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循环冷却水系统 ——孙明峰 一、冷却水的分类 二、循环冷却水系统的组成 三、循环冷却水的水质特点 四、循环冷却水系统产生的问题 五、循环冷却水的水质控制 六、水质分析项目及含义 目录 原理：冷水流过需要降温的生产设备（常称换热设备，如换热器、冷凝器、反应器），使其降温，而冷水温度上升。 冷却水按系统划分为直流冷却水和循环冷却水。 一、冷却水的分类 1、直流冷却水系统 在直流水系统中，冷却水只经换热器一次利用后就被排掉了，所以直流水又称为一次利用水，由于用水量很大，因此在水量丰富的地区也不提倡采用直流水系统。 2、循环冷却水系统 在循环水系统中，冷却水可以反复使用，水经换热器后温度升高，由冷却塔或其他冷却设备将水温降低下来，再由泵将水送往用户，水如此不断的进行重复使用。 2.1 封闭式循环冷却水系统 冷却水收回利用，循环不已，因此，水量损失很少。水中各种矿物质和离子含量一般不发生变化，而水的再冷却是在另一台换热设备中用其他冷却介质来进行冷却的。 2.2 敞开式循环冷却水系统 冷却水循环再用。水的再冷却是通过冷却塔来进行的。水中各种矿物质和离子含量也不断被浓缩增加。 补充水系统 旁滤水处理系统 管网系统 水冷却设施 二、循环冷却水系统的组成 1、补充水系统 循环冷却水在运行过程中，由于水的蒸发、系统的排污、风吹损失、渗漏等原因，水量会逐渐减少，为了保证循环冷却水系统正常运行，必须向系统中补充水，此水可以是新鲜水，也可以是再生水。 1.1 循环水补充水的水质要求 水温要尽可能低一些 水的浊度要低 水质不易结垢 水质对金属设备不易产生腐蚀 水质不易滋生藻类 2、旁滤水系统 旁滤水处理的目的是保持循环冷却水水质稳定，使循环冷却水系统在一定条件下可靠稳定、节水、经济地运行。 循环冷却水在循环过程中，可能受到空气带入的灰尘、粉尘等悬浮固体物，换热设备的渗漏而带入的污染物及其他杂质等污染，使水质不断恶化，另外由于循环冷却水运行过程中的水质浓缩而引起某一项或几项成分超出允许值。对系统分流出的旁滤水进行相应处理，可以维持水质指标在允许范围内。 敞开式循环冷却水系统的旁滤水量，应考虑循环冷却水中的物料平衡、水量平衡、运行环境以及运行经验等多方面因素，过滤水量宜为循环冷却水循环量的1%-5%。 3、管网系统 分区给水系统 分压给水系统 分质给水系统 4、水冷却设施 风筒式冷却塔 鼓风式冷却塔 抽风式冷却塔 1 、循环冷却水四种水量损失： 蒸发损失 风吹损失 渗漏损失 排污损失 三、循环冷却水的水质特点 2、循环冷却水中的CO2散失和O2的增加 天然水中含有一定数量的重碳酸盐和游离CO2，水在冷却塔淋洒过程中（相当于曝气）将使CO2散失和O2增加。 3、循环冷却水的水质污染 大气中杂物进入冷却系统； 冷却塔风机漏油及塔体的腐蚀剥落物进入冷却水中； 冷却水处理中加入药剂产生沉淀； 微生物繁殖及分泌物形成的粘性污垢。 1、水垢附着 碳酸钙沉淀在换热器表面即为结垢，影响换热器的效率，堵塞水流。 四、循环冷却水系统产生的问题 水浓缩后，成垢离子成倍增加。特别由于碳酸氢盐是很不稳定的盐类，它在换热器表面上受热会分解为碳酸盐和二氧化碳。碳酸钙的溶解度很低，在传热表面上结碳酸钙水垢的倾向增加，这是问题之一。 2、设备腐蚀 2.1 冷却水中溶解氧引起的电化学腐蚀 由于水与空气能充分地接触，因此水中溶解的O2 可达到饱和状态。当碳钢与溶有O2 的冷却水接触时，碳钢的表面会形成许多腐蚀微电池，其阳极区和阴极区会发生系列氧化还原反应。 阳极区 Fe = Fe2+ + 2e 阴极区 1/2O2 + H2O + 2e = 2OH- 水中 Fe2+ + 2OH- = Fe(OH)2 Fe(OH)2 → Fe(OH)3 上述反应使金属不断溶解而被腐蚀。 2.2 有害离子引起腐蚀 当Cl- 和SO42- 离子浓度增加时，会加速碳钢的腐蚀。Cl-和SO42- 会使金属上的保护膜的保护性能降低，尤其是Cl-的离子半径小，穿透力强，容易穿过膜层（Fe3O4），置换氧原子形成氯化物，加速阳极过程的进行，使腐蚀加速。对不锈钢制成的换热器，一般要求Cl-的含量不超过50～100mg/L。 3、微生物的滋生和粘泥 冷却水的微生物一般是细菌和藻类。在循环水中，由于养分的浓缩，水温的升高和日光照射，给细菌和藻类创造了迅速繁殖的条件。大量细菌分泌出的粘液像粘合剂一样，能使水中漂浮的灰尘杂质和化学沉淀物等粘附在一起。这种沉积物有人称它为生物粘泥，也有人把它叫做软垢。 3.1 微生物的滋生和粘泥积附的危害性： 管道腐蚀 冷却水的流量减少