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第六章 循环冷却水处理 第一节 循环冷却水处理概况 第二节 循环冷却水中金属的腐蚀及其控制 第三节 循环冷却水系统中的沉积物及其控制 第四节 循环冷却水系统中的微生物及其控制 第五节 冷却水系统的清洗和预膜 第六节 循环冷却水系统的日常运行 第一节 循环冷却水处理概况 一、 冷却系统的类型 直流冷却水系统 冷却水仅通过换热设备一次，用过后就排放掉。不需要其他冷却水构筑物，因而投资少、操作简单，但是冷却水的操作费用大，且水资源浪费较大。 密闭式循环冷却水系统 冷却水密闭循环，并交替冷却和加热，而不与空气接触。水的再冷通常通过另一台换热设备用其他冷却介质冷却的。一般用于发动机、内燃机或有特殊要求的单台换热设备。 敞开式蒸发系统 冷却水通过热交换器后，水温提高成为热水，热水经冷却塔曝气与空气接触，由于水的蒸发散热和接触散热使水温降低，冷却后的水再循环利用。又称为冷却塔系统。 冷却设备的种类与结构 冷却水系统中，用来降低水温的构筑物或设备成为冷却构筑物或冷却设备。按其热水与空气接触方式的不同，可分为： 水面冷却构筑物 又称凉水池 ，需要冷却的水流入池内，通过自然蒸发、辐射和对流传热逐渐将水冷却到适当再用的温度。冷却过程缓慢，效率低，温差小。且需要很大的贮水池。 喷水池 池内装有水管、喷嘴或电动喷水组件，由喷嘴把水喷到大气中，从而增加了蒸发量，即使在较小的水池也能加速冷却。水的消耗大，约为循环水量的1.0-5.0% 。易带入周围的杂质。 冷却塔 是一个塔型建筑，水气热交换在塔内进行，可以人工控制空气流量来加强空气与水的对流作用来提高冷却效果。占地面积小、冷却效果好。有自然通风式和机械通风式。冷却塔包括通风筒、配水系统、淋水装置、通风设备、收水器、集水池等部分。冷却塔有自然通风冷却塔 、机械通风冷却塔 、玻璃钢冷却塔等等。 二、 敞开式循环冷却水系统产生的问题 沉积物的析出和附着 重碳酸盐分解产生碳酸钙水垢，轻者降低换热器的传热效率，重者堵塞管道。 有害离子引起的腐蚀 溶解氧引起电化学腐蚀 有害离子引起腐蚀 微生物的滋生和粘泥 细菌和藻类繁殖，生成生物粘泥而引起腐蚀、管道堵塞 三、 敞开式循环冷却水处理的重要性 稳定生产 节约水资源 减少环境污染 节约钢材 第二节 循环冷却水系统中金属的腐蚀及其控制 造成金属腐蚀的是金属的阳极溶解反应。因此，金属的腐蚀破坏仅出现在腐蚀电池中的阳极区，而阴极区是不腐蚀的。 孤立的金属腐蚀时，在金属表面上同时以相等速度进行着一个阳极反应和一个阴极反应的现象，称为电极反应的耦合。互相耦合的反应称为共轭反应，而相应的腐蚀体系则称为共轭体系。在共扼体系中，总的阳极反应速度与总的阴极反应速度相等。此时，阳极反应释放出的电子恰好为阴极反应所消耗，金属表面没有电荷的积累，故其电极电位也不随时间而变化。 从以上的讨论中可以看到，在腐蚀控制中，只要控制腐蚀过程中的阳极反应和阴极反应两者中的任意—个电极反应的速度，则另一个电极反应的速度也会随之而受到控制，从而使整个腐蚀过程的速度受到控制。 二、 影响腐蚀的因素 （一）化学因素 （二）物理因素 （三）微生物 1.pH值 1.温度 2.溶解盐 2.金属相对面积 3.溶解气体 3.流速 4.悬浮物 4.不同金属 5.冶金学方面 四 冷却水中腐蚀的控制方法 循环冷却水系统中金属腐蚀的控制方法很多，常用的有 提高冷却水的pH值 添加缓蚀剂 选用耐蚀材料的换热器 用防腐阻垢涂料涂覆 第三节 循环冷却水系统中的沉积物及其控制 一、水中形成的沉积物 二、水垢析出的判断 三、沉积物的控制方法 四、阻垢剂及分散剂 五、阻垢机理的研究 一、水中形成的沉积物 水中的盐类 冷却塔的曝气作用： Ca(HCO3)2 → CaCO3↓+CO2↑+H2O 钙盐的反温度效应： 温度升高， CaCO3 和 Ca3(PO4)2的溶解度反而下降。 溶度积效应： 碳酸盐、磷酸盐、硅酸盐等的钙镁铁盐随水的浓缩而产生沉淀。 水中的污泥 各种悬浮物、砂子、淤泥、粘土、微生物、油等，均可由补充水带入系统。 空气中引入的污泥 与系统相关的沉积物 二、水垢析出的判断 Langelier