冷却水及水处理ppt课件 45页

循环冷却水的循环利用\n冷却水系统直流式循环式混合式工业生产过程中产热,设备和产品温度升高,须及时冷却保证生产和产品质量水——吸收和传热的介质水温问题\n循环水在使用过程中发生*少量水在冷却塔中蒸发损失*盐类浓缩而形成盐垢或称结垢*水中悬浮物发生浓缩*循环水可能受到填料物的污染*还有杂质如有机物、微生物、藻类等进入系统结垢、污垢、腐蚀和淤塞冷却构筑物——降低水温水质处理——控制结垢、污垢、腐蚀解决措施水质问题循环水系统经常出现\n冷却构筑物类型冷却塔工艺构造冷却塔工作原理主要内容\n湿球温度（τ）代表在当地气温条件下，水可能被冷却的最低温度，即冷却出水温度的理论极限值。一般冷却后水温t比τ高3—5℃。常见类型按水与空气接触方式分冷却构筑物类型水面冷却湖（池）喷水冷却池冷却塔用一般温度计测得的气温湿式(敞开式)：水与空气直接接触，传热和传质同　时，冷却极限为空气的湿球温度。干式(密闭式)：水与空气不直接接触，冷却介质为　空气，空气对流带走热量，单纯传　热，冷却极限为空气的干球温度。\n密闭式（干式）冷却冷凝水循环利用水与空气不直接接触敞开式（湿式）冷却水与空气直接接触\n冷却塔的工艺构造配水系统１淋水填料２热水分配装置通风及空气分配装置进风口５风机６通风筒７均匀配水增加接触面积抽吸空气与水接触其它装置除水器８集水池４挡风墙３化冰管９进水管１０湿热空气与水分分离回流１２３４５６７８９１０\n冷却塔工作原理以温度差（ti-t）为推动力对流传热：ti-t>0热量（显热）从水传入空气入塔空气:未饱和——浓度差温度较水温低——温度差循环水降温传热速率影响因素:水—气接触表面相对流接触时间蒸发传热:以蒸气压差（PV”-PV）为推动力PV”-PV>0带走水的蒸发潜热界面处饱和水蒸汽分压空气中水蒸汽分压\n影响循环冷却水水质的因素循环冷却水水质特点与水处理任务循环冷却水的基本水质要求循环冷却水稳定性控制指标循环冷却水处理循环冷却水水质处理\n影响循环冷却水水质的因素水质污染补充水水质不良（溶解盐、溶解气体、有机物）外来的污染（尘土、树叶、填料等）系统内部（藻类、微生物等）污垢或粘垢循环水的脱CO2作用空气中CO2少，其分压力低；水在塔中与空气接触:2HCO3-=CO2+CO32-+H2O+Ca2+=CaCO3(固)CO2逸出破坏了碳酸平衡和碳酸钙的溶解平衡水垢\n水温降低水中平衡CO2的需要量降低且低于水中CO2的量冷却塔中水——腐蚀水温变化水温升高Ca2+、Mg2+、CO2易析出或逸出提高了平衡CO2的需要量换热器中水——结垢冷却系统中高温区——结垢，低温区——腐蚀\n结垢的危害阻碍热交换器的热传导效率降低水流量甚至堵塞管路或换热器引起垢下腐蚀增加能耗和维修费用\n\n循环冷却水的电化学作用－腐蚀电化学腐蚀的定义腐蚀是金属转变成金属氧化物的过程阳极：FeFe2++2e阴极：2H2O＋O2＋4e4OH-\ne-e-e-FexOyOH-OH-O2铁腐蚀微电池H2OH2OH2OO2Fe2+阴极（氧减少）阳极（金属流失）\n腐蚀的常见类型腐蚀的形式：根据腐蚀时腐蚀面积的大小，可分为以下几种一般腐蚀局部腐蚀点蚀电偶腐蚀氧浓差腐蚀不锈钢应力破裂\n\n腐蚀的危害腐蚀产物成为软垢的一部分，增加软垢损坏设备缩短设备寿命增加维修费用\n腐蚀的控制使用耐腐蚀材料，不易被氧化在金属表面形成耐腐蚀层，隔断与水的接触。采用阴极、阳极保护。使用缓蚀剂，对金属进行钝化。避免不同金属的直接接触。\n常用的缓蚀剂缓蚀剂是在金属表面形成一层膜，隔离金属与水的接触而达缓蚀目的。缓蚀剂的类型有沉淀膜型、氧化膜型、金属离子沉淀膜型、吸附膜型。\n非常类似于结垢为结垢提供晶核为微生物生长提供条件堵塞管道污泥和生物粘泥的危害\n\n污泥生物粘泥的控制良好的缓蚀、阻垢和微生物控制方案可适当减少污泥、粘泥循环水中微生物及控制微生物的危害微生物引起的粘结物导热性差难以清除生物粘泥导致垢下腐蚀。微生物引起金属的腐蚀直接引起金属腐蚀（铁细菌、硫酸盐还原菌）产酸类细菌（硫杆菌、硝化菌）\n\n微生物的控制方法常用杀生剂氧化性杀生剂非氧化性杀生剂生物分散剂常用氧化剂卤素及卤酸盐臭氧二氧化氯氯化异氰尿酸卤素类杀生剂在水中的反应X=Cl,Br,orIX2+H2OHOX+HXHOXH++OX-\n循环冷却水水质特点产生沉积物具有腐蚀性微生物繁殖水垢、污垢或粘垢、腐蚀\n循环冷却水的化学处理合适的缓蚀剂－防止腐蚀合适的阻垢剂－防止结垢合适的分散剂－防止粘泥垢合适的杀菌剂－控制微生物生长\n循环冷却水水质处理任务防止和减轻水垢（CaCO3)在换热器和设备表面：传热效率下降过水断面减少调节水中CO2、Ｃa(HCO3)2和ＣaCO3的平衡防止和减轻腐蚀设备与管道设施等损坏调节水中CO2、Ｃa(HCO3)2和ＣaCO3的平衡防止和减轻污垢或粘垢（有机物、微生物）在系统中、在补充水中：传热效率下降过水断面减少腐蚀控制污染、微生物\n循环冷却水稳定性控制指标——稳定性判别水质稳定的水——无侵蚀性、不发生碳酸盐沉积结垢的水调整水中CO2、Ca(HCO3)2、CaCO3的平衡水质稳定处理——基于碳酸平衡原理，控制结垢与腐蚀。水质不稳定的水——有侵蚀性、发生碳酸盐沉积结垢的水当水中碳酸钙浓度>其饱和浓度时，碳酸钙沉淀结垢；当水中碳酸钙含量<其饱和浓度时，已沉积的碳酸钙溶解，具腐蚀性。\nL>0:CaCO3处于过饱和状态，有结垢倾向；L<0:CaCO3未饱和，有腐蚀倾向；L=0:水质稳定。饱和指数（LSI）判别法：L=pH0-pHs循环水的实际pH值循环水为CaCO3平衡时的pH值\n实际运行中，影响结垢与腐蚀的其他主要因素悬浮固体与有机物浓度高水温高水处理药剂（控制结垢药剂）仅按水质稳定概念解决结垢和腐蚀问题不合适结垢控制指标：基于水质稳定，又参照循环冷却水运行经验。理论上：pH0＞pHs结垢倾向实际上：pH0＞pHs+（0.5~２.5）认定有结垢倾向\n循环冷却水处理腐蚀控制沉积物控制防止微生物滋生\n预处理预膜：运行前预先在换热器管壁上形成完整的保护膜。预处理过程：化学清洗剂清洗冲洗干净\n补充：国内水处理简介急需解决的问题加药方式和监测水处理方案\n国内水处理急需解决的问题节省用水提高水处理效果加药及管理自动化\n21排污/取样补充水回系统110ppmTRASAR1255umhos7.35pH排放TRASAR/电导率控制自动加药加药方式和监测\n设计水处理方案要点了解用户情况水质数据（包括丰水、枯水期）循环水系统工况装置的工艺条件现有水处理设施水处理管理情况用户存在的问题\n实施化学水处理方案的要点有针对性的水处理方案适当的加药方式自动加药、加药量平稳必要的监测手段监测指标和一定的频率控制及时调整各个指标确保受控故障排除准确的判断问题和解决问题。\n水处理方案的实施步骤清洗预膜清洗预膜注意事项水质的浊度、总铁PH值钙离子浓度其它\n水处理方案的实施步骤（续）常规处理常规处理任务是控制好水质指标需控制的水质指标如下（控制指标根据选定的处理方案定）\n需要监测控制的水质项目\n冷却水处理常见问题的判断和处理腐蚀问题状况：监测的腐蚀速率超标，挂片呈局部腐蚀或点蚀明显。；水中总铁浓度持续升高；现场换热设备布满锈瘤，有泄漏，垢样分析表明氧化铁成分占70％～80％。建议的处理方法：检查水质指标指标合格情况。缓蚀剂浓度、碱度、Ca+2、Cl－、异养菌等指标是否不合格项多，及时纠正。确认指标合格的情况下再考虑修改配方：增加缓蚀剂用量；增加药剂中抗点蚀的成分；提高水的碱度指标；加强对微生物的杀灭。\n结垢现状：监测的粘附速率超标；换热设备超温，结垢堵塞；循环水中Ca+2与其他离子比例失调；垢样分析表明CaO、P2O5、CO2占百分比大。建议的处理方法：检查循环水中[碱度＋Ca+2]是否超标、粘泥量是否超标；加药不及时或分散剂少加；工艺条件是否变化；进水阀门开度小，水量不足；浓缩倍数过高；对症处理。增加阻垢分散剂的量或更换高效的阻垢分散剂；调低循环水中[碱度＋Ca+2]的控制指标；加酸降低PH和碱度（碱性配方也要加酸）；适当降低浓缩倍数。\n微生物引起的问题现状：监测的粘附速率超标，粘泥量超标、异养菌或铁细菌、硫酸盐还原菌超标；循环水发黑、臭，有菌藻团；换热器管内有滑腻沉积物。建议的处理方法：检查加氯（卤）合格率，每日加氯（卤）量是否足够；若是用非氧化杀生剂则检查加药间隔周期是否太长；工艺物料有否泄漏。纠正措施：加强加氯（卤）管理，提高合格率，不定期交替使用非氧化杀生剂；进行粘泥剥离的强化处理。\n冷却水处理常见问题的判断和处理（续）冷态期的问题特点：热负荷小，浓数倍数低，系统不稳定问题：腐蚀处理方法：强化防腐处理