冷却塔水处理基础知识学习资料

➢ 任何其中一个都会带来很大运营成本影响
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冷却水处理
冷却水系统主要问题
有效的解决问题方案!
➢ 生锈
– 毁坏系统的金属 – 形成沉淀
➢ 沉淀物
– 降低热传递效率 – 增加能量损耗 – 造成垢下腐蚀
➢ 微生物控制差
– 引发生锈, 沉淀 & 增加潜在的病毒
典型的冷却水系统
➢ 开放式冷却水系统
– 冷却塔, 蒸发式冷凝器, & 流体冷却器 – 水蒸发而释放热量到大气 – 冷却水溶解一定浓度固体需要排放 – 补加水（水蒸发和排放的水）
压缩循环冷凝器的蒸发率
➢ 1吨制冷剂 = 12,000 BTU/hr 蒸发器散热. ➢ 压缩循环制冷每吨增加3000 BTU的热量 ➢ 压缩循环冷却器每吨排出15,000 BTU/hr热. ➢ 冷却塔蒸发率~ 1.53 加仑每小时每吨
增强型冷却器管
➢ 蒸发器 & 冷凝器外壳 & 管 HX ➢ 通常使用增强型HX铜管 ➢ 也叫来复线管 ➢ 管面凹凸
旁流过滤能减少所需减少清理
杀菌剂类型
➢ 非氧化性杀菌剂
– 通过投毒方式杀死或抑制细菌生长 – 特定微生物
➢ 氧化型杀菌剂
– 通过“burning up”方式抑制细菌生长 – Non-specific kill mechanism – 氯, 溴 , 双氧水, 臭氧, etc.
非氧化性的杀菌剂
➢ Control some bugs that oxidizers can’t
挑选最佳的杀菌剂计划
➢ 没有一个杀菌计划是通用的
➢ Best practices guidelines for Legionella control specify use of an oxidizing biocide
➢ Other things to consider
– 系统设计& 运营状况 – 水质 – Existing feed & control equipment – Availability of personnel to monitor program – 经济因素 – 实际工作
➢ 系统设计能很好的帮助微生物测量
系统设计
➢ 收水器 ➢ 避免死角&其他停滞区域 ➢ 保护水池, 顶端& 其他湿润区域from sunlight ➢ 使用耐腐蚀建筑材料 ➢ 便于冲洗和完整的排水设计来自日常清理&消毒
➢ 每年至少一次清扫和消毒，最好两次
➢ 干净的系统是减少风险的关键，，因为泥沙，淤泥， 有机物质促进军团菌的增长
引起的生物污染。. ➢ 生物膜或生物污染称为
➢ 形成军团菌
提高生物控制效率
System Design & Operation
Cleaning & Disinfection
Biocide Additions
Biomonitoring
不仅仅使用化学试剂!
➢ 需要有效的控制微生物
日常生物监测 适当添加杀菌剂& 有计划的清洁/消毒
– 冷凝器压力也称head pressure – 温度高, head pressure也高
控制结垢的方式
➢ 通过排放来限制生垢物质的浓度 ➢ 修改系统的流速或者温度 ➢ 保持系统干净 ➢ 添加化学阻垢剂
– 扩大溶解杂质
– 防止颗粒形成附着沉积
排放&循环控制的重要性
➢ 排放会直接影响水&阻垢剂成本
– 潜在腐蚀 – 军团菌增加 – 维护成本 – 潜在不可预测的关机
• 以一个0.75千瓦/吨冷却水组作为参考& 电力消耗$0.06 千瓦时
水处理的伙伴关系
训练有素的操作人员能帮助制定一个成功处理计划 来降低总费用。
➢ 培训与现场测试，可以有巨大的 回报!
➢ 水处理代表在现场服务的时间 很少!
➢ 水处理操作指南
– 增加湍流 – 增加表面积 – 增加热传递 ➢ 增加潜在的腐蚀和沉淀 ➢ 强化– 凸出非常接近
封闭系统
➢ 广泛用于柔和的冷却&加热 ➢ 配制
– 2, 3, & 4 管道系统 – 初级&次级回路 – 独立冷却系统 – 封闭的冷凝器回路 – 软化水回路（热泵）
封闭系统
➢ 水损失不严重的话比较容易处理
Annual
Annual
Total
Water Cost Inhibitor Cost Annual Cost
$ 94,608 $ $ 70,956 $ $ 59,130 $ $ 55,188 $ $ 53,217 $ $ 52,034 $
32,850 $ 127,458 16,425 $ 87,381
– 帮助文件步骤& 与你的程序关联
基础水化学
水
➢ 纯水是无色, 无味, & tasteless ➢ 化学方程式H2O ➢ 水具有多种特性，同时是个优良
传热介质。
– 安全 – 性价比高 – 高热容量(能吸收和释放更多的热量)
The Universal Solvent
➢ 水常被称为广泛溶剂 ➢ 水具有超强的溶解性 ➢ 水中的杂质导致生锈、沉淀等相关问题 ➢ 雨水是最常见的方式
– 制冷剂内部添加，主要把热量从一个地方移到另一个地 方
–氨 – 氟利昂
压缩循环制冷机
➢ 冷凝器核心是压缩机 ➢ 容积式压缩机
– 往复式（看起来像汽车发动机） – 螺旋式 – 滚筒式 – 小型冷却器
➢ 离心压缩机
– 最常见的大型冷却器 – 像有个扇子在冷却器上
压缩循环冷凝器
压缩机r
离心式
往复式
螺旋式
– 合理的抑制 – 维持在一个合理的范围
沉淀物
➢ 物质沉淀
– 碳酸钙 – 其他杂志 – 流动性低 – 通常形成在热交换表面
➢ 大部分沉淀物是混合物
– 泥土、铁锈、泥浆等等. – 所有被称为污物 – 某些杂质相对独立
Calcium Carbonate & Slime Deposit in Condenser Tubes
Acidic
pH
Neutral
Alkaline
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
➢ 测量水中的酸碱性
– pH 7.0 被认定为中性
➢ pH低显酸性
– pH越低越容易生锈
➢ pH高显碱性
– pH越高越容易生垢
碱度
➢ 测量酸中和的能力 ➢ 与pH有关 ➢ 低pH 低碱度&导致生锈 ➢ 高pH 碱度高
for an HVAC system
➢ 铁锈引起的后果
– 金属损坏 – 减少系统寿命 – 机器失效
➢ 腐蚀产物
– 降低热传导效率 – 流动性受限制 – 增加操作成本
锈蚀
控制锈蚀的方式
➢ 耐腐蚀材料
价格较贵，但设备寿命较长
➢ 通过保持合理的周期（排放）来平衡生锈/结构的形 成趋势
➢ 好的结垢& 微生物控制 ➢ 使用腐蚀抑制剂
生物监测的重要性
➢ Only way to know if MB control program is effective
– 现场调查 – 实验室调查
➢ 改变杀菌剂添加量& 清理周期来维持好的结果。
➢ 控制总体菌群数量来控制军团菌
WT对能源成本的影响
➢ HVAC系统中主要的能源消耗者:
– 冷却机 – 循环泵 – 塔风机 – 空气处理风机
Cycles
Annual Bleed
2
15,768,000
3
7,884,000
5
3,942,000
7
2,628,000
9
1,971,000
11
1,576,800
Annual Make Up
31,536,000 23,652,000 19,710,000 18,396,000 17,739,000 17,344,800
微生物控制不好造成的影响
➢ 生锈&金属出问题 ➢ 热交换表面形成杂质 & 浪费能
源 ➢ 军团菌 ➢ 系统停机& 产品问题 ➢ 高维护费用
Millions $ 导致减少寿命、可靠、安全性
生物膜和生物污染
➢ 细菌生成胶装物成为生物膜 – “油滑”的感觉 – 高绝缘性 – 甚至可能不可见
➢ 及时杀菌剂增加也能保护细菌 ➢ 当生物膜上有污泥，泥沙，纤维，臭虫，耐腐蚀的产品等
8,213 $ 67,343 5,475 $ 60,663 4,106 $ 57,323 3,285 $ 55,319
1000 Ton Load, 24 Hr/Day, 365 Days/Year, Water Cost = $3.00/1000 Gallons Inhibitor Cost = $2.50/lb., Inhibitor Feed Rate = 100 ppm
➢ 冷却器是把不想要的热从一个地方去除
➢ 制冷器以吨计
– 1 吨 = 12,000 BTU/小时移热
➢ Two basic types of chillers
– Vapor Compression – Absorption
典型的冷凝器
冷凝器
蒸发器
蒸汽压缩式制冷机
➢ 像家庭空调一样控制 ➢ 相同的构造: 压缩机、冷凝器、膨胀阀& 蒸发器 ➢ 需要制冷剂
➢ Penetrate slime better than oxidizers
➢ Less corrosion concerns
➢ Usually required with an oxidizing biocide program