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第十章 循环冷却水水质处理

第十章 循环冷却水水质处理. 10.1 概述. 直流式：水通过换热器直接排放. 冷却水. 密闭式循环：冷却水在完全封闭的系统 中进行循环. 敞开式循环. （ 1 ）浓缩作用： 在循环过程中会产生 4 种能量损失： 蒸发损失、风吹损失、渗漏损失、排污损失. 10.2 循环冷却水的水质特点. 蒸发时： 水分损失 盐分留在水中. 初期进入盐量 > 从系统排出的盐量. S1 = S2 ：浓缩平衡，循环水含盐量为定值. （ 2 ）循环冷却水中 CO2 的损失和 O2 的增加 ：

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第十章 循环冷却水水质处理

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  1. 第十章 循环冷却水水质处理

  2. 10.1概述 直流式：水通过换热器直接排放 冷却水 密闭式循环：冷却水在完全封闭的系统 中进行循环 敞开式循环

  3. （1）浓缩作用： 在循环过程中会产生4种能量损失： 蒸发损失、风吹损失、渗漏损失、排污损失 10.2循环冷却水的水质特点 蒸发时： 水分损失 盐分留在水中 初期进入盐量>从系统排出的盐量 S1 = S2：浓缩平衡，循环水含盐量为定值

  4. （2）循环冷却水中CO2的损失和O2的增加： • 天然水中重碳酸盐和游离CO2浓度的不 平衡，导致水的不稳定性； • 水在冷却塔内淋洒过程中CO2的损失； • 水中O2的增加助长了水的腐蚀性。

  5. 大气中杂质：尘、悬浮固体、溶解SO2， H2S，NH3 （3）循环冷却水的水质污染 冷却塔漏油，结构材料的腐蚀，剥落物（污垢） 污染 加药沉淀物 系统内微生物繁殖及粘性污物（粘垢） 无机盐浓度过高形成的沉积物（结垢）

  6. 微生物 沉积物 循环冷却水腐蚀间的相互关系： 换热器的腐蚀 ——电化学腐蚀 助长

  7. 换热设备中（冷水进口端）： （4）循环冷却水的水温变化 平衡CO2需要量升高 水失去稳定性 水温升高 结垢 冷却构筑物中（热水出口端）： 平衡CO2需要量降低 CO2的腐蚀性 水温降低

  8. 腐蚀和沉积物控制要求 10.3循环冷却水的基本水质要求 （1）腐蚀程度： 全部腐蚀：腐蚀率（金属每年的平均腐 蚀深度）——失重法 局部腐蚀：点蚀系数（金属最大腐蚀深度 与平均腐蚀深度之比） 缓蚀率：经水质处理后使腐蚀率降低的效果： η= (C0-CL) / C0×100%

  9. (2)污垢热阻(传热系数的倒数) 定义:热交换器传热面由于沉积物沉积使传热系数下降,从而使热阻增加的量. t不同 R不同 作出Rt对t的变化曲线,求出年污垢热阻.

  10. 10.4循环冷却水污垢控制指标 &在一般的给水系统中,水的腐蚀性和结垢性是按水的碳酸盐系统平衡决定的. 水中CaCO3浓度>饱和浓度: CaCO3↓(结垢水) 水中CaCO3浓度<饱和浓度: CaCO3溶解(腐蚀水) 二者都是不稳定性水

  11. 水的稳定性的判别: &饱和指数 LSI = pH0 – pHs pH0-----循环水的实际pH值 pHs-----循环水为CaCO3所平衡时的pH值 • LSI > 0 结垢 • LSI < 0 腐蚀 • LSI = 0 水质稳定

  12. 10.5循环冷却水处理 目的:保护换热器免受损害 种类:腐蚀控制,沉积物控制,微生物控制 预处理过程: 金属表面的清洁 清水清洗 预膜 化学清洗剂 清洗剂和杂质 管壁保护膜

  13. 化学清洗剂的选择: 粘垢为主的污垢---杀菌剂为主的清垢剂 泥垢为主的污垢---混凝剂或分散剂为主 的清垢剂 结垢为主的污垢---螯合剂、渗透剂、分 散剂为主的清垢剂 腐蚀产物为主的污垢---渗透剂、分散剂 为主的表面活性剂

  14. 循环冷却水预处理的条件: (1)系统第一次投产运行之前 (2)每次大修小修之后 (3)系统发生特低pH值以后 (4)在新换热器或管束投入运行之前 (5)在任何机械清洗或酸洗之后 (6)运行过程中任何以外原因引起保护膜损害等情况时

  15. 腐蚀控制: &原理:投加缓蚀剂,使金属表面形成薄膜 &分类: (1)氧化膜型缓蚀剂:MO或MOH (2)水中离子沉淀膜型缓蚀剂:与离子生成难溶 盐或络合物 (3)金属离子沉淀膜型缓蚀剂:使金属活化溶解, 在金属离子浓度高处与缓蚀剂形成沉积 (4)吸附膜型缓蚀剂: 亲水性基:有效吸附在金属表面上 疏水性基

  16. 去除结垢成分:水的软化和除盐 沉积物控制: 结垢控制 酸化法:碳酸盐硬度 非碳酸盐硬度 投加阻垢剂 表面活性剂:控制油类污染物 污垢控制 絮凝,沉淀,过滤:控制悬浮物 设旁滤池:过滤流量为循环冷却水流 量的1%-5%

  17. 循环冷却水系统中控制结垢的三种化学方法: 添加阻垢剂 加酸处理 和水的软化处理

  18. 定义: 阻垢剂是一种能够抑制水中结垢的化学药剂 特点: 设备简单; 操作管理方便; 投资少; 用量小; 成本低; 效果好.

  19. 无机聚磷酸盐 磷酸化合物阻垢剂 有机磷酸酯 有机多元膦酸 聚丙烯酸 聚甲基丙烯酸 水解聚马来酸酐 马来酸酐- 丙烯酸共聚物 丙烯酸- 丙烯酸酯 共聚物等 聚羧酸类阻垢剂 (阴离子型) 常用阻垢剂: 常用阻垢剂 丹宁 天然产物阻垢剂 木质素磺酸钠

  20. 阻垢剂的作用原理:

  21. 2 加酸处理: 2.1 概况和原理 93%(质量分数) 左右的浓硫酸,把补充水中的碳酸盐硬度转化为非碳酸盐硬度. Ca (HCO3) 2 + H2SO4→CaSO4 + 2CO2 ↑+ 2H2O 由于硫酸钙的溶解度远远大于碳酸钙,生成的 硫酸钙不易在冷却水中生成水垢析出.

  22. 加酸量的计算:

  23. 1.加硫酸而不加盐酸(腐蚀); 注意事项: 2. 3.应防止加酸失控而引起的循环冷却水的低pH 飘移(即冷却水的pH 值降到工艺条件允许的pH 值的下限以下)

  24. 软化处理：

  25. 微生物控制: 氧化型杀菌剂:Cl2,ClO2,Ca(ClO)2, NaClO 杀菌剂 非氧化型杀菌剂:EDTA+CuSO4 控制藻类,氯酚杀菌剂 表面活性剂杀菌剂:季铵盐类化合物

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