课程名称：《水质工程学I》第周，第29讲次摘要第十章循环冷却水水质（稳定）处理（水质稳定处理）S10-1循环冷却水的特点及处理要求授课题目（章、节）【目的要求】通过本讲课程的学习，学会建立的方法，的特点。【重点】【难点】内容【本讲课程的引入】【本讲课程的内容】第十章循环冷却水水质（稳定）处理（水质稳定处理）S10-1循环冷却水的特点及处理要求直流式：用后直接排放（水量大）密闭式：完全封闭，与大气仅有热量传递，无水量传质散热。冷却水系统损失水量小，水质处理单纯。问题：腐蚀。开式：水质处理最复杂，应用的最多（主要讲蔽开式系统水处理）一、循环水的处理特点和任务1、水垢：原因：CaCO3，Mg(OH)2危害：交换器热交换效率下降，管道过水断面减小，增加管阻，耗能。造成事故。2、腐蚀：防止水对金属管道及器件的腐蚀。3、污垢：悬浮物，有机或无机物质一一产生泥垢
课程名称：《水质工程学 I》 第 周，第 29 讲次 摘 要 授课题目（章、节） 第十章 循环冷却水水质（稳定）处理（水质稳定处理） §10-1 循环冷却水的特点及处理要求 【目的要求】通过本讲课程的学习，学会建立的方法，的特点。 【重 点】 【难 点】 内 容 【本讲课程的引入】 【本讲课程的内容】 第十章 循环冷却水水质（稳定）处理（水质稳定处理） §10-1 循环冷却水的特点及处理要求 直流式：用后直接排放（水量大） 密闭式：完全封闭，与大气仅有热量传递，无水量传 质散热。 冷却水系统 损失水量小，水质处理单纯。问题：腐蚀。 敝开式：水质处理最复杂，应用的最多（主要讲敝开 式系统水处理） 一、循环水的处理特点和任务 1、水垢：原因：CaCO3，Mg(OH)2 危害：交换器热交换效率下降，管道过水断面减小，增加管阻， 耗能。造成事故。 2、腐蚀：防止水对金属管道及器件的腐蚀。 3、污垢： 悬浮物，有机或无机物质——产生泥垢
微生物及其分秘物一一粘垢。任务：防止或减轻水垢、防止或减轻水对设备及管系统的腐蚀、防止或减轻系统中产生的污垢。二、循环冷却水的基本水质要求：常用腐蚀和沉积物控制要求一一基本水质指标。表 24-1散开式循环冷却系统冷却水主要水质指标充许值项日要求杀作1.年书垢热阻<9.5×10mhC/k<202.有油类粘性污染物时，年污垢热脏<1.4×10*m2-b-T/kJ浊3，腐证率<0.125mm/a度1.年污新热用<1.4×10*mhC/k)<501(度)2.腐蚀率<1.2mm/a1.年污热用≤1.+×10m·h-t/kl<1002.腐纯率1.2mm/起<3000电导率（/cm）采用级蚀剂处理<7来用阻垢剂处理点或度（mmol/1）6.5~9.0PHA注：表中多总美指标当于强酸盐硬登控割指标。即极限碳酸战模度，以C（Ca2）计，详见24.1.3及21.1表中要求条件：1、年污垢热阻m·h·℃/kJ2、腐蚀率：mm/a并且总碱度：以C（1/2Ca2+)计，是极限碳酸盐硬度。（一）腐蚀率：每年平均腐蚀深度（mm/a）C.由实验确定。C,=8.76β-PpFtPo，P一一腐蚀前后金属重量；gp一一金属密度；g/cmF一一试件表面积：m2t一一试验（腐蚀作用）时间。h1、点蚀系数：金属最大腐蚀深度与平均腐蚀深度之比
微生物及其分秘物——粘垢。 任务：防止或减轻水垢、防止或减轻水对设备及管系统的腐蚀、 防止或减轻系统中产生的污垢。 二、循环冷却水的基本水质要求： 常用腐蚀和沉积物控制要求——基本水质指标。 表中要求条件： 1、年污垢热阻 m 2·h·℃/kJ 2、腐蚀率：mm/a 并且总碱度：以C( 1/2 Ca2+)计，是极限碳酸盐硬度。 （一）腐蚀率：每年平均腐蚀深度（mm/a） CL由实验确定。 Ft P P CL − = 0 8.76 P0，P——腐蚀前后金属重量；g ρ——金属密度；g/cm3 F——试件表面积；m 2 t——试验（腐蚀作用）时间。h 1、点蚀系数：金属最大腐蚀深度与平均腐蚀深度之比
反映的是点蚀危害程度。Co-C2、缓蚀率n：处理后的水质腐蚀率降低的效果。n=CoC，C一一循环水未处理和处理后的腐蚀率。（二）污垢热阻：1、热阻：传热系数（K）的倒数。2、污垢热阻：（R.）由于结垢和污垢沉积使热交换器热阻增加的量称为污垢热阻。（㎡2·h·℃/KJ）111111R, =。K。K,K一一未结垢所测总传热系数；kJ/m·h·℃K.一一运行t时间（结垢了）所测总传热系数；中，一一积垢后传热效率降低百分数。可作t～R.的变化曲线，工作中应用，可做控制指标。二、循环冷却水的积垢和腐蚀（一）水质影响因素：1、循环水的水质污染：（1）补充水带来污染：悬浮物，溶解盐，有机物，微生物。（2）水处理引起的污染：药剂带入杂质，冷却时，大气带进杂质：尘埃，杂草，树叶，有机物。（3）工艺流体的漏入。（4）系统内部产生的污染：金属，砼受腐蚀脱落产物，藻类脱落物。2、循环水脱CO2作用：在冷却塔中有一定量的CO2进入空气。Ca(HCO3)→CaCO3++CO2++H20由于CO2进入空气中，使反应产生水垢
反映的是点蚀危害程度。 2、缓蚀率η：处理后的水质腐蚀率降低的效果。 0 0 C C −C = C0，CL——循环水未处理和处理后的腐蚀率。 （二）污垢热阻： 1、热阻：传热系数（K）的倒数。 2、污垢热阻： （Rt）由于结垢和污垢沉积使热交换器热阻增加的 量称为污垢热阻。（m 2·h·℃/KJ） = − = − = −1 1 1 1 1 1 1 t 0 t 0 0 0 t t K K K K K R K0——未结垢所测总传热系数；kJ /m2·h·℃ Kt——运行 t 时间（结垢了）所测总传热系数； ψt——积垢后传热效率降低百分数。 可作 t～Rt 的变化曲线，工作中应用，可做控制指标。 二、循环冷却水的积垢和腐蚀 （一）水质影响因素： 1、循环水的水质污染： （1）补充水带来污染：悬浮物，溶解盐，有机物，微生物。 （2）水处理引起的污染：药剂带入杂质，冷却时，大气带进杂质： 尘埃，杂草，树叶，有机物。 （3）工艺流体的漏入。 （4）系统内部产生的污染：金属，砼受腐蚀脱落产物，藻类脱落物。 2、循环水脱CO2作用：在冷却塔中有一定量的CO2进入空气。 Ca(HCO3)→CaCO3↓+CO2↑+H2O 由于CO2进入空气中，使反应产生水垢
3、循环水的浓缩作用：补充水量=损失水量=P=P,+P,+P3+P设补充水含盐量Ss循环水含盐量S，补充水带进盐：S（P,+P2+P+P）风吹、排污渗漏及生产耗水带走的盐量S （P2+P3+P4)系统运行一定时间后，带进盐～带走盐系统中的含盐量趋于一个稳定值，用S表示，即：SB（P+P2+P3+P4）=Sp（P2+P3+P4）4_PSp_P+P+P+PP1+P-P-1"P-PSsP+P+PSt=+7P令其为：K=SBP-PK一一浓缩倍数。由于有P,→K大于1→Sp>S→系统有可能结垢单位：mg/L4、溶解度与温度的关系：0204060t80100956539262015CaCO391086.55.75.2Mg(OH)2水温变化的影响：（1）热交换器中：
3、循环水的浓缩作用： 补充水量=损失水量=P=P1+P2+P3+P4 设补充水含盐量 SB循环水含盐量 S， 补充水带进盐：SB（P1+P2+P3+P4） 风吹、排污渗漏及生产耗水带走的盐量： S（P2+P3+P4） 系统运行一定时间后，带进盐≈带走盐 系统中的含盐量趋于一个稳定值，用SP表示， 即： SB（P1+P2+P3+P4 ）=SP（P2+P3+P4） 1 1 2 3 4 1 1 2 3 4 1 P P P P P P P P P P P P P S S B p − = + − = + + + + + = 令其为： 1 1 1 P P P S S K B p − = = + K——浓缩倍数。 由于有 P1→ K 大于 1→SP＞SB→系统有可能结垢。 4、溶解度与温度的关系： 单位：mg/L t 0 20 40 60 80 100 CaCO3 95 65 39 26 20 15 Mg(OH)2 10 9 8 6.5 5.7 5.2 水温变化的影响： （1）热交换器中：
t升高，Ca2、Mg*的盐类溶解度降低。当Ca、Mg及HCOs-OH-含量高于溶解度时。水失去稳定性（可能）产生结垢。（2）冷却塔：t下降；Ca、Mg的盐类溶解度升高。即有HCOs水显酸性产生腐蚀。（3）系统由温度引发的：低温区（设备冷水进口）一一腐蚀高温区（设备热水出口）一一结垢（二）金属化学腐蚀：化学已学过：是电位差使电子迁移的过程。1、电池阳极：铁失去了2个电子：Fe—2e→Fe22、电池阴极：电子沿铁中电阻小的途径达到阴极部位。（1）酸性水或中性水：H2H+2e→H2而 Fe2*+20H-Fe(OH)Fe（OH)2致密层，保护铁不再被氧化。由H2和Fe(OH)2的生成而引起电位差的变化称为极化极化的作用一一抑制金属腐蚀。（阻兰：烤兰）1（2）当水中有溶解氧时021H,+=2→H,0O2阴极继续：2Fe(OH)-O, +H,0→2Fe(OH), +OHFe（OH）3一铁锈，起去极化作用
t 升高，Ca2+、Mg2+的盐类溶解度降低。当 Ca2+、Mg2+及 HCO3 － 、 OH－含量高于溶解度时。水失去稳定性（可能）产生结垢。 （2）冷却塔： t 下降； Ca2+、Mg2+的盐类溶解度升高。即有 HCO3 水显酸性产 生腐蚀。 （3）系统由温度引发的： 低温区（设备冷水进口）——腐蚀 高温区（设备热水出口）——结垢 （二）金属化学腐蚀：化学已学过：是电位差使电子迁移的过程。 1、电池阳极： 铁失去了 2 个电子：Fe－2e-→Fe2+ 2、电池阴极：电子沿铁中电阻小的途径达到阴极部位。 （1）酸性水或中性水：H + 2H+ +2e- →H2 而 Fe2++2OH-→Fe(OH)2 Fe(OH)2致密层，保护铁不再被氧化。 由H2和Fe(OH)2的生成而引起电位差的变化称为极化。 极化的作用——抑制金属腐蚀。（阻兰；烤兰） （2）当水中有溶解氧时O2 H2 O2 H2O 2 1 + → 阴极继续： ( ) ( ) − Fe OH 2 + O2 + H2O → 2Fe OH 3 + OH 2 1 2 Fe（OH）3—铁锈，起去极化作用