冷卻塔工作原理(冷卻塔工作原理簡(jiǎn)述)

　　循環(huán)過程中的水質(zhì)變化水在循環(huán)使用和冷卻過程中，會(huì)不斷地產(chǎn)生問題，引起循環(huán)水水質(zhì)的變化，主要有以下方面。

　　1、CO2含量的降低循環(huán)水在循環(huán)過程中和在冷卻塔中與空氣接觸，水中游離及溶解的CO2大量散失，引起水質(zhì)不穩(wěn)定，產(chǎn)生CaCO3等沉淀結(jié)垢。這可從反應(yīng)式12-1得到理解：反應(yīng)式12-1達(dá)到平衡時(shí)，水中CaCO3、CO2和CaHCO32量保持不變，CaCO3不會(huì)產(chǎn)生沉淀結(jié)垢，稱為穩(wěn)定的水，或稱水質(zhì)穩(wěn)定?，F(xiàn)反應(yīng)式右邊的CO2不斷散失，左邊的CaHCO32不斷分解，則不斷地產(chǎn)生CaCO3沉淀結(jié)垢。同時(shí)水中CO2的含量與水溫密切相關(guān)，水溫越高，CO2含量越少，見表12-1所示。水在冷卻設(shè)備或后水溫升上，則水中CO2含量很少，易產(chǎn)生CaCO3沉淀，這就是換熱器中形成結(jié)垢的主要原因之一。

　　2、含鹽量的增加由于水在循環(huán)和冷卻的過程中，水量不斷被蒸發(fā)，水中含鹽量不斷被濃縮而增加。水量損失以循環(huán)水量的百分比%計(jì)，設(shè)蒸發(fā)損失水量為P1，風(fēng)吹飄失水量為P2，漏失水量為P3，排污損失水量為P4，則總損失水量即要補(bǔ)充的新鮮水量為：P=P1+P2+P3+P412-2設(shè)補(bǔ)充水單位體積的含鹽量為α0mgL，循環(huán)水單位體積的含鹽量為αmgL，則補(bǔ)充水量進(jìn)入系統(tǒng)的鹽量為QP1+P2+P3+P4α0m3h，因蒸發(fā)水量損失并未造成鹽量損失，則水量損失造成的含鹽量損失為QP2+P3+P4αm3h。α與α0之比稱為循環(huán)水系統(tǒng)的濃縮倍數(shù)，用N表示，則;在水量損失量P中，只有排污水量P4是可以變化的，為盡可能減少補(bǔ)充水量，只有通過減少排污量的辦法才能達(dá)到，則含鹽量必增加，濃縮倍數(shù)N也會(huì)增大。在實(shí)際運(yùn)行中，循環(huán)系統(tǒng)中Cl-僅僅從補(bǔ)充水進(jìn)入，并無(wú)其他來(lái)源時(shí)，由于氯化物溶解度很大，在系統(tǒng)中不會(huì)沉淀下來(lái)，系統(tǒng)中氯化物濃度在全部溶解鹽類濃度中所占比例不會(huì)變化，所以Cl-濃度與補(bǔ)充水的Cl-濃度之比也代表了含鹽量之比，則濃縮倍數(shù)可寫成：

　　3、pH值的變化循環(huán)水的pH值變化與水中的堿度、溫度有關(guān)，并高于補(bǔ)充水的pH值。補(bǔ)充水進(jìn)入循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中之后，水中游離的和溶解的CO2在塔內(nèi)等處曝氣過程中逸入大氣中而散失，故冷卻水的pH值逐漸上升，直到冷卻水中的CO2與大氣中的CO2達(dá)到平衡為止。此時(shí)的pH值稱為冷卻水的自然平衡pH值。冷卻水的自然平衡pH值通常在8、5～9、3之間。為計(jì)算出溫度變化而引起的pH值變化，可以把室溫20℃計(jì)下測(cè)得的pH值與另一溫度下的pH值之間寫成下式表示：pHt=pH20-αt12-8式中pH20——在水溫為20℃時(shí)測(cè)得pH值;pHt——在水溫為t℃時(shí)的pH值;αt——溫度t℃時(shí)的pHt校正值。在水溫為20℃時(shí)，不同的堿度在水溫為t℃時(shí)校正值αt與對(duì)應(yīng)的20℃的pH已制成表這里略，查得后按式12-8得pHt值。如查得堿度0、5molL，pH20=9、0時(shí)，50℃時(shí)的α50為0、4，故得50℃的pH50=pH20-αt=9、0-0、4=8、6。

　　4、濁度的增加循環(huán)水中沉淀物可分為泥垢、結(jié)垢和黏垢三類，通稱為污垢。主要成分為泥土、膠體等懸浮物引起的沉淀物稱為泥垢;主要成分為溶解鹽類如CaCO3，MgOH2引起的沉淀物稱結(jié)垢;由微生物塔內(nèi)微生物的自然生長(zhǎng)和鐵細(xì)菌等的腐蝕所引起的黏狀沉淀物稱為黏垢。這三類污垢在循環(huán)水中都存在，而且不斷濃縮增加，則濁度也必然增加。除上述之外，循環(huán)水在冷卻塔中不斷與空氣接觸，使空氣中的塵埃不斷地帶入循環(huán)水中;水在塔內(nèi)與空氣接觸，使空氣中的氧不斷地溶入水中，對(duì)換熱器會(huì)進(jìn)行氧化腐蝕;水中含有富營(yíng)養(yǎng)化物質(zhì)，塔內(nèi)水中氧氣充分，水溫適宜，有利于微生物繁殖，并不斷地新陳代謝。這些都會(huì)增加循環(huán)水的濁度。

　　5、溶解氧的增加水在冷卻塔內(nèi)冷卻的過程中，實(shí)際上也是不斷噴灑曝氣過程，水中溶解大量的氧，可達(dá)到或接近該溫度與壓力下氧的飽和濃度，這是很不利的，會(huì)增加循環(huán)水對(duì)被冷卻設(shè)備、換熱器等腐蝕。

　　6、微生物含量的增加微生物含量增加主要有以下方面：冷卻水的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)見表122遠(yuǎn)低于自來(lái)水，富營(yíng)養(yǎng)化成分豐富，為微生物生長(zhǎng)繁殖提供了營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)基礎(chǔ);由于水中有充足的溶解氧，為微生物提供耗氧繁殖;適宜的水溫在日光照射部分及塔內(nèi)會(huì)產(chǎn)生藻類繁殖;水中溶解的氧對(duì)設(shè)備的氧化腐蝕又會(huì)產(chǎn)生微生物。因此水在循環(huán)過程中不同微生物的量均會(huì)增加。

　　7、有害氣體的溶入循環(huán)水在冷卻塔內(nèi)如果與受污染空氣接觸時(shí)空氣中的SO2、H2S、NH3等有害氣體不斷地溶入循環(huán)水中，會(huì)對(duì)鋼、銅、銅合金的腐蝕性增大。

　　8、工藝泄漏物的溶入冷卻水在循環(huán)過程中，系統(tǒng)中的換熱器可能發(fā)生泄漏，從而使工藝物如煉油廠的油類、合成氨廠的氨等進(jìn)入循環(huán)水中，使水質(zhì)惡化或水的pH值發(fā)生變化，增加循環(huán)水對(duì)設(shè)備、換熱器等的腐蝕、結(jié)垢或微生物生長(zhǎng)。循環(huán)冷卻水處理的任務(wù)循環(huán)水系統(tǒng)分為敞開式和密閉式兩種。密閉循環(huán)系統(tǒng)采用的通常為軟水去鈣、鎂離子水、脫鹽水或蒸汽冷凝水，水質(zhì)遠(yuǎn)優(yōu)于表1-2的水質(zhì)指標(biāo)。該系統(tǒng)中水不與空氣接觸，不受陽(yáng)光照射、結(jié)垢、微生物生長(zhǎng)繁殖等因素的影響。除非泄漏、補(bǔ)充水帶入氧氣、不同金屬引起電偶腐蝕和微生物。因此密閉式循環(huán)水不是水處理的主要對(duì)象。敞開式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中，水吸收熱量后在冷卻塔冷卻過程中直接與大氣接觸，如上所述，水中CO2散失，溶解氧和濁度增加，水中溶解鹽類增加及工藝介質(zhì)泄漏等，使水質(zhì)惡化，給系統(tǒng)造成結(jié)垢、腐蝕、菌藻繁殖等問題。沉積物的附著、設(shè)備的腐蝕、微生物的孳生、鈣、鎂的結(jié)垢，造成換熱器的換熱效率降低，能耗增加、能源浪費(fèi)，管道過水?dāng)嗝鏈p少，阻力增大，通水能力降低，甚至使設(shè)備、管道腐蝕穿孔，造成危害及事故。循環(huán)冷卻水處理的任務(wù)是消除或減少結(jié)垢、腐蝕、微生物生長(zhǎng)、污垢等危害，使系統(tǒng)安全可靠地運(yùn)行。同時(shí)節(jié)省水資源，減少對(duì)環(huán)境的污染。循環(huán)冷卻水處理的方法循環(huán)冷卻水的處理，可概括為去除懸浮物、污垢泥垢、黏垢、結(jié)垢、控制腐蝕及微生物等4個(gè)方面。