循环冷却水的特点及处理要求.ppt

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1、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。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,1、水垢:原因:CaCO3,Mg(OH)2 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。2、腐蚀:防止水对金属管道及器件的腐蚀。3、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

2、系统中产生的污垢。,二.循环冷却水的基本水质要求:,常用腐蚀和沉积物控制要求基本水质指标。,表中要求条件:1、年污垢热阻 m2h/kJ 2、腐蚀率:mm/a 并且总碱度:以C(1/2 Ca2+)计,是极限碳酸盐硬度。(一)腐蚀率:每年平均腐蚀深度(mm/a)CL由实验确定。P0,P腐蚀前后金属重量;g 金属密度;g/cm3 F试件表面积;m2 t试验(腐蚀作用)时间。h,1、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。2、缓蚀率:处理后的水质腐蚀率降低的效果。C0,CL循环水未处理和处理后的腐蚀率。,(二)污垢热阻:1、热阻:传热系数(K)的倒数。2、污垢热阻:(Rt)

3、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。(m2h/KJ)K0未结垢所测总传热系数;kJ/m2h Kt运行 t 时间(结垢了)所测总传热系数;t积垢后传热效率降低百分数。可作 tRt 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,(一)水质影响因素:1、循环水的水质污染:(1)补充水带来污染:悬浮物,溶解盐,有机物,微生物。(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。(3)工艺流体的漏入。(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。,2、循环水脱CO2作用:在冷却塔中有一定量的CO2进入空气。Ca(H

4、CO3)CaCO3+CO2+H2O 由于CO2进入空气中,使反应产生水垢。3、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),系统运行一定时间后,带进盐带走盐 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)令其为:K浓缩倍数。由于有P1 K大于1SPSB系统有可能结垢。,4、溶解度与温度的关系:单位:mg/L水温变化的影响:(1)热交换器中:t 升高,Ca2+、Mg2+的盐类溶解度降低

5、。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。(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。,(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(二)金属化学腐蚀:化学已学过:是电位差使电子迁移的过程。1、电池阳极:铁失去了2个电子:Fe2e-Fe2+2、电池阴极:电子沿铁中电阻小的途径达到阴极部位。(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。,由H2和Fe(OH)2的生成而引起电位差的变化称为极化。极化

6、的作用抑制金属腐蚀。(阻兰;烤兰)(2)当水中有溶解氧时O2 阴极继续:Fe(OH)3铁锈,起去极化作用,继续腐蚀金属。(3)碱性水中:阴极直接产生OH,3、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。4、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)(三)循环水水质稳定的判别: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=3065耗氧量25mg/l,O补充水的耗氧量;mg/l Hy补充

7、水的非碳酸盐硬度;t循环水的最高水温。当 t40时,仍以40计。浓度平衡时,碳酸盐硬度HC=KHB。HB补充水的碳酸盐硬度。K浓缩倍数。(1)当HC=KHB Hjz水质不结垢(不结垢,但要排污)(2)当HC=KHB Hjz产生水垢应处理。Hjz仅判定是否结垢,不能判定腐蚀,,2、水质稳定性指标:饱和指数IL,稳定指数IR(1)饱和指数:(Langelir Saturation Index)IL=pH0pHs(书:LSI=pH0pHs)pH0水的pH值。pHs水的CaCO3饱和pH值 当IL0时,CaCO3处于过饱和,有结垢的倾向。当IL0时,CaCO3未饱和而CO2过量,水有腐蚀性。当IL=0

8、时,水质稳定。工程控制:IL=(0.250.30)范围内。,(2)、稳定指数:IR(Rgznar)经验式:IR=2pHSpH。IR=4.05.0 水有严重结垢倾向;IR=5.06.0 水有轻微结垢倾向;IR=6.07.0 水有轻微结垢或腐蚀倾向;IR=7.07.5 腐蚀显著;IR=7.59.0 时,严重腐蚀。它不能提供计算数据,仅能判断水的结垢和腐蚀的倾向。,3、结垢控制指标:(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)(2)经验控制指标:pHsCaCO3 饱和时的pH值。pHP Ca3(PO4)2 饱和时的pH值。pH0 循环水的实际pH值。SiO2 SiO3以SiO2计。,实际工程中所考虑的一些指标:(1)腐蚀率:CL实验定,讲了。(2)腐蚀深度:用总蚀系数,讲了。(3)缓蚀率:讲过了。(4)污垢热阻:Rt 讲了。,

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