随着系统的运行，循环冷却水中盐量逐渐提高，引起浓缩作用。循环水在冷却构筑物中是降温过程，水温降低时，水中平衡CO2需氧量也降低，此时水中的CO2具有腐蚀性。循环冷却水处理要解决的主要问题是对腐蚀、沉积物、微生物的控制，由于三者之间存在着相互影响，因此实际中需采用综合方法进行处理。......
2023-08-30
如何保证工业冷却水的水质？
【摘要】：为了控制P1%水量所引起的浓缩过程，必须人为地放掉P4%的流量，称为排污水。循环水中由于P1%的水是以蒸气形式散失的，其含盐量遗留在水中，使循环水的含盐量增大。循环冷却水的水质特点。敞开式循环冷却水系统最为常见，其水质特点与运行情况密切相关，它的水质情况也比较复杂。此外，在循环冷却水进行加药处理时，由于循环水处理药剂引起的化学反应产物，在水中还会增加新的沉淀物质。
循环水向大气中散发热量时会蒸发掉一部分水，所以会导致盐类的浓缩现象，盐类浓缩是冷却水处理中的一个重要概念。
（1）循环水系统的水量平衡。
图7-3所示为一个敞开式循环冷却水的流程，整个系统的循环水流量为Q（m3/h），但在循环过程中有蒸发、风吹、泄漏和排污4种不同形式的损失，进入系统的是补充水。由于冷却的需要，Q中有P1%的流量以水蒸气的形式蒸发掉，这部分蒸发掉的水中不含盐分。在冷却塔喷洒过程中，有P2%水量被风吹走。在管道和贮水系统有P3%的流量渗漏掉。为了控制P1%水量所引起的浓缩过程，必须人为地放掉P4%的流量，称为排污水。由于在循环过程中，水量不断损耗，所以必然要不断补充新鲜水。补充水流量所占循环流量Q的百分数P即上述4项百分数之和。
（2）浓缩过程及盐类浓缩倍数。
补充水与循环水的含盐量是不同的。循环水中由于P1%的水是以蒸气形式散失的，其含盐量遗留在水中，使循环水的含盐量增大。设循环水的含盐量为Sr（mg/L），补充水的含盐量为Sm，两者的比称为系统的浓缩倍数K：
蒸发损失的百分数P1可以根据冷却塔蒸发水量进行计算，风吹损失百分数P2对一座给定的冷却塔来说，也是固定的，一般数值可查表P3可并入P4按排污量计算。
补充水的流量为母Q（P1+P2+P3+P4）（m3/h），因此Q（P1+P2+P3+P4）Sm代表了通过补充水进入循环水系统的含盐量（g/h）。在循环水的各种损耗当中，P1Q水量不含盐分，其余水量的含盐量为KSm（mg/L），故通过循环水损失的盐量为KQ（P2+P3+P4）Sm（g/h）。由于进入的盐量和漏失的盐量应该相等，故得：
两边消去QSm，得到浓缩倍数计算公式：
从式（7-53）可以看出，在补充水百分数P中，只有排污百分数P4是可以变化的，这说明，为了尽量减小补充水的流量以节约用水，只有通过尽量减少排污流量的办法才能达到，浓缩倍数K的数值也必然因此增大。
在实际运行过程中是用下列公式来计算浓缩倍数：
上式的依据为：当循环系统中Cl-仅仅从补充水进入，并无其它来源时，由于氯化物的溶解度很大，在系统中不会沉淀出来，系统中氯化物浓度在全部溶解盐类浓度中所占比例不会变化，故Cl-浓度与补充水的Cl-浓度之比也就代表了式（7-52）中的含盐量之比。但是，当由于处理药剂或其它原因，以致循环冷却系统中有其它Cl-来源，影响浓缩倍数的准确计算时，则应按浓缩系数的定义，改用在循环水中完全保持溶解状态而无其它来源的其它成分，按公式（7-54）的形式计算。Mg2+或SiO2都是可选用的成分，但最好根据水质分析多选几种成分计算，以获得可靠的数据。
（3）循环冷却系统药剂浓度的降低规律。
若对循环冷却水采用药剂处理，风吹、渗漏及排污过程中随着水量的损失会引起药剂的损失，在不考虑由于挥发以及与其它物质产生化学反应等情况所引起的药剂损失的情况下，药剂损失时间存在下列规律：
式中：V——系统的水量总容积（m3），
Qb——循环水损失水流量（m3/h）；
——为药剂初始浓度（mg/L）；
——t天后的药剂浓度（mg/L）；
将式（7-55）的分母展开成级数，略去Qb/V的高次方得近似值（-Qb/V），并将分子改用普通对数形式，浓度从
降低为
的时间t的近似公式：
式（7-57）对冷却水加药处理有重要的指导意义。
（4）循环冷却水的水质特点。
敞开式循环冷却水系统最为常见，其水质特点与运行情况密切相关，它的水质情况也比较复杂。敞开式循环冷却水处理方法的原理也适用于其它循环冷却水系统。
循环水在运行中，水分的蒸发和散失会引起循环水含盐量的浓缩，并使某些盐类由于超过饱和浓度而沉淀出来，附着于设备和管道的内壁上，这种沉积物称之为水垢。水垢的大量析出会使热交换器热交换效率大大降低，也会使管道堵塞，对冷却水系统危害很大。循环水冷却过程中，冷却水与大气充分接触，冷却水中的溶解氧会增加，水中溶解氧增高后将促进与之接触的金属管材、设备等的腐蚀，同时冷却水盐类浓缩也使冷却水导电性增强，腐蚀速度加快。腐蚀会使冷却水系统使用寿命缩短，维修量增加，甚至威胁到安全生产。敞开式循环冷却水的温度、营养成分、溶解氧等条件也非常适合微生物的生长，微生物会产生粘性代谢物质，由微生物产生的垢称为粘垢，这些物质会附着在设备表面。同时大气中的多种杂质会不断通过冷却塔等敞开部分进入系统中，其中尘埃、泥沙、悬浮固体的沉淀会引起结垢，这种垢称为污垢。粘垢、污垢与水垢同样对冷却水系统危害很大。此外，在循环冷却水进行加药处理时，由于循环水处理药剂引起的化学反应产物，在水中还会增加新的沉淀物质。为表述方便，将循环水中的水垢、粘垢、污垢及其它沉淀物质统称为循环水的沉积物。
循环冷却水的处理问题可大致概括为对沉积物、金属腐蚀和微生物的控制。应该指出，沉积物，腐蚀和微生物三者间是互相影响和可以互相转化的。沉积物可引起腐蚀，为微生物生长创造条件；腐蚀产物能形成沉积物；微生物会引起沉积物和腐蚀的加重。这些关系必须在水处理中加以考虑。
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