循環冷卻水處理概況

一、冷卻系統的類型

1、直流系統

早期工廠的冷卻水系統采取直流系統。

冷卻水從水源流經熱交換器后又回流到水源處。

優點是

快速有效：水源處的水溫較低；

靈活性：可在zui小的傳熱面條件下冷卻。表現為腐蝕、污垢和微生物繁殖，但相對較小；

系統內由水引起的問題主要取決于原水的性質。由于水在系統內沒有濃縮，一般不會發生明顯的物理和化學變化，

冷卻水系統內水的流量和溫度的變化、加上水的性質各不相同（河水、湖水常含有大量懸浮物和沉積物，且隨季節變化；水中常含鐵和結垢的鹽類），使得系統的管理工作更加復雜。

圖3-1 直流冷卻水系統          圖3-2 封閉式循環冷卻水系統

2、密閉式循環冷卻水系統

1)     定義

水密閉循環，并交替冷卻和加熱，而不與空氣接觸。

在密閉系統中，冷卻水攜帶的熱量通常通過水-水換熱器傳給敞開式循環水系統中的循環水，熱量再從水中散發到大氣中去。

2)     組成

完全密閉的循環水系統；用于對水冷卻或去除水中的熱量的冷卻器或熱交換器。

3)     密閉系統在工業上的應用

（1）冷卻氣體管路的氣體來冷卻燃汽輪機或變壓器冷卻用的油冷卻器；

（2）柴油發動機和氣體發動機；

（3）制冷機；

（4）以控制可靠的工藝過程的溫度為目的：

原子反應堆的輔助冷卻器；煉鐵高爐的爐體、風口等的冷卻等。

4)     密閉系統的優點

（1）水溫易控制；

（2）水質問題的控制簡單化：補充水量少；

（3）補充水僅用于補償水泵填料的泄露水量或因檢修而排放的水量；

（4）水的蒸發很少；

（5）結垢程度較輕：一般用軟化水或去離子水。

（6）腐蝕問題不嚴重：氧不是處于飽和狀態。

3、敞開式循環冷卻水系統

1)     定義

冷卻水通過熱交換器后，水溫提高成為熱水，熱水經冷卻塔曝氣與空氣接觸，由于水的蒸發散熱和接觸散熱使水溫降低，冷卻后的水再循環利用。又稱為冷卻塔系統。

圖3-3敞開式循環冷卻水系統

1-補充水（M）；2-冷卻塔；3-冷水池；4-循環水泵；

5-滲漏水（F）；6-冷卻水；7-冷卻用換熱器；8-熱水（R）；

9-排污水（B）；10-蒸發損失（E）；11-風吹損失（D）；12-空氣

2)     水冷卻原理

通過水與空氣接觸，由以下三個過程共同作用的結果。

（1）水的蒸發散熱

a. 水在冷卻設備中形成大小水滴或極薄水膜，擴大其與空氣的接觸面積和延長接觸時間，加強水的蒸發，使水汽從水中帶走汽化所需的熱量，從而使水冷卻。

b. 為了加快蒸發散熱：

一方面應增加熱水與濕空氣之間的接觸面積，以提供水分字逸出的機會；另一方面提高水氣界面上的空氣流動速度，以保持蒸發的推動力不變。

（2）水的接觸傳熱

借傳導和對流傳熱，稱為接觸傳熱。

水面與較低溫度的空氣接觸，由于溫差使熱水中的熱量傳到空氣中去，水溫得到降低。溫差愈大，傳熱效果愈好。

（3）水的輻射傳熱

不需要傳熱介質的作用，而是由一種電磁波的形式來傳播熱能的現象。

輻射傳熱只是在大面積的冷卻池內才起作用。在其它類型的冷卻設備中，輻射傳熱可以忽略不計。