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循环冷却水系统


折叠系统背景

在许多工业部门的生产过程中,产生大量废热,需及时用传热介质将其转移到自然环境中,以保证生产过程正常运行。由于天然水具有优良的热传递性能且费用低廉,资源丰富而被用作工业废热的传热介质,在工业生产中称为冷却水,工业冷却水在各国都是工业水蕞大用户,除升高温度外冷却水的理化性质无甚显著变化,若采取适当降温措施,使之形成循环回用系统,是节约工业用水的重要途径。


折叠     国内现状

(1)循环冷却水的重复利用的效率非常低。在我国一般的化工行业中,循环水浓缩倍数为2~3倍左右,石油化工行业大约为4倍。发达国家的循环水浓缩倍数约为5倍,我国与发达国家来相比,循环水的浓缩倍数低。循环水的浓缩倍数低,也就意味着循环水的排出量大,补充水的量大,循环系统所需的水费就高。

(2)循环冷却水系统的能耗太大。当前,化工行业中针对循环冷却水系统的操作存在很多不足,主要包括:在我国,循环冷却水系统没有引起足够重视,系统的操作缺乏相应理论的支撑,因此循环水量、循环水的出塔温度等操作的参数在不同的季节没有做相应的调整。

(3)风机和循环水余量太大。水泵、风机以及管路的供水能力和处理水能力与实际要求长期存在"大马拉小车的现象",造成能耗的严重浪费。

折叠原理

以水作为冷却介质,并循环使用的一种冷却水系统。主要由冷却设备、水泵和管道组成。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)后,温度上升,如果即行排放,冷水只用一次(称直流冷却水系统)。使升温冷水流过冷却设备则水温回降,可用泵送回生产设备再次使用,冷水的用量大大降低,常可节约95%以上。冷却水占工业用水量的70%左右,因此,循环冷却水系统起了节约大量工业用水的作用。

折叠

系统分类

冷却设备有敞开式和封闭式之分,因而循环冷却水系统也分为敞开式和封闭式两类。敞开式系统的设计和运行较为复杂。

折叠敞开式

冷却设备有冷却池和冷却塔两类,都主要依靠水的蒸发降低水温。再者,冷却塔常用风机促进蒸发,冷却水常被吹失。故敞开式循环冷却水系统(图1)必须补给新鲜水。由于蒸发,循环水浓缩,浓缩过程将促进盐分结垢(见沉积物控制)。补充水有稀释作用,其流量常根据循环水浓度限值确定。通常补充水量超过蒸发与风吹的损失水量,因此必须排放一些循环水(称排污水)以维持水量的平衡。 循环冷却水系统

在敞开式系统中,因水流与大气接触,灰尘、微生物等进入循环水;此外,二氧化碳的逸散和换热设备中物料的泄漏;也改变循环水的水质。为此,循环冷却水常需处理,包括沉积物控制、腐蚀控制微生物控制。处理方法的确定常与补给水的水量和水质相关,与生产设备的性能也有关。当采用多种药剂时,要避免药剂间可能存在的化学反应。实际应用实际应用

折叠封闭式

封闭式循环冷却水系统(图2)采用封闭式冷却设备,循环水在管中流动,管外通常用风散热。除换热设备的物料泄漏外,没有其他因素改变循环水的水质。为了防止在换热设备中造成盐垢,有时冷却水需要软化(见水的软化)。为了防止换热设备被腐蚀,常加缓蚀剂;采用高浓度、剧毒性缓蚀剂时要注意**,检修时排放的冷却水应妥善处置。

折叠编辑本段系统组成

以敞开式循环冷却水系统为例,由以下部分

1.冷却塔

2.换热器

3.加压系统(循环水泵)

4.旁滤系统(压力过滤器)

5.补水池

6.监控系统

负责管路中介质流量大小,在管路因堵塞等因素照成的管内流量过低或者过高,可以及时向控制系统发出下线报警点(流量过低时)或者上线报警点(流量过高时)提供开关量信号。我们称之为流量报警开关

循环冷却水系统的运行参数

(1)循环量,是指在循环冷却水系统中,每小时用水泵输送的总水量。

(2)蒸发量,是指在循环冷却水系统中,每小时因蒸发损失的水量。

(3)补充水量,是指系统内总水量保持一定的状态下运行,每小时补充给冷却水系统中的水量。

(4)排污量,是指每小时因控制冷却水的浓缩倍数而强制排放的水量。

(5)保有水量,又称系统容积,是指管线和冷却水池等整个冷却水系统中所保存的水量。

(6)浓缩倍数,在敞开式循环冷却水系统中,由于蒸发使循环水中的盐类不断累积浓缩,水的含盐量大大高于补充水的含盐量,两者的比值称为浓缩倍数。主要由强制排污来控制。


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