循環(huán)水培訓(xùn)資料

1、工業(yè)循環(huán)冷卻水處理工業(yè)循環(huán)冷卻水處理循環(huán)冷卻水循環(huán)冷卻水為什么選水做冷卻介質(zhì)為什么選水做冷卻介質(zhì)何為循環(huán)冷卻水何為循環(huán)冷卻水熱容量大，在常用溫度范圍內(nèi)，不會(huì)產(chǎn)生明顯膨脹和壓縮化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，不易分解；流動(dòng)性好，便于運(yùn)輸和分配沸點(diǎn)較高，通常使用情況下在換熱器中不致汽化來源廣，價(jià)格便宜，經(jīng)濟(jì)效益相對(duì)較高為什么選水做冷卻介質(zhì)為什么選水做冷卻介質(zhì)何為循環(huán)冷卻水何為循環(huán)冷卻水 循環(huán)冷卻水是指通過換熱器交換熱量換熱器交換熱量或直接直接接觸換熱接觸換熱方式來交換介質(zhì)熱量并經(jīng)冷卻塔涼水后冷卻塔涼水后，循環(huán)使用，循環(huán)使用，以節(jié)約水資源。一般情況下，循環(huán)水是中性和弱堿性的，pH值控制在7-9.5之間;在與介質(zhì)直接接

2、觸的循環(huán)冷卻水，有酸性或堿性(pH值大于10.0)的情況，一般較少循環(huán)冷卻水系統(tǒng)循環(huán)冷卻水系統(tǒng)1. 開式循環(huán)冷卻水的冷卻原理是什么？開式循環(huán)冷卻水的冷卻是通過水與空氣接觸，由蒸發(fā)散熱、接觸散熱和輻射散熱三個(gè)過程共同作用的結(jié)果。（1）蒸發(fā)散熱。水在冷卻設(shè)備中形成大小水滴或極薄水膜，擴(kuò)大其與空氣的接觸面積和延長(zhǎng)接觸時(shí)間，加強(qiáng)水的蒸發(fā)，使水汽從水中帶走汽化所需的熱量，從而使水冷卻。（2）接觸散熱。借傳導(dǎo)和對(duì)流傳熱，稱為接觸散熱。水面與較低溫度的空氣接觸，由于溫差使熱水中的熱量傳到空氣中去，水溫得到降低。溫差越大，傳熱效果越好。（3）輻射散熱。輻射散熱不需要傳熱介質(zhì)的作用，而是由一種電磁波的形式來傳播

3、熱能的現(xiàn)象。輻射散熱只是在大面積的3內(nèi)才起作用。在其他類型的冷卻設(shè)備中輻射散熱可以忽略不計(jì)。這三種散熱過程造水冷卻中所起到的作用，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，表面蒸發(fā)起主要作用，最炎熱夏季的蒸發(fā)熱量可達(dá)總散熱量的90%以上，故水的蒸發(fā)損失量最大，需要的補(bǔ)充水量也最多。在冬季，由于氣溫降低，接觸散熱的作用增大，從夏季的10%20%增加到40%50%，嚴(yán)寒天氣甚至可增加到70%左右，故在寒冷季節(jié)水的蒸發(fā)損失量減少，補(bǔ)充水量也就隨之降低。這三種散熱過程造水冷卻中所起到的作用，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，表面蒸發(fā)起主要作用，最炎熱夏季的蒸發(fā)熱

4、量可達(dá)總散熱量的90%以上，故水的蒸發(fā)損失量最大，需要的補(bǔ)充水量也最多。在冬季，由于氣溫降低，接觸散熱的作用增大，從夏季的10%20%增加到40%50%，嚴(yán)寒天氣甚至可增加到70%左右，故在寒冷季節(jié)水的蒸發(fā)損失量減少，補(bǔ)充水量也就隨之降低。2.什么是循環(huán)水量？循環(huán)水量是指在循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中，每小時(shí)用水泵輸送的總水量，用符號(hào)R表示，單位為m3/h。3.什么是保有水量？保有水量，又稱之為系統(tǒng)容積，是指在管線和冷卻水池等整個(gè)冷卻水系統(tǒng)中所保存的水量，用符號(hào)V表示，單位為m3。4.什么是蒸發(fā)水量？如何計(jì)算？蒸發(fā)水量是指循環(huán)冷卻水系統(tǒng)在運(yùn)行過程中每小時(shí)因蒸發(fā)損失的水量，用符號(hào)E表示，單位為m3/h。5.

5、什么是飛散損失量？呈水滴由冷卻塔飛出去而損失的水量稱為飛散損失量，用W表示，單位為m3/h。飛散損失量又稱為風(fēng)吹損失。這部分損失水量因冷卻塔質(zhì)量，尤其與收水器的效率有關(guān)。一般來說這部分水量約占循環(huán)水量的0.05%0.2%。一般來說這部分水量約占循環(huán)水量的0.05%0.2%。6.什么是強(qiáng)制排污量？強(qiáng)制排污是指每小時(shí)因控制冷卻水的濃縮倍數(shù)而強(qiáng)制排放的水量。以B表示：?jiǎn)挝粸閙3/h。7.什么是補(bǔ)充水量？如何計(jì)算？系統(tǒng)內(nèi)總水量保持一定的狀態(tài)下運(yùn)行，每小時(shí)補(bǔ)充給冷卻水系統(tǒng)中的水量，以M表示：?jiǎn)挝粸閙3/h。補(bǔ)充水量等于單位時(shí)間內(nèi)，蒸發(fā)、飛散和排污損失的總和?？捎孟率接?jì)算;ME+B+W (m3/h)8.什

6、么是“零排污”？開式循環(huán)水系統(tǒng)的“零排污”是指以下兩種情況：（1）循環(huán)冷卻水系統(tǒng)在一定的濃縮倍數(shù)下運(yùn)行，需要強(qiáng)制排污來控制濃縮倍數(shù)，強(qiáng)制排污的這部分水經(jīng)過一定的處理，降濁、除鹽后用于系統(tǒng)，沒有外排水。（2）循環(huán)冷卻水的補(bǔ)充水為低硬低堿低含鹽量水質(zhì)或者將補(bǔ)充水經(jīng)過預(yù)處理（除鹽除堿除硬），循環(huán)冷卻水在高濃縮倍數(shù)下運(yùn)行，不強(qiáng)制排污地運(yùn)行。也就是說，在開式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中風(fēng)吹損失、泄漏水量等和補(bǔ)充水量達(dá)到一個(gè)動(dòng)態(tài)平衡，從而使?jié)饪s倍數(shù)穩(wěn)定在一個(gè)數(shù)值，而不進(jìn)行強(qiáng)制性排污，稱為“零排污”。循環(huán)冷卻水系統(tǒng)要重點(diǎn)考慮的水質(zhì)指標(biāo) 在循環(huán)冷卻水系統(tǒng)確定配方時(shí)重點(diǎn)要考慮的是補(bǔ)充水的PH值、鈣硬度、堿度、氯離子和硫酸根

7、離子這五項(xiàng)水質(zhì)指標(biāo)。 首先要考慮的是補(bǔ)充水中鈣硬度加總堿的含量，以此來大致判斷補(bǔ)充水是何種類型的水。根據(jù)我們的經(jīng)驗(yàn)可以粗略的劃分成以下五種類型：鈣硬度+總堿度50 mg/L（以CaCO3）為超低硬度水；50100為低硬度都會(huì)；100300為中等硬度水；300450為高硬度水；500為超高硬度水。一般把鈣硬+總堿度的含量作為判斷一個(gè)配方耐受能力的一個(gè)重要指標(biāo)。 循環(huán)水中的離子1.什么是水的硬度？ 水中有些金屬陽離子，同一些陰離子結(jié)合在一起，在水被加熱的過程中，由于蒸發(fā)濃縮，容易形成水垢，附著在受熱面上而影響熱傳導(dǎo)，我們把水中這些金屬離子的總濃度稱為水滴硬度。如在天然水中最常見的金屬離子是鈣離子（

8、Ca2+）鎂離子（Mg2+），它與水中的陰離子如碳酸根離子（CO32-）、碳酸氫根離子（HCO3-）、硫酸根離子（SO42-）、氯離子（Cl-）以及硝酸根離子（NO3-）等結(jié)合在一起，形成鈣鎂的碳酸鹽、碳酸氫鹽、硫酸鹽、氯花物以及硝酸鹽等硬度。水中的鐵、錳、鋅等金屬離子也會(huì)形成硬度，但由于它們?cè)谔烊凰械暮亢苌?，可以略去不?jì)。因此，通常就把Ca2+、Mg2+ 的總濃度看作水的硬度。水的硬度對(duì)鍋爐用水的影響很大，因此，應(yīng)根據(jù)各種不同參數(shù)的鍋爐對(duì)水質(zhì)的要求對(duì)水進(jìn)行軟化或除鹽處理。2.什么是水的堿度?水的堿度是指水中能夠接受H-離子與強(qiáng)酸進(jìn)行中和反應(yīng)的物質(zhì)含量。水中產(chǎn)生堿度的物質(zhì)主要由碳酸鹽產(chǎn)生的

9、碳酸鹽堿度和碳酸氫鹽產(chǎn)生的碳酸氫鹽堿度，以及由氫氧化鈉存在而產(chǎn)生的氫氧化物堿度。這些鹽類的水溶液都呈堿性，可以用酸來中和。然而，在天然水中，堿度主要是由HCO3- 的鹽類所組成。3.氯離子和硫酸根離子對(duì)水質(zhì)有何影響？氯離子和硫酸根離子對(duì)水質(zhì)有何影響？氯離子（氯離子（Cl-）是水中最常見的陰離子，是引起水質(zhì)腐蝕性的催化劑，能強(qiáng)烈地）是水中最常見的陰離子，是引起水質(zhì)腐蝕性的催化劑，能強(qiáng)烈地推動(dòng)和促進(jìn)金屬表面電子的交換反應(yīng)，尤其是對(duì)水系統(tǒng)的不銹鋼材料，應(yīng)力集中處推動(dòng)和促進(jìn)金屬表面電子的交換反應(yīng)，尤其是對(duì)水系統(tǒng)的不銹鋼材料，應(yīng)力集中處（如熱應(yīng)力、震蕩應(yīng)力等），會(huì)引起（如熱應(yīng)力、震蕩應(yīng)力等），會(huì)引起Cl

10、-的富集。加速電化學(xué)腐蝕過程。的富集。加速電化學(xué)腐蝕過程。硫酸根離子（硫酸根離子（SO42-）也是水中較為普遍存在的陰離子，與陽離子）也是水中較為普遍存在的陰離子，與陽離子Ca2+等生等生成成CaCO3沉淀而結(jié)垢，它又是水中硫酸鹽還原菌的營(yíng)養(yǎng)源。沉淀而結(jié)垢，它又是水中硫酸鹽還原菌的營(yíng)養(yǎng)源。4.水中的雜質(zhì)對(duì)水質(zhì)有什么影響水中的雜質(zhì)對(duì)水質(zhì)有什么影響?天然水中的雜質(zhì)的主要影響如下：天然水中的雜質(zhì)的主要影響如下：泥沙泥沙粘土粘土使水渾濁使水渾濁產(chǎn)生粘泥產(chǎn)生粘泥（1）懸浮物質(zhì)）懸浮物質(zhì) 藻類及原生動(dòng)物藻類及原生動(dòng)物使水有色度使水有色度有臭味有臭味渾濁并產(chǎn)生粘泥渾濁并產(chǎn)生粘泥 細(xì)菌細(xì)菌致病致病產(chǎn)生粘泥產(chǎn)生

11、粘泥產(chǎn)生腐蝕產(chǎn)生腐蝕 其它不溶物質(zhì)其它不溶物質(zhì)產(chǎn)生沉積產(chǎn)生沉積溶膠（如硅膠）溶膠（如硅膠）致使結(jié)垢致使結(jié)垢（2）膠體物質(zhì)）膠體物質(zhì) 高分子化合物（如腐殖酸膠體等）高分子化合物（如腐殖酸膠體等）使水渾濁使水渾濁產(chǎn)生吸附和沉積產(chǎn)生吸附和沉積敞開式循環(huán)水涼水塔敞開式循環(huán)水涼水塔1.水中離子濃縮水中離子濃縮2.設(shè)備表面結(jié)垢設(shè)備表面結(jié)垢3.系統(tǒng)菌藻滋生系統(tǒng)菌藻滋生4.系統(tǒng)設(shè)備腐蝕系統(tǒng)設(shè)備腐蝕循環(huán)冷卻水面臨的問題循環(huán)冷卻水面臨的問題在敞開式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中，由于蒸發(fā)，系統(tǒng)中的水會(huì)愈來愈少，而水中各礦物質(zhì)和離子含量就會(huì)愈來愈濃，為了使水中含鹽量維持在一定的濃度，必須補(bǔ)入新鮮水，排出濃縮水。通常用濃縮倍數(shù)N表

12、示濃縮的程度。濃縮倍數(shù)濃縮倍數(shù)N=Cl-循環(huán)水循環(huán)水Cl-補(bǔ)水補(bǔ)水 1.冷卻循環(huán)水的濃縮冷卻循環(huán)水的濃縮 即即：補(bǔ)充水補(bǔ)充水(M)(M)=蒸發(fā)損失(E)+ +風(fēng)吹損失(D)+ +排污(B)+ +泄漏(F)E=a（R-B）式中 a蒸發(fā)損失率% R系統(tǒng)循環(huán)量a=e（t進(jìn)塔-t出塔） e損失系數(shù)，a：夏季取0.150.16，冬季取0.060.08，春秋取0.100.12B=E/(N-1)由于循環(huán)水在循環(huán)過程中不斷濃縮，因此循環(huán)水系統(tǒng)有個(gè)由于循環(huán)水在循環(huán)過程中不斷濃縮，因此循環(huán)水系統(tǒng)有個(gè)水量平衡水量平衡計(jì)算補(bǔ)充水量時(shí)由于排污量很小，計(jì)算補(bǔ)充水量時(shí)由于排污量很小，一般忽略排污量。即一般忽略排污量。即E=

13、aR2.設(shè)備表面結(jié)垢設(shè)備表面結(jié)垢 循環(huán)冷卻水系統(tǒng)是一個(gè)特殊的生態(tài)環(huán)境，很多種類的微生物都適宜在這一水系中快速生長(zhǎng)和繁殖。其結(jié)果必然阻礙系統(tǒng)的正常運(yùn)行，造成污泥大量沉積、水力輸送阻力增加、傳熱效率急劇下降、水質(zhì)組成嚴(yán)重惡化、過水金屬表面腐蝕加劇等一系列問題。如硫酸鹽還原菌，鐵細(xì)菌球衣菌等等3.系統(tǒng)菌藻滋生系統(tǒng)菌藻滋生按反應(yīng)的機(jī)理腐蝕分為化學(xué)腐蝕與電化學(xué)腐蝕按照形式分為以下三種形式：（1）均勻腐蝕均勻腐蝕：在腐蝕介質(zhì)作用下，金屬表面發(fā)生的腐蝕破壞，基本上按相同的腐蝕速度進(jìn)行著。（2）局部腐蝕局部腐蝕：局部腐蝕腐蝕破壞主要集中在金屬表面的一定區(qū)域，而其它部位幾乎沒有被破壞。（3）晶體腐蝕晶體腐蝕：發(fā)

14、生置換反應(yīng)，活潑的金屬置換出不活潑的金屬。兩種金屬的活潑性相差越大，晶體的腐蝕越厲害。4.設(shè)備表面腐蝕設(shè)備表面腐蝕氫氧化亞鐵溶解度極差（20，6mg/L），且極易氧化生成穩(wěn)定的氫氧化鐵冷卻水對(duì)碳鋼的腐蝕是一個(gè)電化學(xué)過程。由于碳鋼組織和表面的不均一性，當(dāng)它與水接觸時(shí)，在其表面會(huì)形成許多微小的腐蝕電池。 陽極：FeFe2+2e- 陰極：O2+2H2O+4e-4OH- 水中反應(yīng)：Fe2+ 2OH- Fe(OH)2進(jìn)一步氧化：4Fe(OH)2+O2+2H2O 4Fe(OH)34.1碳鋼的腐蝕碳鋼的腐蝕 微生物排出的氨鹽、硝酸鹽、有機(jī)物、硫化物和碳酸鹽等代謝物使水質(zhì)組成發(fā)生變化而引起腐蝕外，最主要的是由

15、于鐵細(xì)菌和厭氧的硫酸鹽還原菌的存在所引起的腐蝕。 鐵細(xì)菌存在時(shí)，有助于亞鐵鹽的接觸氧化，促使在陽極附近形成氫氧化鐵和鐵銹的沉淀膜。該沉淀膜進(jìn)一步增長(zhǎng)，妨礙氧進(jìn)入，致使沉淀膜下方因缺氧而成為陽極，而沉淀膜周圍的金屬則變成陰極，形成氧的濃差電池，加劇腐蝕4.1.1微生物對(duì)碳鋼的影響微生物對(duì)碳鋼的影響腐蝕的影響因素 pH值：常溫4.3-10 硬度：Ca2+ Mg2+ 溶解鹽濃度：NaCl 溶解氣體：CO2 O2 水溫：O2 水流速度： O2如何解決預(yù)處理殺菌系統(tǒng)殺菌殺菌處理殺菌處理選擇適宜耐用金屬材料、表面防腐涂層、化學(xué)電鍍技術(shù)、成膜處理、鈍化處理、電化學(xué)保護(hù)、物理技術(shù)的應(yīng)用、臭氧保護(hù)技術(shù)、使用緩蝕劑、介質(zhì)處理預(yù)處理防腐蝕預(yù)處理防腐蝕目的：目的：隔絕系統(tǒng)設(shè)備與循環(huán)水的直接接觸，防止循環(huán)水對(duì)系統(tǒng)設(shè)備進(jìn)一步腐蝕。在循環(huán)水運(yùn)行期間，對(duì)設(shè)備進(jìn)行在循環(huán)水運(yùn)行期間，對(duì)設(shè)備進(jìn)行預(yù)膜處理預(yù)膜處理是最是最常用的一種成膜處理方法。常用的一種成膜處理方法。成膜處理成膜處理 系統(tǒng)經(jīng)過預(yù)膜之后，需要加入緩蝕劑，防止因系統(tǒng)pH、溫度、水流沖刷等因素造成的膜脫落，殘缺，查漏補(bǔ)缺，維護(hù)系統(tǒng)設(shè)備保護(hù)膜的完整性。緩蝕處理緩蝕處理混凝池循環(huán)水池裝置沉降池旁濾器補(bǔ)充水混凝劑混凝劑助凝劑助凝劑殺菌劑殺菌劑阻垢分散劑阻垢分散劑緩蝕阻垢劑緩蝕阻垢劑殺菌劑殺菌劑循環(huán)水水處理流程圖循環(huán)水水處理流程圖系統(tǒng)加藥分