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1、信息与通信循环水系统简介、工作原理与控制参数1103 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望循环水系统简介、工作原理与控制参数 2008 2008年年1111月月11/6/20222目录乙烯循环水场设计简介循环冷却水处理基础知识简介循环水冷却原理循环水处理设施循环水场主要控制指标循环水主要水质指标 如何确定循环水场水质处理方案？11/6/20223乙烯工程简介一、乙烯装置（含干气预精制）100万吨/年二、裂解汽油加氢装置 70万吨/年三、丁二烯抽提装置 1
2、6万吨/年四、芳烃抽提装置 60万吨/年五、环氧乙烷/乙二醇装置 65万吨/年六、聚乙烯装置 45万吨/年七、MTBE/丁烯-1装置 11/4万吨/年八、聚丙烯装置 30万吨/年九、环氧丙烷/苯乙烯装置 28.2/62万吨/年公用工程及辅助工程11/6/20224图纸介绍乙烯东西区平面图乙烯循环水系统图乙烯第一循环水场图乙烯第二循环水场图11/6/20225一循设计规模：80000m3/h；供水对象：为乙烯（含干气预精制）、裂解汽油加氢、芳烃抽提、丁二烯抽提和综合办公楼等装置提供循环冷却水。11/6/20226一循链接：一循循环水场设计图11/6/20227装置用水量表序号 系统名称 正常水量
3、(m3/h)最大水量(m3/h)给水温度()回水温度()给水压力(MPaG)回水压力(MPaG)备 注 1乙烯装置 560006500033430.450.202裂解汽油加氢 4200545033430.450.203芳烃抽提 862104133430.450.204丁二烯抽提 5400650033430.450.205综合办公楼 35035033430.450.206合计 66812783418000011/6/20228一循环水场主要设计参数循环冷却给水压力 0.450.55MPaG循环冷却回水压力 0.150.20MPaG循环冷却给水温度 33循环冷却回水温度 43浓缩倍数 4污垢热阻
4、3.010-4m2.K/W干球温度 33.0湿球温度 28.511/6/20229工艺流程循环水加压系统：循环热水靠余压经循环冷却回水管道进入冷却塔，在塔内与空气进行充分的蒸发散热与传质散热。水被冷却进入冷却塔塔底水池，经平衡渠道汇集流入吸水池，由循环水泵通过吸水管道将吸水池的水加压送至各装置循环使用。水质处理系统：投加缓蚀阻垢剂系统；加碱系统；加氯系统；旁滤系统；11/6/202210一循主要设备冷却塔：钢筋混凝土结构逆流式机械通风冷却塔，20台。风机20台。单台处理能力4000 m3/h。填料为薄膜填料。循环水泵：水平中开卧式离心泵，共10台，8开2备。单泵流量10000 m3/h，扬程5
5、2m。旁滤罐：压力过滤罐，单台处理水量250m3/h，滤速2030m/h，共10台。11/6/202211加药设备选用自动加药系统1套，包括如下加药设备：本系统设置缓蚀阻垢剂、杀菌剂和次氯酸钠杀菌剂加药装置。缓蚀阻垢剂和次氯酸钠加药装置配备一个溶液箱，溶液箱上配备磁翻板液位计，配置LMI计量泵。在冷却水管路上配置米顿罗PH表、栗田电导率仪和药剂浓度仪表，HACH浊度仪和余氯仪，通过以上仪表在线检测水质，西门子200PLC控制，整套加药装置自动运行。加药系统的工作状态可在工控机上显示，并控制。11/6/202212二循设计设计规模：32000m3/h。供水对象：EO/EG、MTBE/丁烯-1、西
6、区罐区、全厂公用仓库等装置和辅助设施组成：循环冷却部分、旁滤部分、水质处理部分、水质监控部分组成。11/6/202213二循图纸链接：二循图纸11/6/202214工艺流程自各生产装置及辅助设施来的循环热水（CWR）进入循环水场后，在冷却塔内进行蒸发散热和传质散热，使43的热水冷却到33，冷却后的水经塔下集水池自流至吸水池，由循环冷水泵提升加压，送至全厂性循环水管网，供各生产装置及辅助设施使用。11/6/202215设计参数装置边界处循环冷水工作压力 0.50MPa装置边界处循环热水工作压力 0.25MPa循环冷水系统设计温度 33循环热水系统设计温度 43冷却塔设计干球温度()33.0冷却塔
7、设计湿球温度()28.5冷却塔设计大气压力 99.99167KPa污垢热阻值 1.7210-4m2k/w浓缩倍数 4.011/6/202216主要设备1）、冷却塔8间，单塔处理水量4000m3/h，温降10。2）、循环冷水泵6台，4开2备，单泵流量Q=9500m3/h，H=52m。3）、压力式过滤器4台，单台处理水量250m3/h。11/6/202217加药设备包括药剂贮罐、计量泵、在线检测仪表、包括药剂贮罐、计量泵、在线检测仪表、PLC控制控制系统等。系统等。加药系统能实现的功能加药系统能实现的功能 排污控制；缓蚀阻垢剂的添加控制；pH监测及液碱添加控制；余氯监测及氧化性杀菌剂添加控制；在线
8、瞬时腐蚀速率及挂片点蚀监测；在线浊度监测；11/6/202218循环冷却水系统简介11/6/202219 热交换器热效率下降热交换器热效率下降热交换器泄漏热交换器泄漏 材质强度下降材质强度下降热交换器堵塞热交换器堵塞泵压上升、流量下降泵压上升、流量下降促进腐蚀促进腐蚀浪费药剂浪费药剂冷却塔效率下降冷却塔效率下降冷却塔填料变型下陷冷却塔填料变型下陷视觉污染视觉污染淤泥堆积淤泥堆积11/6/202220循环水必要性节约水源减少排污水量防止热污染减少设备体积，节约钢材。11/6/202221循环冷却水的产生11/6/202222工业冷却水 化学工业、石油工业、冶金工业及建筑的生活系统中常需要将热工艺
9、介质进行冷却，水的特性很适合用作冷却介质。工业冷却水通过换热器(或称热交换器，水冷却器、水冷器)与工艺介质间接换热。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。工业冷却水的用量往往很大，在化学工业许多企业中占到工业用水总量的9095以上。因此要进行回收循环使用。11/6/202223水质特点和处理措施11/6/202224冷却构筑物类型11/6/202225水面冷却池11/6/202226喷水池11/6/202227 循环冷却水系统分类冷却水系统直流冷却水系统封闭式循环冷却水系统敞开式循环冷却水系统11/6/202228湿式冷却塔分类11/6/202229敞开式循环水系统水泵换
10、热器热流体流程：冷水流入换热器将热流体冷却，水温升高，利用其余压流入冷却塔进行冷却。冷却后的水再用水泵送入换热器循环使用。11/6/202230敞开式循环水系统组成组成设备：源水处理设备、冷却塔、循环水泵站、换热设备、旁滤设备、加药设备。预处理预处理 冷却塔冷却塔 泵站泵站 换热器换热器 旁滤器旁滤器 排污排污 加药设备加药设备11/6/202231冷却塔作用：冷却换热器中排出的热水。原理：热水从塔顶向下喷淋成水滴或水膜状，空气则由下向上与水滴或水膜逆向流动，或水平方向交流流动，在气水接触过程中，进行热交换，使水温降低。11/6/202232空气冷凝器冷却塔冷却塔主要用于生产工艺过程中被加热的
11、水基液体的冷却。比如说：原油提炼生产中大型空冷系统用水，发电工艺用水等等。主要有以下两种冷却系统：冷却塔和空气冷凝器。空气空气蒸汽热交换器蒸汽冷凝蒸汽冷凝高温冷却液高温冷却液空气空气低温冷却液冷却液11/6/202233冷却塔冷却塔空气冷凝器空气冷凝器冷却塔概括地分为两大类：开放式和密闭式。共同点：都是以风机作为空气动力装置，带动气流运动。使循环冷却液与进入塔内的空气进行热交换，达到冷却目的。不同点：循环冷却液是否和空气直接接触。因为冷却塔内非常潮湿，电机一般安装在冷却塔外部。空气冷凝器内部环境干燥，主要使用空气为冷却媒体。热交换过程是首先把冷却液泵入冷凝器顶部的热交换器，然后通过风机使冷却空
12、气强制流通过顶部热交换器，对其进行散热。这种冷却方式效率相对较低。一般适用于水资源相对不足和某些无法使用冷却塔方式的环境下。11/6/202234冷却液直接和空气接触开放式冷却塔冷却塔冷却塔-开放式开放式高温冷却液空气低温冷却液开放式冷却塔冷却效率高，冷却液直接和外界空气接触进行热交换。纯净的水在冷却过程中会慢慢蒸发，剩余的冷却液与空气接触后产生沉淀和污垢，所以需要定期更换或加注冷却液。冷却液高温冷却液空气11/6/202235冷却液不直接与空气接触密闭式冷却塔冷却塔冷却塔-密闭式密闭式空气高温冷却液低温冷却液洒水洒水水槽密闭式冷却塔，它的冷却液被灌注在冷却盘管中，和空气不发生直接接触。因此，
13、它的冷却效率只有开放式冷却塔的一半。这种类型的冷却塔较多应用于水质较差的地区，如：电脑和半导体加工区，或空气质量较差的地区(灰尘较重地区)。11/6/20223611/6/202237逆流和横流冷却塔比较塔型塔型逆流式冷却塔逆流式冷却塔横流式冷却塔横流式冷却塔效率水与空气逆流接触，热交换效率高，（可保持最冷的水与最干燥温度低的空气接触，最热的水与最潮湿温度高的空气接触）如水量和容积散质系数相同，填料容积要比逆流塔约大1520。风阻因为水气逆向流动，加上配水对气流的阻挡，故风阻较大；为减少进风口的阻力降，往往提高进风口高度以减少进风速度。比逆流塔低，进风口高即为淋水装置高，进风风速低。配水设备对
14、气流有阻力，配水系统维护检修不便。对气流无阻力影响，维护检修方便。占地淋水填料平面面积基本同塔面积。平面面积较大。塔高度因进风口高度和除水器水平布置等因素，塔总高度较高。填料高度接近塔高，除水器不占高度，塔总高度较低。空气回流比横流塔小。由于塔身低风机排气回流影响较大。11/6/202238循环水系统工作原理11/6/202239水的冷却理论湿空气的性质水的冷却原理接触传热量和蒸发传热量11/6/202240湿空气11/6/202241湿空气的压力对冷却塔来说，湿空气的总压力就是当地的大气压。饱和空气：当空气在一定温度下，吸湿能力达到最大值，空气中的水蒸气处于饱和状态。一定温度下，达到饱和的空
15、气，当温度升高时变为不饱和；反之，不饱和的空气，当温度降低时，又趋于饱和。11/6/202242湿度绝对湿度：每m3湿空气中所含水蒸气的质量。相对湿度：空气的绝对湿度与同温度下饱和空气的绝对湿度之比。表示湿空气接近饱和的程度。相对湿度低的空气较干燥，易吸收水分；反之则差。11/6/202243湿球温度和水的冷却理论极限：湿球温度和水的冷却理论极限：干湿球温度是空气的主要热力学参数，干球温度为一般温度计测得的气温。测定湿球温度时：）纱布必须完全包住水银球）风速m/s以上。湿球温度代表在当地气温条件下，水可能被冷却的最低温度，也即冷却构筑物出水温度的理论极限值。11/6/202244冷却塔传热蒸发
16、传热蒸发传热：当水在其表面温度时的饱和蒸汽压大于：当水在其表面温度时的饱和蒸汽压大于空气中的水蒸气分压时，水滴表面的水分子克服液空气中的水蒸气分压时，水滴表面的水分子克服液态水分子的吸引力而汽化逸入空气中，并带走气化态水分子的吸引力而汽化逸入空气中，并带走气化潜热，使液态水的温度下降。每蒸发潜热，使液态水的温度下降。每蒸发1Kg1Kg水，要带走水，要带走约约2.43102.43106 6J J热量。约占冷却塔中传热量的热量。约占冷却塔中传热量的75758080。接触传热接触传热：当空气中的湿球温度低于水温时，热量：当空气中的湿球温度低于水温时，热量从水传向空气，使空气温度升高而水温下降，带走从
17、水传向空气，使空气温度升高而水温下降，带走的热量是显热，约占冷却塔中传热量的的热量是显热，约占冷却塔中传热量的20202525。11/6/202245传热区别春、夏、秋三季内，室外气温较高，表面蒸发起主要作用，最炎热复季的蒸发散热量可达总散热量的90以上，故水的蒸发损失量最大，需要的补充水量也最多。在冬季，出于气温降低，接触散热的作用增大，从夏季的1020增加到4050，严寒天气甚至可增加到70左右，故在寒冷季节水的蒸发损失量减少，补充水量也就随之降低。11/6/202246蒸发过程11/6/202247接触过程11/6/202248水冷却的基本原理图水冷却的基本原理图 水的冷却过程是通过蒸发
18、传热和接触传热实现的，水温的变化则是两者作用的结果。11/6/202249提高蒸发传热的措施增加热水与空气的接触面积。接触面积越大，则水分子逸出的机会就越多，蒸发越快；提高水面空气流动的速度，使逸出的水蒸气分子迅速扩散。维持蒸发扩散动力为常数，不使降低。11/6/202250蒸发传热和接触传热的季节变化冬季气温低，温差大，接触传热量大，达5070。蒸发传热量小。夏季气温高，温差小，甚至为负，接触传热量甚小，蒸发传热占8090。11/6/202251循环水处理设施11/6/202252循环水处理设施冷却塔加压系统加药系统旁滤系统监测系统11/6/202253冷却塔热水分配装置：配水系统、淋水填料
19、；通风及空气分配装置：风机、风筒、进风口；其它装置：集水池、除水器、塔体11/6/202254配水系统作用：将热水均匀的分配到冷却塔的整个淋水面积上。要求：在一定的水量变化范围内（80110）保证配水均匀且形成微细水滴或水膜，系统本身水流阻力和通风阻力较小，并偏于维修管理。型式：管式、槽式、池（盘）式。11/6/20225511/6/202256管式配水系统固定管式配水系统：、由配水干管、支管及喷嘴组成。、配水均匀的关键：喷嘴的形式和布置。、喷嘴：喷水角度大，水滴细小、布水面均匀、供水压力低、不易堵塞等要求。旋转管式配水系统：、由给水管、配水管、旋转体组成。、系统是转动的，对每单位面积的淋水填
20、料间歇配水，有利于热量的交换和空气的对流、气流阻力的减少及配水效果的提高。、多用于小型玻璃钢逆流冷却塔。11/6/20225711/6/20225811/6/202259淋水填料作用：将配水系统中溅落的水滴，经多次溅散呈微细小水滴或水膜，增大水和空气的接触面积，延长接触时间，保证空气和水的良好热、质交换；水的冷却过程主要是在淋水填料中进行，是冷却塔的关键部位。型式：点滴式、薄膜式、点滴薄膜式。11/6/20226011/6/202261薄膜式淋水填料散热表面水膜（厚约0.250.5mm，流速约0.150.3m/s）散热，约占70。板隙中的水滴表面散热，占20；水从上层流到下层溅散而成的水滴散热
21、，占10。关键：增加水膜表面积是提高这种填料冷效的主要途径。提高填料的比表面积是关键。11/6/202262影响薄膜式淋水填料的主要因素主要是膜板规格和布置方式；减少膜板厚度，可增加单位体积的水膜面积，同时减轻结构重量，降低造价，但受加工条件和材料强度的限制。同时增加空气阻力。如果水质处理不好，在填料上大量积垢，堵塞填料空隙，恶化冷却效果，严重时造成填料塌落。理想填料：厚度薄、材质轻，且能满足结构强度要求；孔隙较小，比表面积大，但阻力不大。11/6/202263斜波淋水填料由硬聚氯乙烯（PVC）薄片（0.20.5mm）压制成一定波高和波距的与水平线成60度（逆流塔）倾角的斜波纹片组成。安装时，
22、将相邻斜波片倾角正反重叠，在填料内部形成许多互相交叉对称的倾斜通道。水流在相邻两片的棱背接触点上均匀的向两边分散。自上而下经过多次这样的接触点，使水流均匀分布到填料表面，并延长水膜移动流程。11/6/20226411/6/20226511/6/20226611/6/202267点滴式淋水填料主要依靠水在填料上溅落过程中形成的小水滴进行散热。水滴散热约占6570，水膜散热约占2530。常见的点滴式淋水填料有横剖面形式按一定间距倾斜排列的矩形铅丝网水泥板条、塑料十字形、塑料M型、T型等。11/6/20226811/6/202269淋水填料的基本要求具有较高的冷却能力，即水和空气的接触面积大、接触时
23、间长；亲水性强，容易被水湿润和附着；通风阻力小，以节能动力；材料易得而又加工方便的结构形式；价廉、施工维修方便；质轻、耐久。11/6/202270风机型式：轴流式风机原理：风机启动后，风机下部形成负压，冷空气从下部进风口进入塔内。特点：风量大、风压小、能正反转，可通过调整叶片数或叶片角改变风量和风压，但功率增多，效率下降。组成：叶轮（叶片和轮毂）、传动装置（减速齿轮箱、传动轴、联轴器）、电机。11/6/20227111/6/202272通风筒组成：进风收缩段、进风口、上部扩散筒。进风口：流线形喇叭口，为了保证进风平稳和消除风筒出口的涡流区。扩散筒：减少塔出口动能损失和减轻出塔湿空气回流。11/
24、6/20227311/6/202274乙烯风筒技术规定5.2.1风筒采用玻璃钢材质动能回收型风筒。风筒的设计上用梯形空腹加强“米”字筋结构以提高整体强度，应力集中段和联接端埋有预制件以保证风机整体强度和运行强度，风筒应拼装严密；风筒内壁与风机叶尖间隙应符合GB7190.2-1997中的规定；风筒使用寿命不低于20年。风筒收缩段玻璃钢厚度：12mm;风筒喉部玻璃钢厚度：12mm;风筒扩散段玻璃钢厚度：10mm。5.2.2 风筒紧固件采用不锈钢316L材质。5.2.3 风筒外表面不龟裂、不褪色，其表面胶衣采用进口胶衣，能抗紫外线的长期照射。5.2.4 风筒采用加强型设计，风筒抗风压能力不小于120
25、 kg/m2，保证能承受台风袭击的能力。5.2.5 每个风筒上部需设置不锈钢SS304避雷环，塔顶避雷系统应根据国家有关规范规定引至塔下与厂区系统地线相连。5.2.6 风筒材质为自息、阻燃型FRP。风筒片之间用不锈钢SS316L紧固件紧固，连接紧密，没有缝隙。并设有风机检修门，风筒与塔平面的连接用碳钢底板固定，用水泥砂浆抹面。5.2.7 树脂含量45-55%，固化度85%，巴氏硬度35，弯曲强度196Mpa。风筒外表面喷涂抗紫外线和抗老化的胶衣树脂。11/6/202275空气分配装置逆流塔：进风口和导风装置；进风口：填料以下到集水池水面以上的空间。进风口面积较大，则进口空气流速小，塔内空气分布
26、均匀，气流阻力小，但增加了塔体高度；进风口面积较小，则风速分布不均，进风口蜗流区大，影响冷却效果。11/6/20227611/6/20227711/6/202278除水器从冷却塔中排出的湿空气中，一部分是混合于空气中的水蒸汽，不能机械方法分离；另一部分是随气流带出的雾状小水滴，可以用除水器进行分离。利用惯性分离原理，当细小水滴被塔内气流携带上升到弧形片时，因接近饱和状态的气流相对质量较大，运行惯性大，撞击到除水器的弧形片上，被分离和回收。11/6/20227911/6/202280序号名称规格和型号材质数量制造商1风筒9210H4000FRP736片（46套）2风机叶片和轮毂9144FRP/碳
27、钢46套风机减速器组合件46套风机碳纤维传动轴纯碳纤维46根3电机YKK3552-4WTH组合件45台佳木斯电机股份有限公司或南阳防爆集团有限公司YP315-4WTH组合件1台4风机和电机底座配套碳钢46套5收水器Bo160-45PVC46台6配水管（搁置式）DN300、DN50FRP46台7配水管底座配套FRP46台8配水稳压管DN65FRP46台9配水喷头TP-ABS46台10填料双斜波改性PVC46台11/6/20228111填料托架矩型材6530FRP46台12收水器托架工字型I 38FRP46台13塔内直爬梯二段式（收水器整体）SS316L46台14风机内检修平台配套FRP踏板+SS
28、316L扶栏46台15进风口导流檐配套FRP46台16玻璃钢维护墙板配套FRP46台17外露混凝土柱包装玻璃钢配套FRP46台18避雷系统避雷带（配套）SS30446台19风机运行监测系统KR939SB4组合件46台20接线箱（含防雷浪涌保护器）配套组合件46台11/6/20228211/6/20228311/6/202284加压系统11/6/202285循环水泵循环水泵 1、水泵的基本构成：、水泵的基本构成：电机、联轴器、泵头（体）及机座（卧式）。2、水泵的主要参数有：、水泵的主要参数有：流量：单位时间内泵排出液体的体积，用Q表示，单位是M3/H，L/S。扬程：单位重量液体通过泵所获的能量，
29、用H表示，单位是M。对清水泵，必需汽蚀余量（M）参数非常重要，特别是用于吸上式供水设备时。H=标准大气压标准大气压-汽蚀余量汽蚀余量安安全量全量=10.33-汽蚀余量汽蚀余量-0.5 对潜水泵，额定电流参数（A）非常重要，特别是用于变频供水设备时。3、电机的主要参数：、电机的主要参数：电机功率（KW），转速（r/min），额定电压（V），额定电流（A）11/6/202286循环水泵名称型号操作条件泵技术参数原动机介质比重温度入口压力m液柱流量m3/h扬程m流量m3/h扬程m效率%汽蚀余量m转速r/min轴功率kW密封要求型号功率kW转速r/min循环水泵KPS90-900水1000Kg/m34
30、0常压10000521000052885.85901550机封1800590真空泵2BEX202-0水1000Kg/m3400.02-0.034.04.03598019.6机封Y3-200L2-622980污水提升泵2.3.4G65WFB-6C水1000Kg/m340常压30603060290015.6机封YB2-180M-2W-V122290011/6/202287旁滤系统11/6/202288旁滤器作用控制循环冷却水的浊度；过滤量为循环水量的15；常用：重力式无阀滤罐和压力过滤器。11/6/202289压力过滤器的结构罐体滤料配水配气系统进出水管控制系统11/6/202290图示结构11/
31、6/202291结构简图11/6/202292过滤待过滤水经进水阀，通过中心上升管道直到罐顶部喇叭口，在喇叭口和配水槽缓冲作用下，进水均匀分布到多介质滤料层的表面。原水经过滤料层、承托层和滤帽，进入底部空间，经排放阀送出。11/6/202293反洗随着过滤时间的延续，滤层不断截留悬浮物杂质，水头损失增大，使进出水压差增大。当压差上升到设定值或运行时间达到设定周期时，过滤通过自动进行反洗；反洗水从反洗进水阀进入，经过滤帽、承托层、滤料层，循着过滤相反的方向从下而上使滤料层受到反冲洗。冲洗废水经中心管进入原来的进水管道，再通过排污阀排放到污水池。经过水冲洗、气水冲洗、水冲洗三个阶段。11/6/20
32、2294加药系统11/6/20229511/6/20229611/6/202297水质监测11/6/202298监测换热器11/6/202299流程图见文件11/6/2022100循环水系统主要指标11/6/2022101敞开式循环水系统主要指标循环水量蒸发水量浓缩倍数补充水量排污水量循环水系统容积（保有水量）循环水平均停留时间干球温度和湿球温度冷却塔温差11/6/2022102循环水量R每小时泵输送的总水量。单位m3/h；11/6/2022103蒸发水量（E）每小时因蒸发而损失的水量。理论上冷却水从工艺介质得到的总热量与冷却塔内因蒸发而带走的总热量相等，计算出蒸发水量：E=Rt/r；（r：水
33、在一定温度下的蒸发潜热）季节夏春秋冬季实际蒸发损失量/计算蒸发损失量9010070805060实际蒸发损失量与计算蒸发损失量的关系11/6/2022104浓缩倍数定义：循环水中某物质的浓度与补充水中某物质的浓度之比。原理：在敞开式循环水系统中，由于蒸发系统中的水越来越少，而水中各种矿物质合离子含量就会越来越浓。为了使水中含盐量维持在一定的浓度，必须补入新鲜水，排出浓缩水。应用：操作时用浓缩倍数来控制水中含盐的浓度。通常有Cl、SiO2、K+等或总溶解固体。11/6/2022105应用提高浓缩倍数不但可以节约用水，而且也可减少随排水而流失的药剂量，因而节约了药剂费用。敞开式循环水系统的浓缩倍数应
34、尽量争取达到35涪，但究竟选用多少的浓缩倍数为合适，必须事先分析浓缩后的水质情况。如果水中有害离子氯根或成垢离子钙、镁等含量过高，并有产生腐蚀或结垢的倾向，则浓缩倍数就不宜提得过高，以免增加腐蚀或结垢。浓缩倍数高了，增加了水在系统的停留时间，不利于微生物的控制。操作时若保持浓缩倍数不变，蒸发量大时，要增大补充水量；操作时若保持水平衡，增大补充水量M或排污水量B，都要影响浓缩倍数下降，因而操作时，不能任意改变M、B值。11/6/2022106补充水量包括以下四部分：M=E+D+B+F蒸发损失E：与水量、气候和冷却幅度有关。风吹损失D：包括飞溅和雾沫夹带。排污水损失B:由浓缩倍数和蒸发量确定。渗漏
35、损失F:管道、泵进出口、水池等渗漏。11/6/2022107排污水量B=E/(K-1):（忽略泄漏量和风吹损失时）只要知道循环水量和浓缩倍数，可以算出蒸发量、排污水量和补充水量。在一定系统中，只要改变补充水量和排污水量就可以改变浓缩倍数。11/6/2022108循环水系统容积定义：循环水系统容积又称系统保有水量，它包括冷却塔水池、旁滤池、循环水管道、换热器、集水井等空间体积。系统容积大小，对系统的化学清洗、预膜、正常运行等的初始投药量和水处理药剂在系统中停留时间有很大影响。11/6/2022109系统容积大小如果系统容积(V)过小，则每小时水在系统内循环次数就增加，因而水被加热的次数就增多，药
36、剂被分解的机率越高。如果系统容积过大，则药剂在系统中停留的时间长，药剂分解的机率也高，同时初始加药量多，特别是间断投加的杀生剂消耗大。因而系统容积不可太大，也不可过小。一般系统溶积(V)按所投加的药剂允许停留时间计算求得，或按循环水小时循环量的13或15确定。一般防腐防垢药剂在系统中停留时间不超过50h左右。循环冷却水在系统中的设计停留时间不应超过药剂的允许停留时间。11/6/2022110循环水在系统内的平均停留时间 定义：T=V/(B+D)为了使各种药剂在系统内保持应有的效力并防止沉淀，对停留时间T应加以限制，不能过大，一般不超过50小时。如采用聚磷酸盐药剂，在系统中停留时间太长了，不仅使
37、药剂失效，而且水解后能直接转化为正磷酸盐，形成磷酸钙沉淀，从而增加换热器的热阻。此外，水在系统中停留时间愈长，微生物愈易繁殖；反之停留时间了也不能太短，因药剂还未在水处理中发挥作用就被排掉，造成药剂的浪费。所以停留时间是选择水处理药剂时需注意的重要因素。11/6/2022111空气干球温度和湿球温度 干球温度和湿球温度是测定冷却塔冷却效率的主要气象资料。干球温度是温度计水银球干燥时所测的温度，即用一般温度计所测得的气温。湿球温度是在温度计水银球上盖上一层很薄的湿布，湿布中的水分必然要蒸发进入空气中，其蒸发所需的汽化热则由水温降低所散发的热来供给，水温不断下降直至稳定在时，该时的温度就是湿球温度
38、。空气的干、湿球温度一般可从干、湿球温度计中测得。湿球温度1由干球温度和空气的湿度而决定，它代表在当地气温条件下，水可能被冷却的最低温度，也是冷却设备出水温度的理论极限值。11/6/2022112主要水质指标11/6/2022113水质分析项目及意义PH值；电导率；浊度；碱度；钙硬度；氯根浓度；硫酸根浓度；二氧化硅浓度；铵离子浓度；COD；一般细菌数；总铁；水质稳定剂。11/6/2022114PH值为了了解水的腐蚀性和结垢倾向而测定；循环水的PH值在7.08.0左右最适宜；PH值在6.5以下，需要进行调整；碱处理时PH值在8.09.0的情况下，也没有问题。11/6/20221151、PH5时，
39、碳钢表面形成的钝化膜很快被破坏；2、PH3000Scm3腐蚀或结垢钙离子（以CaCO3计）根据碳酸钙稳定指数和磷酸钙饱和指数进行控制，大致要求50mgL，500mgL过高结垢，过低腐蚀总碱度(以CaCO3计）根据碳酸钙稳定指数选定pH值指标，总碱度根据pH值自然平衡，大致要求50mgL，500mgL过高结垢，过低腐蚀钙离子加总碱度(均以CaCO3计)采用全有机配方时，大致要求两者之和1000mgL过高可能结水垢铁和锰(总铁量)0.5mgL过高表明系统有腐蚀，可能形成黏性污垢，导致局部腐蚀铜离子对碳钢换热，要求Cu2+0.1 mgL过高产生点蚀 铝离子Al3+0.5 mgL 过高促进污垢堆积硅酸
40、(以SiO2计)175 mgL过高使硅酸镁垢沉积镁离于与硅酸Mg(mgL，以CaCO3计)SiO2（mgL，以SiO2计)15000过高使硅酸镁垢沉积氯离子根据换热器的材质管程或壳程结构应力与药剂配方情况决定一般碳铜换热器系统1000mgL，不锯钢换热器较多的系统300 mgL过高促进局部腐蚀对碳钢主要是点蚀，对不锈钢主要是应力腐蚀开裂硫酸根加氯离子SO4 2-+Cl-1500mgL过高促进腐蚀11/6/2022129如何确定循环水水质处理方案11/6/2022130循环水水质处理方案的确定循环水面临的问题方案需要考虑的因素：水质；水冷器材质；系统参数；预期处理效果；处理成本。11/6/202
41、2131循环水需要处理的问题腐蚀：由化学或电化学反应引起的金属破坏现象。在中碱性系统中，主要因素是溶解氧。结垢：水中溶解或悬浮的无机物，沉积在换热器表面成垢。主要是CaCO3和腐蚀产物。黏泥：金属管内附着的粘性物质，主要由细菌和藻类等微生物代谢产物，同时粘附了水中悬浮杂质形成。11/6/2022132水质方案考虑因素（1）水质源水的性质由水中的杂质决定；不同硬度和碱度的水质对水冷器危害不同；根据水质稳定指数SI判读水质腐蚀和结垢倾向：SI3.9严重结垢倾向3.9 SI6.0结垢和腐蚀都可能发生6.0 SI7.5严重腐蚀倾向11/6/2022133水质方案考虑因素（2）水冷器材质碳钢：由溶解氧腐
42、蚀，不加药剂腐蚀速度是0.050.20mm/a；还发生点蚀。铜和铜合金：平均腐蚀速率低，局部发生点蚀，需要加铜缓蚀剂和分散剂。不锈钢：有溶解氧，产生钝化，耐腐蚀；在高浓度氯离子条件下可能产生点蚀和应力腐蚀。此外对双向不锈钢要求PH值不大于8.5。11/6/2022134水质方案考虑因素（3）系统参数系统的保有水量；系统循环水量；冷却塔进出口温差考虑浓缩倍数药剂停留时间11/6/2022135水质方案考虑因素（4）处理效果控制指标：防腐、阻垢、控制微生物；制订：腐蚀速率（小于0.075mm/a）；粘附速率（15mcm）。保证生成装置水侧连续运行34年。11/6/2022136水质方案考虑因素（5）成本最经济：循环水运行最佳化，选择处理方案处理效果好，还要求节水、节能、减少污染水排放。水处理剂的高效化：性能优良，使用剂量大幅下降。11/6/2022137循环水处理方法方法：物理法，物理化学法、化学法。冷却水的化学处理是用加入化学药品的方法来防止循环冷却水系统腐蚀、结垢和黏泥等问题的产生。常用的处理药剂有缓蚀剂、阻垢剂和杀生剂等。11/6/2022138