第九章水的循環冷卻第九章水的循環冷卻

第一節水的冷卻原理第二節冷卻構筑物類型、工藝構造及特點第三節循環冷卻水基礎第四節冷卻水系統的綜合處理一水冷卻的基礎知識（1）濕空氣的壓力

P=Pg+PqP=RT×10-3Pg=gRg×10-3

Pq=gRqT×10-3Pg、Pq—干空氣和水蒸汽在其本身分壓下的密度，Kg/m3。Rg—干空氣的氣體常數，Rg=287.145J/（Kg·K

）。Rq——水蒸氣的氣體常數，Rq=461.53J/Kg·K1.濕空氣的性質第一節水的冷卻原理（2）飽和水蒸氣分壓力

當空氣在一定溫度下，吸濕能力達到最大時，空氣中的水蒸氣處于飽和狀態。水蒸氣的分壓稱為飽和水蒸汽壓（Pq＂）。濕空氣的飽和水蒸氣分壓只與溫度有關，與大氣壓力無關。

0<Pq<Pq＂（1）絕對濕度

絕對濕度——每M3濕空氣中所含水蒸汽的質量稱為空氣的絕對溫度。其數值等于水蒸汽在分壓Pq和濕空氣溫度T時的密度。(ρq)2.濕度（2）相對濕度φ=ρq/ρq＂=Pq/Pq＂（3）含濕量

在含有1kg干空氣的濕空氣混合氣體中，其所含水蒸汽的質量x（kg）稱為濕空氣含濕量，也稱為比濕，單位為kg/kg(干空氣)。3濕空氣的密度ρ4濕空氣的比熱（Csh）使總質量為（１＋x）kg的濕空氣（包括１kg干空氣和xkg水蒸汽）溫度升高１℃所需的熱量，稱為濕空氣的比熱，用Csh表示。

Csh＝Ｃg+Cqx

Csh=1.00+1.84x

Csh一般采用1.05KJ/(kg·℃)5濕空氣的焓i濕空氣的焓等于１Kg干空氣和含濕量x公斤水蒸汽的含熱量之和。

i＝ig＋x·ig以０℃的水的熱量為零：水蒸汽的焓以兩部分組成：a.汽化熱r0=2500kJ／kgb.1kg干空氣由０℃升至θ℃所需的熱量。焓是相對的6濕球溫度τ和水的冷卻理論極限干、濕球溫度是空氣的主要熱力學參數，干球溫度為一般溫度計測得的氣溫。測定濕球溫度時：１）紗布必須完全包住水銀球２）風速３—５m/s以上。濕球溫度代表在當地氣溫條件下，水可能被冷卻的最低溫度，也即冷卻構筑物出水溫度的理論極限值。一冷卻構筑物類型及構造組成第二節冷卻構筑物類型、工藝構造及特點1.水面冷卻池（1）水面面積有限的水體（2）水面面積很大的水體2.噴水池3.冷卻塔濕式干式1.水面冷卻池2.噴水冷卻池3.濕式冷卻塔冷卻塔自然通風冷卻塔自然通風式冷卻塔是利用空氣自然對流來使水冷卻的，水流運動形式有噴淋、濺滴等多種.主要有進水管、出水管、分配水管、噴頭和通風百葉窗等部件組成。缺點是：占地面積大；冷卻效率低；冷卻效果不穩定，易受風速和風向的影響，水被吹散的損失大優點是；構造簡單；設備投資少；運行維護方便。機械通風冷卻塔冷卻塔水系統通風式冷卻塔需要消耗電能，而且維護管理比較復雜。但是它的冷卻效率高，結構緊湊，占地面積小，適用范圍廣。抽風式機械通風橫流鋼制冷卻塔逆流式機械通風冷卻塔（1）在塔內空氣和水通過填料時的流動方向是相逆的：熱水從上向下淋灑，而空氣從下向上流動。冷卻效果比較好，橫斷面積相對較小，其缺點是配水不夠均勻，而且塔體高度較大。機械通風逆流冷卻塔（1）配水系統（2）淋水填料（3）風機（4）風筒（5）空氣分配裝置（6）除水器（7）集水池（8）塔體冷卻塔的組成部分（1）配水系統均勻分配熱水，如下圖（2）淋水填料點滴式淋水填料

是冷卻塔的關鍵部分。要有大的比表面積，使水與空氣有大的接觸面積，阻力小（3）通風及空氣分配裝置風機均勻分配空氣（4）其他裝置百葉窗收

水

器風筒形成風的自然對流流線形，小阻力，有一定的高度。集水池塔體集水、排污、補水支撐作用。二冷卻構筑物的選擇

冷卻構筑物的選擇應考慮工廠對冷卻水的要求，結合當地氣象條件、地形特點、補充水的水質及價格、建材等因素通過技術比較選擇。一、結垢1.循環冷卻水蒸發濃縮作用2.循環冷卻水CO2的散失3.水溫變化4.化學反應產生的難溶物質5.水質污染第三節循環冷卻水基礎

1.循環冷卻水使用過程中，主要產生三方面不利影響，即結垢，污垢，腐蝕。二、污垢1.微生物及其分泌物2.腐蝕產物

(1)析氫腐蝕

(2)吸氧腐蝕

(3)濃差腐蝕3.空氣中的雜質進入水中三、腐蝕1.化學腐蝕2.電化學腐蝕

(1)析氫腐蝕

(2)吸氧腐蝕

(3)濃差腐蝕3.微生物腐蝕腐蝕率⑴概念(2)⑶點蝕參數點蝕時，腐蝕可用點蝕參數反應。點蝕系數越大，對金屬危害越大。(4)緩蝕率污垢熱阻熱交換器傳熱面由于沉積物沉積使傳熱系數下降，從而使熱阻增加的量稱為污垢熱阻。2.基本概念3.循環冷卻水結垢和腐蝕的判別1.極限碳酸鹽硬度法2.飽和指數法IL=pH0-pHS3.穩定指數法IR=2pHS-pH0IL=0穩定IL>0結垢傾向IL<0腐蝕傾向IR=4.0-5.0嚴重腐蝕5.0-6.0輕微腐蝕6.0-7.0基本穩定7.0-7.5顯著腐蝕7.5-9.0嚴重腐蝕1.防垢處理2.防腐蝕處理3.微生物控制第四節冷卻水系統的綜合處理1.防垢處理結垢控制參數控制指標CaCO3pHspH0<pHs+（0.5-2.5）CaSO4溶解度[Ca2+]×[SO42-]<500000Ca3（PO4）2pHppH0<pHP+1.5MgSiO2溶解度[Mg2+]×[SiO22-]<3500方法：1.用排污法減小污垢濃縮倍數

2.降低補充水碳酸鹽濃度

3.提高循環水中允許的極限碳酸鹽濃度

4.加入CO2循環冷卻水結垢控制指標敞開式循環冷卻系統冷卻水主要水質指標項目要求條件允許值濁度（度）Ⅰ1.年污垢熱阻<9.5×10-5m2·h·0C/kJ2.有油類粘性污染物時,年污垢熱阻<1.4×10-4m2·h·0C/kJ3.腐蝕率<0.125mm/a<20Ⅱ1.年污垢熱阻<1.4×10-4m2·h·0C/kJ2.腐蝕率<0.2mm/a<50Ⅲ1.年污垢熱阻≤1.4×10-4m2·h·0C/kJ2.腐蝕率≤0.2mm/a<100電導率（us/cm）采用緩蝕劑處理<3000