水的循環(huán)冷卻

第九章水的循環(huán)冷卻第九章水的循環(huán)冷卻

第一節(jié)水的冷卻原理第二節(jié)冷卻構(gòu)筑物類型、工藝構(gòu)造及特點(diǎn)第三節(jié)循環(huán)冷卻水基礎(chǔ)第四節(jié)冷卻水系統(tǒng)的綜合處理一水冷卻的基礎(chǔ)知識(shí)（1）濕空氣的壓力

P=Pg+PqP=RT×10-3Pg=gRg×10-3

Pq=gRqT×10-3Pg、Pq—干空氣和水蒸汽在其本身分壓下的密度，Kg/m3。Rg—干空氣的氣體常數(shù)，Rg=287.145J/（Kg·K

）。Rq——水蒸氣的氣體常數(shù)，Rq=461.53J/Kg·K1.濕空氣的性質(zhì)第一節(jié)水的冷卻原理（2）飽和水蒸氣分壓力

當(dāng)空氣在一定溫度下，吸濕能力達(dá)到最大時(shí)，空氣中的水蒸氣處于飽和狀態(tài)。水蒸氣的分壓稱為飽和水蒸汽壓（Pq＂）。濕空氣的飽和水蒸氣分壓只與溫度有關(guān)，與大氣壓力無關(guān)。

0<Pq<Pq＂（1）絕對(duì)濕度

絕對(duì)濕度——每M3濕空氣中所含水蒸汽的質(zhì)量稱為空氣的絕對(duì)溫度。其數(shù)值等于水蒸汽在分壓Pq和濕空氣溫度T時(shí)的密度。(ρq)2.濕度（2）相對(duì)濕度φ=ρq/ρq＂=Pq/Pq＂（3）含濕量

在含有1kg干空氣的濕空氣混合氣體中，其所含水蒸汽的質(zhì)量x（kg）稱為濕空氣含濕量，也稱為比濕，單位為kg/kg(干空氣)。3濕空氣的密度ρ4濕空氣的比熱（Csh）使總質(zhì)量為（１＋x）kg的濕空氣（包括１kg干空氣和xkg水蒸汽）溫度升高１℃所需的熱量，稱為濕空氣的比熱，用Csh表示。

Csh＝Ｃg+Cqx

Csh=1.00+1.84x

Csh一般采用1.05KJ/(kg·℃)5濕空氣的焓i濕空氣的焓等于１Kg干空氣和含濕量x公斤水蒸汽的含熱量之和。

i＝ig＋x·ig以０℃的水的熱量為零：水蒸汽的焓以兩部分組成：a.汽化熱r0=2500kJ／kgb.1kg干空氣由０℃升至θ℃所需的熱量。焓是相對(duì)的6濕球溫度τ和水的冷卻理論極限干、濕球溫度是空氣的主要熱力學(xué)參數(shù)，干球溫度為一般溫度計(jì)測(cè)得的氣溫。測(cè)定濕球溫度時(shí)：１）紗布必須完全包住水銀球２）風(fēng)速３—５m/s以上。濕球溫度代表在當(dāng)?shù)貧鉁貤l件下，水可能被冷卻的最低溫度，也即冷卻構(gòu)筑物出水溫度的理論極限值。一冷卻構(gòu)筑物類型及構(gòu)造組成第二節(jié)冷卻構(gòu)筑物類型、工藝構(gòu)造及特點(diǎn)1.水面冷卻池（1）水面面積有限的水體（2）水面面積很大的水體2.噴水池3.冷卻塔濕式干式1.水面冷卻池2.噴水冷卻池3.濕式冷卻塔冷卻塔自然通風(fēng)冷卻塔自然通風(fēng)式冷卻塔是利用空氣自然對(duì)流來使水冷卻的，水流運(yùn)動(dòng)形式有噴淋、濺滴等多種.主要有進(jìn)水管、出水管、分配水管、噴頭和通風(fēng)百葉窗等部件組成。缺點(diǎn)是：占地面積大；冷卻效率低；冷卻效果不穩(wěn)定，易受風(fēng)速和風(fēng)向的影響，水被吹散的損失大優(yōu)點(diǎn)是；構(gòu)造簡(jiǎn)單；設(shè)備投資少；運(yùn)行維護(hù)方便。機(jī)械通風(fēng)冷卻塔冷卻塔水系統(tǒng)通風(fēng)式冷卻塔需要消耗電能，而且維護(hù)管理比較復(fù)雜。但是它的冷卻效率高，結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積小，適用范圍廣。抽風(fēng)式機(jī)械通風(fēng)橫流鋼制冷卻塔逆流式機(jī)械通風(fēng)冷卻塔（1）在塔內(nèi)空氣和水通過填料時(shí)的流動(dòng)方向是相逆的：熱水從上向下淋灑，而空氣從下向上流動(dòng)。冷卻效果比較好，橫斷面積相對(duì)較小，其缺點(diǎn)是配水不夠均勻，而且塔體高度較大。機(jī)械通風(fēng)逆流冷卻塔（1）配水系統(tǒng)（2）淋水填料（3）風(fēng)機(jī)（4）風(fēng)筒（5）空氣分配裝置（6）除水器（7）集水池（8）塔體冷卻塔的組成部分（1）配水系統(tǒng)均勻分配熱水，如下圖（2）淋水填料點(diǎn)滴式淋水填料

是冷卻塔的關(guān)鍵部分。要有大的比表面積，使水與空氣有大的接觸面積，阻力?。?）通風(fēng)及空氣分配裝置風(fēng)機(jī)均勻分配空氣（4）其他裝置百葉窗收

水

器風(fēng)筒形成風(fēng)的自然對(duì)流流線形，小阻力，有一定的高度。集水池塔體集水、排污、補(bǔ)水支撐作用。二冷卻構(gòu)筑物的選擇

冷卻構(gòu)筑物的選擇應(yīng)考慮工廠對(duì)冷卻水的要求，結(jié)合當(dāng)?shù)貧庀髼l件、地形特點(diǎn)、補(bǔ)充水的水質(zhì)及價(jià)格、建材等因素通過技術(shù)比較選擇。一、結(jié)垢1.循環(huán)冷卻水蒸發(fā)濃縮作用2.循環(huán)冷卻水CO2的散失3.水溫變化4.化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的難溶物質(zhì)5.水質(zhì)污染第三節(jié)循環(huán)冷卻水基礎(chǔ)

1.循環(huán)冷卻水使用過程中，主要產(chǎn)生三方面不利影響，即結(jié)垢，污垢，腐蝕。二、污垢1.微生物及其分泌物2.腐蝕產(chǎn)物

(1)析氫腐蝕

(2)吸氧腐蝕

(3)濃差腐蝕3.空氣中的雜質(zhì)進(jìn)入水中三、腐蝕1.化學(xué)腐蝕2.電化學(xué)腐蝕

(1)析氫腐蝕

(2)吸氧腐蝕

(3)濃差腐蝕3.微生物腐蝕腐蝕率⑴概念(2)⑶點(diǎn)蝕參數(shù)點(diǎn)蝕時(shí)，腐蝕可用點(diǎn)蝕參數(shù)反應(yīng)。點(diǎn)蝕系數(shù)越大，對(duì)金屬危害越大。(4)緩蝕率污垢熱阻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為污垢熱阻。2.基本概念3.循環(huán)冷卻水結(jié)垢和腐蝕的判別1.極限碳酸鹽硬度法2.飽和指數(shù)法IL=pH0-pHS3.穩(wěn)定指數(shù)法IR=2pHS-pH0IL=0穩(wěn)定IL>0結(jié)垢傾向IL<0腐蝕傾向IR=4.0-5.0嚴(yán)重腐蝕5.0-6.0輕微腐蝕6.0-7.0基本穩(wěn)定7.0-7.5顯著腐蝕7.5-9.0嚴(yán)重腐蝕1.防垢處理2.防腐蝕處理3.微生物控制第四節(jié)冷卻水系統(tǒng)的綜合處理1.防垢處理結(jié)垢控制參數(shù)控制指標(biāo)CaCO3pHspH0<pHs+（0.5-2.5）CaSO4溶解度[Ca2+]×[SO42-]<500000Ca3（PO4）2pHppH0<pHP+1.5MgSiO2溶解度[Mg2+]×[SiO22-]<3500方法：1.用排污法減小污垢濃縮倍數(shù)

2.降低補(bǔ)充水碳酸鹽濃度

3.提高循環(huán)水中允許的極限碳酸鹽濃度

4.加入CO2循環(huán)冷卻水結(jié)垢控制指標(biāo)敞開式循環(huán)冷卻系統(tǒng)冷卻水主要水質(zhì)指標(biāo)項(xiàng)目要求條件允許值濁度（度）Ⅰ1.年污垢熱阻<9.5×10-5m2·h·0C/kJ2.有油類粘性污染物時(shí),年污垢熱阻<1.4×10-4m2·h·0C/kJ3.腐蝕率<0.125mm/a<20Ⅱ1.年污垢熱阻<1.4×10-4m2·h·0C/kJ2.腐蝕率<0.2mm/a<50Ⅲ1.年污垢熱阻≤1.4×10-4m2·h·0C/kJ2.腐蝕率≤0.2mm/a<100電導(dǎo)率（us/cm）采用緩蝕劑處理<3000