009第九章水的循环冷却

第九章水的循环冷却第九章水的循环冷却•第一节水的冷却原理•第二节冷却构筑物类型、工艺构造及特点•第三节循环冷却水基础•第四节冷却水系统的综合处理一水冷却的基础知识（1）湿空气的压力P=Pg+PqP=RT×10-3Pg=gRg×10-3Pq=gRqT×10-3Pg、Pq—干空气和水蒸汽在其本身分压下的密度，Kg/m3。Rg—干空气的气体常数，Rg=287.145J/（Kg·K）。Rq——水蒸气的气体常数，Rq=461.53J/Kg·K1.湿空气的性质第一节水的冷却原理（2）饱和水蒸气分压力当空气在一定温度下，吸湿能力达到最大时，空气中的水蒸气处于饱和状态。水蒸气的分压称为饱和水蒸汽压（Pq＂）。湿空气的饱和水蒸气分压只与温度有关，与大气压力无关。0PqPq＂（1）绝对湿度绝对湿度——每M3湿空气中所含水蒸汽的质量称为空气的绝对温度。其数值等于水蒸汽在分压Pq和湿空气温度T时的密度。(ρq)2.湿度（2）相对湿度φ=ρq/ρq＂=Pq/Pq＂（3）含湿量在含有1kg干空气的湿空气混合气体中，其所含水蒸汽的质量x（kg）称为湿空气含湿量，也称为比湿，单位为kg/kg(干空气)。3湿空气的密度ρ4湿空气的比热（Csh）使总质量为（１＋x）kg的湿空气（包括１kg干空气和xkg水蒸汽）温度升高１℃所需的热量，称为湿空气的比热，用Csh表示。Csh＝Ｃg+CqxCsh=1.00+1.84xCsh一般采用1.05KJ/(kg·℃)5湿空气的焓i湿空气的焓等于１Kg干空气和含湿量x公斤水蒸汽的含热量之和。i＝ig＋x·ig以０℃的水的热量为零：水蒸汽的焓以两部分组成：a.汽化热r0=2500kJ／kgb.1kg干空气由０℃升至θ℃所需的热量。焓是相对的6湿球温度τ和水的冷却理论极限干、湿球温度是空气的主要热力学参数，干球温度为一般温度计测得的气温。测定湿球温度时：１）纱布必须完全包住水银球２）风速３—５m/s以上。湿球温度代表在当地气温条件下，水可能被冷却的最低温度，也即冷却构筑物出水温度的理论极限值。一冷却构筑物类型及构造组成第二节冷却构筑物类型、工艺构造及特点1.水面冷却池（1）水面面积有限的水体（2）水面面积很大的水体2.喷水池3.冷却塔湿式干式1.水面冷却池2.喷水冷却池3.湿式冷却塔冷却塔自然通风冷却塔自然通风式冷却塔是利用空气自然对流来使水冷却的，水流运动形式有喷淋、溅滴等多种.主要有进水管、出水管、分配水管、喷头和通风百叶窗等部件组成。缺点是：占地面积大；冷却效率低；冷却效果不稳定，易受风速和风向的影响，水被吹散的损失大优点是；构造简单；设备投资少；运行维护方便。机械通风冷却塔冷却塔水系统通风式冷却塔需要消耗电能，而且维护管理比较复杂。但是它的冷却效率高，结构紧凑，占地面积小，适用范围广。抽风式机械通风横流钢制冷却塔逆流式机械通风冷却塔（1）在塔内空气和水通过填料时的流动方向是相逆的：热水从上向下淋洒，而空气从下向上流动。冷却效果比较好，横断面积相对较小，其缺点是配水不够均匀，而且塔体高度较大。机械通风逆流冷却塔（1）配水系统（2）淋水填料（3）风机（4）风筒（5）空气分配装置（6）除水器（7）集水池（8）塔体冷却塔的组成部分（1）配水系统均匀分配热水，如下图（2）淋水填料点滴式淋水填料是冷却塔的关键部分。要有大的比表面积，使水与空气有大的接触面积，阻力小（3）通风及空气分配装置风机均匀分配空气（4）其他装置百叶窗收水器风筒形成风的自然对流流线形，小阻力，有一定的高度。集水池塔体集水、排污、补水支撑作用。二冷却构筑物的选择冷却构筑物的选择应考虑工厂对冷却水的要求，结合当地气象条件、地形特点、补充水的水质及价格、建材等因素通过技术比较选择。一、结垢1.循环冷却水蒸发浓缩作用2.循环冷却水CO2的散失3.水温变化4.化学反应产生的难溶物质5.水质污染第三节循环冷却水基础1.循环冷却水使用过程中，主要产生三方面不利影响，即结垢，污垢，腐蚀。二、污垢1.微生物及其分泌物2.腐蚀产物(1)析氢腐蚀(2)吸氧腐蚀(3)浓差腐蚀3.空气中的杂质进入水中三、腐蚀1.化学腐蚀2.电化学腐蚀(1)析氢腐蚀(2)吸氧腐蚀(3)浓差腐蚀3.微生物腐蚀腐蚀率⑴概念(2)⑶点蚀参数点蚀时，腐蚀可用点蚀参数反应。点蚀系数越大，对金属危害越大。(4)缓蚀率污垢热阻热交换器传热面由于沉积物沉积使传热系数下降，从而使热阻增加的量称为污垢热阻。2.基本概念FtPP76.8C：0L失重法测量方法3.循环冷却水结垢和腐蚀的判别1.极限碳酸盐硬度法2.饱和指数法IL=pH0-pHS3.稳定指数法IR=2pHS-pH0IL=0稳定IL0结垢倾向IL0腐蚀倾向IR=4.0-5.0严重腐蚀5.0-6.0轻微腐蚀6.0-7.0基本稳定7.0-7.5显著腐蚀7.5-9.0严重腐蚀1.防垢处理2.防腐蚀处理3.微生物控制第四节冷却水系统的综合处理1.防垢处理结垢控制参数控制指标CaCO3pHspH0pHs+（0.5-2.5）CaSO4溶解度[Ca2+]×[SO42-]500000Ca3（PO4）2pHppH0pHP+1.5MgSiO2溶解度[Mg2+]×[SiO22-]3500方法：1.用排污法减小污垢浓缩倍数2.降低补充水碳酸盐浓度3.提高循环水中允许的极限碳酸盐浓度4.加入CO2循环冷却水结垢控制指标敞开式循环冷却系统冷却水主要水质指标项目要求条件允许值浊度（度）Ⅰ1.年污垢热阻9.5×10-5m2·h·0C/kJ2.有油类粘性污染物时,年污垢热阻1.4×10-4m2·h·0C/kJ3.腐蚀率0.125mm/a20Ⅱ1.年污垢热阻1.4×10-4m2·h·0C/kJ2.腐蚀率0.2mm/a50Ⅲ1.年污垢热阻≤1.4×10-4m2·h·0C/kJ2.腐蚀率≤0.2mm/a100电导率（us/cm）采用缓蚀剂处理3000总碱度（mmol/L）采用缓蚀剂处理7pH值6.5~9.02.防腐蚀处理（2）除去水中易产生腐蚀的杂质（3）阳极保护（1）投加缓蚀剂（4）改进设备材质3.微生物控制1.旁滤2.加入化学药剂（液氯、次氯酸等）4.综合处理-复方稳定2.复方缓蚀阻垢剂1.设备清洁预膜