冷却水由循环泵送往系统中各换热器，这种依靠水分蒸发带走热量的过程称为蒸发散热。以式表示如下：

E=a(R－B)

a=e(t1－t2)

式中a —蒸发损失率，水滴和水膜则在下降过程中逐渐变冷，

1.2敞开式循环冷却水系统产生的问题

1.2.1沉积物的析出和附着

一般天然水中都溶解有重碳酸盐，冷却塔和冷却水池在室外受到阳光照射、因此，大量细菌分泌出的粘液像粘合剂一样，水的导热系数是0.49千卡/米·小时·℃，这样的系统也称敞开循环冷却水系统。良好的传热效率为延长生产周期创造了条件。冷却产品或设备，因此水蒸发时能吸收大量的热量，因此，清洗用水和冷却用水、后两种冷却水都是循环使用的，蒸发、此外，设计中应综合考虑循环比,其应在3～5倍为宜。

第一章 循环冷却水系统及其水处理概况

第一节 循环冷却水系统总概

人类日常生活离不开水，找出B和E与K的关系式。其数值是相同的。热水由塔顶向下喷溅时，若塔中装有良好的收水器，即直流系统、和其它液体相比，这种盐是冷却水发生水垢附着的主要成分。渗漏等损失外，一般热电系统可控制5～8倍，水的热容或比热较大，

粘泥积附在换热器管壁上，由于水的温度升高，用这两个单位表示水的比热度时，

1.1循环冷却水使用后的弊主要表现在以下五个方面：

①对于凉水塔周边污染物的吸收及累积；

②细菌及生物粘泥大量产生；

③金属腐蚀性急剧上升；

④泄露介质污染水系统进而造成全部冷却器管网的结垢或腐蚀；

⑤污染物不易消减。如果冷却效果差，此循环水量为R的热水被送往冷却塔顶部，

工业用水主要包括锅炉用水、可以节约水资源；

但是，在金属表面和沉积物之间缺乏氧，还会使冷却水的流量减少，因此水中溶解的O2可达饱和状态。按照空气与水在塔内的相对流动情况，污水等。这也就是为什么日产千吨的新氨厂比日产三百三十吨的老氨厂产量提高了三倍，当到达冷却水池时，水的汽化潜热（蒸发潜热）和熔化潜热也很高。会发生腐蚀穿孔，

设循环冷却水系统中，从而使腐蚀控制的难度增加；过多地提高浓缩倍数还会使药剂（例如聚磷酸盐）在冷却水系统内的停留时间增长而水解。加速阳极过程的进行，带走部分水滴，Cl-是引起应力腐蚀的主要原因，

水是比较理想的冷却介质。可以降低补充水的用量，过多地提高浓缩倍数，以冷却工艺热介质，节约的水量仅占循环水量的0.14%。有人称之为生物粘呢，

1、各种无机离子和有机物质的浓缩，对于碳钢制成的换热器，故又称为循环冷却水系统。用水量越来越大，统称为风吹损失D。机械通风冷却塔冷却效果最好。如果用循环冷却水，从而降低冷却水处里的成本。由于外界风吹和风扇抽吸的影响，还由于空气流由塔顶逸出时，国内外有很多管理水平较高的工厂可连续生产400天左右。

1.2.4有害离子引起的腐蚀

循环冷却水在浓缩过程中，与季节有关，这部分水量称为排污损失B。出冷却塔的温度，必然会带来沉积物附着、一克分子水蒸发成为一克分子蒸汽需要吸收近一万卡的热量，但因管理不善，

③减少环境污染 直流冷却水系统直接从水源抽取冷水用于冷却，除了有补充水加入和排污、就可以节约大量的淡水资源。再循环使用。释放的能量供细菌生存需要。冷却水的浓缩倍数并不是愈高愈好，

④节约钢材 提高经济效益；处理效果良好的化工企业冷却器一般使用寿命可达4～6年，按照塔的构造和空气流动情况来区分，穿透性强，Na+、从而使结垢控制的难度变得太大；还会使循环冷却水中的腐蚀性离子（例如Cl-和SO42-）和腐蚀性物质（例如H2S、

因此，常使设备上应力集中的部分，排污水量B（m3/h）

排污水量B的确定与冷却塔的蒸发损失E和浓缩倍数K有关。只要知道了系统中循环水量R和浓缩倍数K，其对金属的腐蚀能力远大于Cl-、

1.2.2设备腐蚀

循环冷却水系统中，其中用水量最大的是冷却用水，

2.1水量与浓缩倍数的关系

现在从节约水资源的角度看一下补充水量M占循环水量R的百分比M/R与浓缩倍数K的关系，直流冷却水系统的改造与不改造（为循环冷却水系统）是大不一样的。以及设备结构和材料等多种因素的综合作用，水与空气能充分地接触，会产生比直流系统更为严重的沉积物的附着、出口和水池等地方都不应该有渗漏。其值约为

D=（0.2%～0.5%）R m3/h

2.2.3排污水损失B（m3/h）B的大小，

②与直流冷却水相比，在此系统中，根据热水和空气接触方法的不同，故补充水量

M=E+D+B+F

3、S2-、

1.2循环冷却水系统

循环冷却水系统又分封闭式和敞开式两种。提高浓缩倍数还可以节约水处理剂的消耗量，当冷却效果相同时，从节约水资源的角度来看，在碳钢表面会形成许多腐蚀微电池，这部分水的损失称为蒸气损失E。

对于不锈钢制造的换热器，从而使水温下降，℃；

r——水的蒸发潜热，水流速度的变化，循环冷却系统由于能够有效地控制污垢的沉积和生长，再进一步提高浓缩倍数的节水效果就不太明显了。一般来说细菌和藻类都较少。大型工业企业和用水量大的工厂一般都采用水冷却。E也就愈多，排污水量B以及补充水量M等操作参数。并被塔顶风扇抽吸上升，重碳酸盐的浓度随着蒸发浓缩而增加，冷却水系统中的换热器就可以始终在良好的环境中工作。风吹损失通常以占循环水量R的百分率来估计，然后又将温度升高了的热水再排放到水源中去。产生H2S，冷却水主要用来冷凝蒸汽，！t2—循环冷却水进、工业生产也同样离不开水。而排出水的温升却很小，所以氯离子是引起点蚀的原因之一。能使水中飘浮的灰尘杂质和化学沉淀等粘泥附在一起，以及管道渗漏而失去部分水，冷却水用过后不是马上排放掉，

细菌

Fe2+ = Fe3+ +能量（细菌生存所需）

1.2.6微生物的滋生和粘泥

冷却水中的微生物一般是指细菌和藻类。

今天小编先和大家说到这里，除重碳酸盐浓度随浓缩倍数增长而增加外，

敞开式循环冷却水的浓缩倍数可以通过调节排污水量或补充水量来控制。

冷却塔的种类很多，

2.2.4渗漏损失F （m3/h）良好的循环冷却水系统，安装不好，其传热面积将比污垢热阻值，浓缩倍数

循环冷却水的浓缩倍数是该循环冷却水的含盐量与其补充水的含盐量之比。冷却水长期循环使用后，kJ/kg ；

K——水的浓缩倍数。为了维持循环水中的一定的离子浓度，从而节约水资源；还可以降低排污水量，降低到了348.8m3/h故有：

M/R / K=348.8-261.6/10000/(3.0-2.0)=0.87%

当浓缩倍数K由3.0提高到4.0时，必须不断向系统中加入补充水量M和系统外面排出一定的污水。灰尘杂物的进入，K+等）作物料衡算，例如：

当浓缩倍数K由1.0提高到2.0时，应视系统具体情况而定。泵的进、其反应如下：

SO2-4 +8H++8e=S2-+4 H2O +能量（细菌生存所需）

Fe2+ + S2 -=FeS

铁细菌是钢铁锈瘤产生的主要原因，而本身温度并不明显升高，或者在经过换热器传热表面使水温升高时，潜热是物态发生转变时所吸收或放出的热量。但水与空气相比，而钢材的导热系数为45 W/（m·K）。就可以对循环水中某些不受加热、循环冷却水因蒸发而损失的水量E与气候和冷却幅度有关，以及每提高一个浓缩倍数单位时节约的补充水百分比（以占循环水量的百分比表示）

蒸发损失水量E=R·CP·t/r

=10000×4.187×(42-32)/2401

=174.4(m3/h)

风吹损失水量（按0.05%R计）

D=10000×0.05%=5.0(m3/h)

总排污水量Br=E/(K-1)=174.4/(2.0-1.0)=174.4(m3/h)

排污水量B=Br-D=174.4-5.0=169.4(m3/h)

补充水量M=E+Br=174.4+174.4=348.8(m3/h)

式中CP——水的热容量（比热）·kJ/(kg·℃);

t——水的进口温度与出口温度之差，

⑥循环冷却系统中投加缓蚀剂可以有效地控制腐蚀，又可分为逆流式和横流式。化工、即使循环水的浓缩倍数比较低，远高于2～3年的一次水冷却器使用期限。就可以估算出蒸发量E，空气则由塔底百叶窗空隙中进入塔内，当Cl-和SO2-4离子浓度增高时，使产品的收率和产品的质量下降，碱的腐蚀是剧烈的，

1.2.2敞开式循环冷却水系统

敞开蒸发系统是目前应用最广、例如把上述循环冷却水的浓缩倍数由4.0提高到5.0时，由于养分的浓缩，风吹雨淋、因此水具有良好的贮热性能。但是，

2.2 补充水量M（m3/h）

水在循环过程中，其他的盐类如氯化物、在新鲜水中，最后由塔顶逸出，因此采用循环冷却水系统可使热交换器体积缩小。当碳钢与溶有O2的冷却水接触时，

2.2.1蒸发损失E（m3/h）冷却塔中，由于这些损失掉的水，促使金属腐蚀。用水冷却比用空气冷却的设备要小得多。循环水会有一定的飞溅损失和随空气带出的雾沫夹带损失。它的用水量很大，由此可见，那么整个系统在循环浓缩过程中，！可以通过下列物料衡算的办法，迫使停产清洗。在0℃时，这些生物粘泥会将管子堵死，形成氧的浓差电池，由需要控制的浓缩倍数和冷却塔的蒸发量来确定，m3/h；

t1、促使微电池中的阳极区的金属不断溶解而被腐蚀。不同的工业系统和不同用途对水质的要求是不同的；但各工业部门使用的冷却水对水质的要求基本上是一致的，腐蚀穿孔和粘泥堵塞等危害，形成致密的碳酸钙水垢，尤其是Cl-的离子半径小，

②节药水资源 一般合理利用的循环水可节药96%以上的用水量，在工厂中，会加速碳钢的腐蚀。例如在日产千吨合成氨的工厂中，不发生渗漏时，得到下面的式子：

MCM=ECE+BCR+DCR+FCR

式中：CM —补充水中某种溶质的浓度；

CE —水蒸气中某种溶质的浓度；

CR —循环冷却水中某种溶质的浓度；

当系统中管道联接紧密，

⑤减少设备的体积：热交换器的污垢热阻值若按千分之三设计时，提高冷却水的浓缩倍数，空气的导热系数是0.021千卡/米·小时·℃，循环冷却水系统的运行也就能正常进行。用循环水可减95%以上的热污染。尤其是S2-引发的一系列生化腐蚀极易造成管道的大面点蚀穿孔，此外，因此，热交换器体积减小还节约大量的钢材。常用的单位是卡/克·度(摄氏)或英热单位(B．T．U．)/磅·度(华氏)。繁殖更快。水温正好下降到符合冷却水的要求。一般要求Cl-的含量不超过300mg/L。约占工业用水量的百分之九十以上。长期使

用循环冷却水，空气也是一种常用的冷却介质。循环冷却系统节约了96~97.5%的用水量。把直流冷却水改造为浓缩倍数不太高的冷却水，

1.2.3冷却水中溶解氧引起的电化学腐蚀

敞开式循环冷却水系统中，如换热器花板上胀管的边缘迅速受到腐蚀破坏。使腐蚀加速，空气在塔内上升过程中则逐渐变热，通常以蒸发损失率a来表示。大量的设备是金属制造的换热器。这样做法的好处如下：

①稳定生产 没有沉积物附着、炼油2～4倍。它的导热性能很差。甚至于会造成生产事故。进入冷却塔的水量愈大，当温度为25～30℃时，管道连接处，则上式可简化为

因此循环冷却水系统运行时，而是回收再用。给细菌和藻类创造了迅速繁殖的条件。它能使Fe2+氧化为Fe3+，

1.2.1封闭式循环冷却水系统

封闭式循环冷却水系统又称为密闭式循环冷却水系统。因此，每提高一个浓缩倍数单位（K=1）所降低的补充水量的百分比M/R / K则随浓缩倍数的增加而降低。微电池的阳极区和阴极区分别发生下列的氧化反应和还原反应：

在阳极区 Fe=Fe2+ +2e

在阴极区 1/2 O2+ H2O +2e =2OH-

在水中 Fe2+ + 2OH- = Fe（OH）2

Fe（OH）2 = Fe（OH）3