循环水资料

第一篇循环水基础知识

一、循环冷却水系统

1、循环冷却水

工业冷却水通过换热器与工业介子间接换热，热的工艺介质在热交换过程中降低温度，冷却水被加热而温度升高，在循环水系统中，冷却水可以反复使用。水经换热器后温度升高，由冷却塔或其它冷却设备将水温降低下来，再由泵将水送往用户，水在如此不断地进行反复使用。

我厂用的是敞开式循环水系统，冷却水通过换热器后水温提高为热水，热水经过冷却曝气与空气接触，由于在循环过程中要蒸发掉一部分水，还要排出一定的浓缩水，故要补充一定的新鲜水，以维持循环水中的含盐量或某一离子含量在一定值上。冷却塔时一个塔形建筑，水气热交换在塔内进行，可以人工控制空气流量来加强空气与水的对流作用以提高冷却效果。

2、冷却塔的工艺构造

冷却塔中一般包括通风筒、配风系统、淋水系统、通风设备、收水器和集水池等部分。

①通风筒:通风筒的作用是创造良好的空气动力条件，减少通风阻力，并将塔内的湿热空气送往高位。机械通风系统采用强制通风，故一般风筒较低，自然通风系统要高一些。

②配风系统:将热水均匀分布到整个淋水装置上，热水分布均匀与否对冷却效果影响很大。如水量分配不好，不但直接降低冷却效果，也会造成冷却水滴飞溅到塔外。我厂用的是管式。

③淋水系统:淋水装置也称填料，是冷却设备中的一个关键部分，其作用是将需要的冷却热水多次溅散成水滴或形成水膜，以增加水和空气的热交换。水的冷却过程主要是在淋水装置中进行的。根据在淋水装置中水被淋洒成的表面形式，一般可将淋水装置分成点滴

式、薄膜式及点滴薄膜式等三种。

④通风设备:在机械通风冷却塔中利通风机产生预计的空气流量，以保证要求的冷却效果。常用的是轴流式风机，这种风机的特点是风量大、风压较小，同时通过调整叶片角度可得到合成的风量和风压。

⑤收水器:将排出湿热空气中所携带的水滴与空气分离，减少逸出水量损失和对周围环境的影响。

⑥集水池:设于冷却塔下部，汇集淋水装置落下的冷却水，有时集水池还具有一定的储备容积，起调节流量作用。

3、循环水的冷却原理

循环水的冷却是通过与空气接触，由蒸发散热、接触散热和辐射散热三个过程共同作用的结果。

①蒸发散热：水在冷却设备中形成大小水滴或极薄水膜，扩大其与空气的接触面积和延长接触时间，时部分水蒸发，水汽从水中带走汽化所需的热量，从而使水冷却。

②接触散热：水与空气对流接触时，如果空气的温度低于水的温度，则水中的热量会直接传给空气，使空气温度提高，水温降低。二者温差越大，传热效果越好。

③辐射散热：辐射散热不需要传热介质的作用，而是由一种电磁波的形式来传播热能现象。复式散热只有在大面积的冷却池内才起作用。

这三种散热过程和在水冷却中所起的作用，随空气物理性质不同而异。

4、冷却循环水运行过程有四部分水量损失

①蒸发量，冷却水在塔中与空气接触对流换热，使部分水蒸发送入大气。这部分损失的水量称为蒸发量。

②风吹损失，空气从冷却塔中带出部分水滴，称为风吹损失。

③排污水量，为控制冷却水循环过程中因蒸发损失而引起的含盐量浓缩，必须人为地排掉一部分。

④渗漏损失，在管、阀门和贮水系统中因渗漏而损失的水量。

5、冷却水循环使用易带来的问题

冷却在循环过程中，水在冷却塔内和空气充分接触，使水的溶解氧得到补充，所以循环水中的溶解氧总是饱和的。水中溶解氧是造成金属电化学腐蚀的主要原因，加上水浓缩后含盐量增加，电导率上升，也增加了腐蚀倾向。这是冷却水循环使用后易带的问题之一。

水浓缩之后结垢离子成倍增加。特别由碳酸氢盐是很不稳定的盐类，它在换热器表面上受热会分解为碳酸盐和二氧化碳。碳酸钙的溶解度很低，使传热面上结碳酸钙水垢的倾向增加，这是问题之二。

冷却水和空气接触，吸收了空气中的大量灰尘、泥沙、微生物，是系统中的污泥增加。冷却塔内的光照、适当的温度、充足的氧和养分都有利于细菌和藻类的生长，从而使循环系统黏泥增加。在换热器内沉积下来。造成了黏泥的危害，这是水循环带来的问题之三。

冷却水的循环使用对换热器带来的腐蚀、结垢和黏泥问题。因此，循环冷却水如果不加以处理。则以上问题的发生将使换热器水流阻力增加，水泵的能耗增加，传热效率降低，并使生产工艺条件处于不正常状况。

二、循环水的腐蚀

由于和周围介质相作用，使材料（通常是金属）遭受破坏，或使材料性能恶化的过程，称为腐蚀。

1、全面腐蚀和局部腐蚀

在水中全面的腐蚀是电化学腐蚀，电化学腐蚀又分为全面腐蚀和局部腐蚀。全面腐蚀相对较均匀，在金属表面大量分布着微阴极和微阳极，这种腐蚀不易造成穿孔，腐蚀产物

氧化铁可在整个金属表面形成，在一定情况下有保护作用；是腐蚀集中于金属表面的某些部位时，则称为局部腐蚀，局部腐蚀速度很快，往往在早期就可使材料腐蚀穿孔或开裂，所以危害性很大。

2、点蚀

点蚀又称为坑蚀、孔蚀，但比较统一的叫法称点蚀。点蚀时一种局部腐蚀，导致在金属表面上产生小孔，产生点蚀的主要原因是水中离子式黏泥在金属表面产生沉积，这些沉积物覆盖在金属表面，使水溶解氧和缓蚀剂不能扩散到金属表面上，从而造成局部腐蚀。水中氯离子对点蚀也有影响。点蚀随氯离子浓度的升高而增加；温度对点蚀的影响较大，升高温度会使钝化膜的保护性能下降，还可能导致应力腐蚀开裂。因此点蚀经常发生在换热器的高温区和流速缓慢发生沉积的部位，增加流速有利于氧的扩散，有利于钝化膜的修补，而且亦可带走小孔上的沉积物，有利于控制点蚀的发生。

3、微生物腐蚀

微生物腐蚀时一种特殊类型的腐蚀，它是由于微生物直接或间接地参加了腐蚀过程所引起的金属毁坏作用，微生物腐蚀一般不单独存在，往往和化学腐蚀同时发生，两者很难截然分开，引起腐蚀的微生物一般为细菌式真菌，但也由藻类及原生物，在大多数场合下都可看作是各种细菌共同作用造成的危害，微生物影响腐蚀主要是通过使电极、电位和浓差电池发生变化而间接参与腐蚀作用这条途径，其方式分一下几类：

1）由于细菌所形成的黏泥沉积在金属表面，破坏了保护膜，构成局部电池。

2）由于细菌代谢作用引起氧和其它化合物的消耗，形成浓差电池，在局部电池中发生去极化作用。

3）由细菌代谢产物的作用引起以下变化：①影响PH值及酸度②影响氧化还原电位③使环境化学发生变化④生产或消耗氧而影响氧的浓度。