冷却塔工作原理(冷却塔工作原理简述)

　　循环过程中的水质变化水在循环使用和冷却过程中，会不断地产生问题，引起循环水水质的变化，主要有以下方面。

　　1、CO2含量的降低循环水在循环过程中和在冷却塔中与空气接触，水中游离及溶解的CO2大量散失，引起水质不稳定，产生CaCO3等沉淀结垢。这可从反应式12-1得到理解：反应式12-1达到平衡时，水中CaCO3、CO2和CaHCO32量保持不变，CaCO3不会产生沉淀结垢，称为稳定的水，或称水质稳定。现反应式右边的CO2不断散失，左边的CaHCO32不断分解，则不断地产生CaCO3沉淀结垢。同时水中CO2的含量与水温密切相关，水温越高，CO2含量越少，见表12-1所示。水在冷却设备或后水温升上，则水中CO2含量很少，易产生CaCO3沉淀，这就是换热器中形成结垢的主要原因之一。

　　2、含盐量的增加由于水在循环和冷却的过程中，水量不断被蒸发，水中含盐量不断被浓缩而增加。水量损失以循环水量的百分比%计，设蒸发损失水量为P1，风吹飘失水量为P2，漏失水量为P3，排污损失水量为P4，则总损失水量即要补充的新鲜水量为：P=P1+P2+P3+P412-2设补充水单位体积的含盐量为α0mgL，循环水单位体积的含盐量为αmgL，则补充水量进入系统的盐量为QP1+P2+P3+P4α0m3h，因蒸发水量损失并未造成盐量损失，则水量损失造成的含盐量损失为QP2+P3+P4αm3h。α与α0之比称为循环水系统的浓缩倍数，用N表示，则;在水量损失量P中，只有排污水量P4是可以变化的，为尽可能减少补充水量，只有通过减少排污量的办法才能达到，则含盐量必增加，浓缩倍数N也会增大。在实际运行中，循环系统中Cl-仅仅从补充水进入，并无其他来源时，由于氯化物溶解度很大，在系统中不会沉淀下来，系统中氯化物浓度在全部溶解盐类浓度中所占比例不会变化，所以Cl-浓度与补充水的Cl-浓度之比也代表了含盐量之比，则浓缩倍数可写成：

　　3、pH值的变化循环水的pH值变化与水中的碱度、温度有关，并高于补充水的pH值。补充水进入循环冷却水系统中之后，水中游离的和溶解的CO2在塔内等处曝气过程中逸入大气中而散失，故冷却水的pH值逐渐上升，直到冷却水中的CO2与大气中的CO2达到平衡为止。此时的pH值称为冷却水的自然平衡pH值。冷却水的自然平衡pH值通常在8、5～9、3之间。为计算出温度变化而引起的pH值变化，可以把室温20℃计下测得的pH值与另一温度下的pH值之间写成下式表示：pHt=pH20-αt12-8式中pH20——在水温为20℃时测得pH值;pHt——在水温为t℃时的pH值;αt——温度t℃时的pHt校正值。在水温为20℃时，不同的碱度在水温为t℃时校正值αt与对应的20℃的pH已制成表这里略，查得后按式12-8得pHt值。如查得碱度0、5molL，pH20=9、0时，50℃时的α50为0、4，故得50℃的pH50=pH20-αt=9、0-0、4=8、6。

　　4、浊度的增加循环水中沉淀物可分为泥垢、结垢和黏垢三类，通称为污垢。主要成分为泥土、胶体等悬浮物引起的沉淀物称为泥垢;主要成分为溶解盐类如CaCO3，MgOH2引起的沉淀物称结垢;由微生物塔内微生物的自然生长和铁细菌等的腐蚀所引起的黏状沉淀物称为黏垢。这三类污垢在循环水中都存在，而且不断浓缩增加，则浊度也必然增加。除上述之外，循环水在冷却塔中不断与空气接触，使空气中的尘埃不断地带入循环水中;水在塔内与空气接触，使空气中的氧不断地溶入水中，对换热器会进行氧化腐蚀;水中含有富营养化物质，塔内水中氧气充分，水温适宜，有利于微生物繁殖，并不断地新陈代谢。这些都会增加循环水的浊度。

　　5、溶解氧的增加水在冷却塔内冷却的过程中，实际上也是不断喷洒曝气过程，水中溶解大量的氧，可达到或接近该温度与压力下氧的饱和浓度，这是很不利的，会增加循环水对被冷却设备、换热器等腐蚀。

　　6、微生物含量的增加微生物含量增加主要有以下方面：冷却水的水质标准见表122远低于自来水，富营养化成分丰富，为微生物生长繁殖提供了营养物质基础;由于水中有充足的溶解氧，为微生物提供耗氧繁殖;适宜的水温在日光照射部分及塔内会产生藻类繁殖;水中溶解的氧对设备的氧化腐蚀又会产生微生物。因此水在循环过程中不同微生物的量均会增加。

　　7、有害气体的溶入循环水在冷却塔内如果与受污染空气接触时空气中的SO2、H2S、NH3等有害气体不断地溶入循环水中，会对钢、铜、铜合金的腐蚀性增大。

　　8、工艺泄漏物的溶入冷却水在循环过程中，系统中的换热器可能发生泄漏，从而使工艺物如炼油厂的油类、合成氨厂的氨等进入循环水中，使水质恶化或水的pH值发生变化，增加循环水对设备、换热器等的腐蚀、结垢或微生物生长。循环冷却水处理的任务循环水系统分为敞开式和密闭式两种。密闭循环系统采用的通常为软水去钙、镁离子水、脱盐水或蒸汽冷凝水，水质远优于表1-2的水质指标。该系统中水不与空气接触，不受阳光照射、结垢、微生物生长繁殖等因素的影响。除非泄漏、补充水带入氧气、不同金属引起电偶腐蚀和微生物。因此密闭式循环水不是水处理的主要对象。敞开式循环冷却水系统中，水吸收热量后在冷却塔冷却过程中直接与大气接触，如上所述，水中CO2散失，溶解氧和浊度增加，水中溶解盐类增加及工艺介质泄漏等，使水质恶化，给系统造成结垢、腐蚀、菌藻繁殖等问题。沉积物的附着、设备的腐蚀、微生物的孳生、钙、镁的结垢，造成换热器的换热效率降低，能耗增加、能源浪费，管道过水断面减少，阻力增大，通水能力降低，甚至使设备、管道腐蚀穿孔，造成危害及事故。循环冷却水处理的任务是消除或减少结垢、腐蚀、微生物生长、污垢等危害，使系统安全可靠地运行。同时节省水资源，减少对环境的污染。循环冷却水处理的方法循环冷却水的处理，可概括为去除悬浮物、污垢泥垢、黏垢、结垢、控制腐蚀及微生物等4个方面。

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