11章—1循环冷却水的特点及处理要求图文.ppt

11章 循环冷却水水质（稳定）处理水质稳定处理§11-1循环冷却水的特点及处理要求 直流式：用后直接排放（水量大） 密闭式：完全封闭，与大气仅有热 量传递，无水量传质散热n冷却水系统 损失水量小， 水质处理单纯 问题：腐蚀 敝开式：水质处理最复杂，应用的 最多(主要讲敝开式系统水处理)一、循环水的处理特点和任务n1、水垢：原因：CaCO3，Mg(OH)2 n 危害：交换器热交换效率下降， 管道过水断面减小，增加管阻，耗能 造成事故 n2、腐蚀：防止水对金属管道及器件的腐蚀 n3、污垢： 悬浮物，有机或无机物质——产生泥垢。

微生物及其分秘物——粘垢 任务：防止或减轻水垢、防止或减轻水对设备及管系统的腐蚀、防止或减轻系统中产生的污垢 二.循环冷却水的基本水质要求:n常用腐蚀和沉积物控制要求——基本水质指标  n表中要求条件：n1、年污垢热阻 m2·h·℃/kJ n2、腐蚀率：mm/a n并且总碱度：以C( 1/2 Ca2+)计，是极限碳酸盐硬度 n（一）腐蚀率：每年平均腐蚀深度（mm/a）nCL由实验确定 P0，P——腐蚀前后金属重量；g ρ——金属密度；g/cm3 F——试件表面积；m2 t——试验（腐蚀作用）时间h n1、点蚀系数：金属最大腐蚀深度与平均腐蚀深度之比 反映的是点蚀危害程度 n2、缓蚀率η：处理后的水质腐蚀率降低的效果 nC0，CL——循环水未处理和处理后的腐蚀率 n（二）污垢热阻：n 1、热阻：传热系数（K）的倒数 n 2、污垢热阻： （Rt）由于结垢和污垢沉积使热交换器热阻增加的量称为污垢热阻m2·h·℃/KJ） nK0——未结垢所测总传热系数；kJ /m2·h·℃ nKt——运行 t 时间（结垢了）所测总传热系数 ； nψt——积垢后传热效率降低百分数。

n可作 t~Rt 的变化曲线，工作中应用，可做控制指标二、循环冷却水的积垢和腐蚀n（一）水质影响因素： n 1、循环水的水质污染： n（1）补充水带来污染：悬浮物，溶解盐，有机物，微生物 n（2）水处理引起的污染：药剂带入杂质，冷却时，大气带进杂质：尘埃，杂草，树叶，有机物 n（3）工艺流体的漏入 n（4）系统内部产生的污染：金属，砼受腐蚀脱落产物，藻类脱落物 n2、循环水脱CO2作用：在冷却塔中有一定量的CO2进入空气 Ca(HCO3)→CaCO3↓+CO2↑+H2O n由于CO2进入空气中，使反应产生水垢 n3、循环水的浓缩作用： 补充水量=损失水量=P=P1+P2+P3+P4 设补充水含盐量SB循环水含盐量S，补充水带进盐： SB（P1+P2+P3+P4） 风吹、排污渗漏及生产耗水带走的盐量： S（P2+P3+P4） n系统运行一定时间后， 带进盐≈带走盐 n系统中的含盐量趋于一个稳定值，用SP表示， 即： SB（P1+P2+P3+P4 ）=SP（P2+P3+P4） n令其为： K——浓缩倍数。

由于有P1→ K大于1→SP＞SB→系统有可能结垢 n4、溶解度与温度的关系： 单位：mg/Ln水温变化的影响： n（1）热交换器中： t 升高，Ca2+、Mg2+的盐类溶解度降低 当Ca2+、Mg2+及HCO3－ 、OH－含量高于溶 解度时水失去稳定性（可能）产生结垢 n（2）冷却塔： t下降； Ca2+、Mg2+的盐类溶解度升高 即有 HCO3－ 水显酸性产生腐蚀 t020406080100CaCO3956539262015Mg(OH)210986.55.75.2 n（3）系统由温度引发的： 低温区（设备冷水进口）——腐蚀 高温区（设备热水出口）——结垢n（二）金属化学腐蚀：化学已学过：是电位差使电子迁移的过程。

n1、电池阳极： 铁失去了2个电子： Fe－2e-→Fe2+n2、电池阴极：电子沿铁中电阻小的途径达到阴极部位n（1）酸性水或中性水：H+ 2H++2e- →H2 而 Fe2++2OH-→Fe(OH)2 Fe(OH)2致密层，保护铁不再被氧化 n 由H2和Fe(OH)2的生成而引起电位差的变化称为极化n极化的作用——抑制金属腐蚀阻兰；烤兰)n（2）当水中有溶解氧时O2 n阴极继续： Fe（OH）3—铁锈，起去极化作用， 继续腐蚀金属 n（3）碱性水中：阴极直接产生OH－ n3、凡是金属表面的两部位间存在差异（电位差），就会发生腐蚀 电位低的成为阳极，受腐蚀 电位高的成为阴极，产生沉积物n4、形成差异的原因： PH值（H+，OH-）；溶解氧；溶解盐；悬浮物；沉积物微生物等金属中的杂质等合金)n（三）循环水水质稳定的判别： n 1、极限碳酸盐硬度法： Hjz 水中CO2与碳酸盐硬度应保持平衡关系，保持不结垢的碳酸盐硬度——极限碳酸盐硬度Hjz，经验公式：条件 t=30~65℃耗氧量＜25mg/l n[O]——补充水的耗氧量；mg/l n Hy——补充水的非碳酸盐硬度;n t——循环水的最高水温。

当 t＜40℃时，仍以40℃计 浓度平衡时，碳酸盐硬度HC=KHB nHB——补充水的碳酸盐硬度 nK——浓缩倍数n（1）当HC=KHB≤ Hjz水质不结垢（不结垢，但要排污） n（2）当HC=KHB＞ Hjz产生水垢应处理 nHjz——仅判定是否结垢，不能判定腐蚀， n2、水质稳定性指标：饱和指数IL，稳定指数IR n（1）饱和指数：（Langelir Saturation Index） IL= pH0－pHs (书：LSI=pH0－pHs ) pH0——水的pH值 pHs——水的CaCO3饱和pH值 n当IL＞0时，CaCO3处于过饱和，有结垢的倾向 n当IL＜0时，CaCO3未饱和而CO2过量，水有腐蚀性 n当IL=0时，水质稳定 工程控制：IL=±（0.25~0.30）范围内  n（2）、稳定指数：IR（Rgznar） n经验式： IR=2pHS－pH n IR=4.0~5.0 水有严重结垢倾向； nIR=5.0~6.0 水有轻微结垢倾向； nIR=6.0~7.0 水有轻微结垢或腐蚀倾向； nIR=7.0~7.5 腐蚀显著； n IR=7.5~9.0 时，严重腐蚀 。

n它不能提供计算数据，仅能判断水的结垢和腐蚀的倾向 n 3、结垢控制指标：n（1）其它影响因素：（对结垢有影响的因素） 悬浮物及溶解的有机物浓度 水温换热器水温升高） 处理药剂主要是缓垢剂） n（2）经验控制指标:npHs——CaCO3 饱和时的pH值 npHP ——Ca3(PO4)2 饱和时的pH值npH0 ——循环水的实际pH值n〔SiO2〕 ——SiO3－以SiO2计结垢物质控制参数控制指标CaCO3 CaSO4Ca3(PO4)2MgSiO3pHs溶解度pHP溶解度pH0 ＜pHs+（0.5~2.5）〔Ca2+〕×〔SO42－〕＜500000pH0 ＜pHp+1.5〔 Mg2+〕×〔SiO2〕＜3500 n实际工程中所考虑的一些指标： n（1）腐蚀率：CL—实验定，讲了n（2）腐蚀深度：用总蚀系数，讲了 n（3）缓蚀率：η 讲过了 n（4）污垢热阻：Rt 讲了。