教你幾招工業(yè)循環(huán)冷卻水系統(tǒng)設(shè)計(jì)步驟和常見(jiàn)問(wèn)題處理方法學(xué)了就會(huì)了

工業(yè)循環(huán)冷卻水系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中，由于水分蒸發(fā)、風(fēng)吹損失等情況使循環(huán)水不斷濃縮，其中所含的鹽類(lèi)超標(biāo)，陰陽(yáng)離子增加、pH值明顯變化，致使水質(zhì)惡化，而循環(huán)水的溫度，pH值和營(yíng)養(yǎng)成分有利于微生物的繁殖，冷卻塔上充足的日光照射更是藻類(lèi)生長(zhǎng)的理想地方。而結(jié)垢控制及腐蝕控制、微生物的控制等等，必然的需要進(jìn)行循環(huán)水處理。循環(huán)水運(yùn)行過(guò)程中主要產(chǎn)生的問(wèn)題（1）水垢：由于循環(huán)水在冷卻過(guò)程中不斷地蒸發(fā)，使水中含鹽濃度不斷增高，超過(guò)某些鹽類(lèi)的溶解度而沉淀。常見(jiàn)的有碳酸鈣、磷酸鈣、硅酸鎂等垢。水垢的質(zhì)地比較致密，大大的降低了傳熱效率，0.6毫米的垢厚就使傳熱系數(shù)降低了20%。（2）污垢：污垢主要由水中的有機(jī)物、微生物菌落和分泌物、泥沙、粉塵等構(gòu)成，垢的質(zhì)地松軟，不僅降低傳熱效率而且還引起垢下腐蝕，縮短設(shè)備使用壽命。（3）腐蝕：循環(huán)水對(duì)換熱設(shè)備的腐蝕，主要是電化腐蝕，產(chǎn)生的原因有設(shè)備制造缺陷、水中充足的氧氣、水中腐蝕性離子（Cl-、Fe2+、Cu2+）以及微生物分泌的黏液所生成的污垢等因素，腐蝕的后果十分嚴(yán)重，不加控制極短的時(shí)間即使換熱器、輸水管路設(shè)備報(bào)廢。（4）微生物黏泥：因?yàn)檠h(huán)水中溶有充足的氧氣、合適的溫度及富養(yǎng)條件，很適合微生物的生長(zhǎng)繁殖，如不及時(shí)控制將迅速導(dǎo)致水質(zhì)惡化、發(fā)臭、變黑，冷卻塔大量黏垢沉積甚至堵塞，冷卻散熱效果大幅下降，設(shè)備腐蝕加劇。因此循環(huán)水處理必須控制微生物的繁殖。微生物危害循環(huán)冷卻水中的微生物來(lái)自?xún)蓚€(gè)方面。一是冷卻塔在水的蒸發(fā)過(guò)程中需要引入大量的空氣，微生物也隨空氣帶入冷卻水中，二是冷卻水系統(tǒng)的補(bǔ)充水或多或少都會(huì)有微生物，這些微生物也隨補(bǔ)充水進(jìn)入冷卻水系統(tǒng)中。藻類(lèi)在日光的照射下，會(huì)與水中的二氧化碳、碳酸氫根等碳源起光合作用，吸收碳素作營(yíng)養(yǎng)而放出氧，因此，當(dāng)藻類(lèi)大量繁殖時(shí)，會(huì)增加水中溶解氧含量，有利于氧的去極化作用，腐蝕過(guò)程因此而加速。微生物在循環(huán)水系統(tǒng)中的大量繁殖，會(huì)使循環(huán)水顏色變黑，發(fā)生惡臭，污染環(huán)境。同時(shí)，會(huì)形成大量黏泥使冷卻塔的冷卻效率降低，木材變質(zhì)腐爛。黏泥沉積在換熱器內(nèi)，使傳熱效率降低和水頭損失增加，沉積在金屬表面的黏泥會(huì)引起嚴(yán)重的垢下腐蝕，同時(shí)它還隔絕了緩蝕阻垢劑對(duì)金屬的作用，使藥劑不能發(fā)揮應(yīng)有的緩蝕阻垢效能。微生物黏泥除了會(huì)加速垢下腐蝕外，有些細(xì)菌在代謝過(guò)程中，生物分泌物還會(huì)直接對(duì)金屬構(gòu)成腐蝕。所有這些問(wèn)題導(dǎo)致循環(huán)水系統(tǒng)不能長(zhǎng)期安全運(yùn)轉(zhuǎn)，影響生產(chǎn)，造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失，因此，微生物的危害與水垢、腐蝕對(duì)冷卻水系統(tǒng)的危害是一樣的嚴(yán)重，甚至可以說(shuō)，三者比較起來(lái)控制微生物的危害是首要的。循環(huán)水中微生物的動(dòng)向可以通過(guò)以下化學(xué)分析項(xiàng)目進(jìn)行測(cè)量：（1）余氯（游離氯）

加氯殺菌時(shí)要注意余氯出現(xiàn)的時(shí)間和余氯量，因?yàn)槲⑸锓敝硣?yán)重時(shí)就會(huì)使循環(huán)水中耗氯量大大地增加。（2）氨循環(huán)水中一般不含氨，但由于工藝介質(zhì)泄漏或吸入空氣中的氨時(shí)也會(huì)使水中出現(xiàn)含氨，這時(shí)不能掉以輕心，除積極尋找氨的泄漏點(diǎn)外，還要注意水中是否含有亞硝酸根，水中的氨含量最好是控制在10mg/l以下。（3）NO2-當(dāng)水中出現(xiàn)含氨和亞硝酸根時(shí)，說(shuō)是水中已有亞硝酸菌將氨轉(zhuǎn)化為亞硝酸根，這時(shí)循環(huán)水系統(tǒng)加氯將變?yōu)槭掷щy，耗氯量增加，余氯難以達(dá)到指標(biāo)，水中NO2-含量最好是控制在小于1mg/l。（4）化學(xué)需氧量水中微生物繁殖嚴(yán)重時(shí)會(huì)使COD增加，因?yàn)榧?xì)菌分泌的黏液增加了水中有機(jī)物含量，故通過(guò)化學(xué)需氧量的分析，可以觀察到水中微生物變化的動(dòng)向，正常情況下水中COD最好小于5mg/l（KMnO4法）。循環(huán)水中微生物所造成的危害是十分嚴(yán)重的，如果要在微生物造成危害之后采取措施往往是事倍功半還要耗費(fèi)大量的殺生劑和金錢(qián)。因此，事先全面監(jiān)測(cè)循環(huán)冷卻水的微生物情況是十分必要的。濃縮倍數(shù)循環(huán)水濃縮倍數(shù)是指循環(huán)水系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中，由于水分蒸發(fā)、風(fēng)吹損失等情況使循環(huán)水不斷濃縮的倍率(以補(bǔ)充水作基準(zhǔn)進(jìn)行比較)，它是衡量水質(zhì)控制好壞的一個(gè)重要綜合指標(biāo)。濃縮倍數(shù)低，耗水量、排污量均大且水處理藥劑的效能得不到充分發(fā)揮；濃縮倍數(shù)高可以減少水量，節(jié)約水處理費(fèi)用；可是濃縮倍數(shù)過(guò)高，水的結(jié)垢傾向會(huì)增大，結(jié)垢控制及腐蝕控制的難度會(huì)增加，水處理藥劑會(huì)失效，不利于微生物的控制，故循環(huán)水的濃縮倍數(shù)要有一個(gè)合理的控制指標(biāo)。水垢的形成在循環(huán)水系統(tǒng)中，水垢是由過(guò)飽和的水溶性組分形成的，水中溶解有各種鹽類(lèi)，如碳酸氫鹽、碳酸鹽、氯化物、硅酸鹽等，其中以溶解的碳酸氫鹽如Ca(HCO3)2、Mg(HCO3)2最不穩(wěn)定，極容易分解生成碳酸鹽，因此，當(dāng)冷卻水中溶解的碳酸氫鹽較多時(shí)，水流通過(guò)換熱器表面，特別是溫度較高的表面，就會(huì)受熱分解；水中溶有磷酸鹽與鈣離子時(shí)，也將產(chǎn)生磷酸鈣的沉淀；碳酸鈣和Ca3(PO4)2等均屬難溶解度與一般的鹽類(lèi)還不同，其溶解度不是隨溫度的升高而加大，而是隨著溫度的升高而降低。因此，在換熱器傳熱表面上，這些難溶性鹽很容易達(dá)到過(guò)飽和狀態(tài)而水中結(jié)晶，尤其當(dāng)水流速度小或傳熱面較粗糙時(shí)，這些結(jié)晶沉淀物就會(huì)沉積在傳熱表面上，形成通常所稱(chēng)的水垢，由于這些水垢結(jié)晶致密，比較堅(jiān)硬，又稱(chēng)之為硬垢，常見(jiàn)的水垢成分為：碳酸鈣，硫酸鈣，磷酸鈣，鎂鹽，硅酸鹽。循環(huán)水處理技術(shù)根據(jù)企業(yè)循環(huán)水系統(tǒng)的特點(diǎn)和工藝條件，結(jié)合當(dāng)?shù)氐乃|(zhì)特點(diǎn)，選擇適合企業(yè)運(yùn)行條件的水處理方案，通過(guò)加藥等措施，控制循環(huán)水指標(biāo)在一定范圍內(nèi)運(yùn)行，既保證生產(chǎn)設(shè)備的長(zhǎng)周期運(yùn)行，又提高了循環(huán)水利用率。冷卻水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)步驟1冷卻水泵和冷卻塔的設(shè)置每臺(tái)冷卻塔至少應(yīng)該配置一臺(tái)水泵，一般要考慮備用泵，以備維修之用。一般空調(diào)冷卻水系統(tǒng)的水泵與機(jī)組連接方式是采用壓入式（對(duì)機(jī)組而言），只有在水泵的吸入段有足夠的壓頭才能防止水汽化。冷卻塔多為開(kāi)放式并配風(fēng)機(jī)，使空氣與冷卻水強(qiáng)制對(duì)流，以提高空氣的降溫效果。塔內(nèi)裝有高密度的親水性填充材料，常用的冷卻塔有逆流型和直交流型兩種。冷卻水塔應(yīng)設(shè)置補(bǔ)水管（帶浮球閥），溢水管和排污管。2冷卻水系統(tǒng)管徑的確定一臺(tái)冷水機(jī)組配置一臺(tái)冷卻塔和一臺(tái)冷卻水泵時(shí)，冷卻水管路的管徑可按冷卻塔的進(jìn)、出水口接管管徑確定；一臺(tái)冷卻塔供幾臺(tái)冷水機(jī)組時(shí)，各臺(tái)冷水機(jī)組的冷卻水進(jìn)、出水管管徑與該冷水機(jī)組冷凝器冷卻水接管管徑相同。冷卻塔的進(jìn)、出水管管徑與冷卻塔的進(jìn)、出水口接管管徑相同?；騾⒖家韵铝斜磉x擇冷卻水管管徑：冷卻水管速算表：3冷卻水泵的選擇（1）冷卻水泵流量的確定冷卻水泵的流量應(yīng)為冷水機(jī)組冷卻水量的1.1倍。（2）冷卻水泵揚(yáng)程的確定冷卻水泵的揚(yáng)程可按下式進(jìn)行計(jì)算：H=1.1*（P1+Z+P2）式中：P1——冷水機(jī)組冷凝器水壓降，mH2O，可以從產(chǎn)品樣品中查出；Z——冷卻塔開(kāi)式段高度Z（或冷卻水提升的凈高度），mH2O；P2——管道沿程損失及管件局部損失之和，mH2O。作估算時(shí)，管路中管件局部損失可取5mH2O；沿程損失可取每100米管長(zhǎng)約為6mH2O。若冷卻水系統(tǒng)供、回水管長(zhǎng)為L(zhǎng)（m），則冷卻水泵揚(yáng)程的估算值為：H=P1+Z+5+L*0.06mH2O式中符號(hào)含義同上。4冷卻塔的選擇首先根據(jù)冷卻塔的安裝位置的高度、周?chē)h(huán)境對(duì)噪聲的要求等，確定冷卻塔的結(jié)構(gòu)形式。冷卻塔的冷卻水量，是根據(jù)制冷機(jī)所需的冷卻水量，并根據(jù)室外空氣的濕球溫度進(jìn)行修正來(lái)確定的。當(dāng)設(shè)計(jì)條件與冷卻塔制造廠提供的產(chǎn)品性能表?xiàng)l件不同時(shí)，應(yīng)根據(jù)產(chǎn)品樣本給出的冷卻塔的熱工性能曲線(xiàn)或資料進(jìn)行修正。型號(hào)規(guī)格確定后，復(fù)核所選冷卻塔的結(jié)構(gòu)尺寸是否適合現(xiàn)場(chǎng)的安裝條件，并根據(jù)冷卻塔的運(yùn)行重量，核算冷卻塔的運(yùn)行重量，核算冷卻塔安裝位置的樓板或屋面結(jié)構(gòu)的承受能力，以確保安全。冷凝水管路系統(tǒng)的設(shè)計(jì)步驟各種空調(diào)設(shè)備（一般為末端設(shè)備）在運(yùn)行過(guò)程中，其表冷器的表面溫度，通常低于空氣的露點(diǎn)溫度，因而其表面會(huì)結(jié)露，產(chǎn)生的冷凝水，必須設(shè)置管路及時(shí)排走。1冷凝水管設(shè)計(jì)及布置要求（1）冷凝水管宜采用聚氯乙烯塑料管或鍍鋅鋼管。采用聚氯乙烯塑料管時(shí)，一般可保溫層；采用鍍鋅鋼管時(shí)，需加保溫。（2）當(dāng)空調(diào)器附近有下水管或地溝時(shí)，空調(diào)器設(shè)水管將冷凝水就近排放至下水管中或地溝內(nèi)。（3）空調(diào)器無(wú)法就近排放時(shí)，則需用冷凝水管將空調(diào)器的冷凝水管集中排至下水管或地。（4）風(fēng)機(jī)盤(pán)管凝結(jié)水盤(pán)的泄水支管坡度，不宜小于0.01，其他水平支干管，沿水平方向，應(yīng)保持不小于0