冷卻塔旁流水處理

1、旁流水處理的目的旁流水處理的目的是保持循環冷卻水質，使循環水系統在滿足濃縮倍數的條件下有效和經濟地運行。在高濃縮倍數條件下運行時，可減少補充水量和排污水量，減輕對環境的污染。旁流水就是取部分循環水量按要求進行處理后，仍返回系統。旁流處理方法可分去除懸浮物和溶解固體二類，其處理方法和一般給水處理的有關方法相同。通常使用的是過濾方法去除懸浮物。其流程見圖12-18。1循環冷卻水處理系統設計中有下列情況時，應考慮設置旁流水處理設施：1在設計確定的濃縮倍數尤其是較高的濃縮倍數情況下冷卻水水質超過允許指標。2由于外界如空氣中飄塵等污染，工藝物料泄露及其他污染物。2旁流水處理可根據具體需要去除下列雜質的一項或幾項：1去除懸浮物、生物黏泥等雜質。2去除堿度、硬度或含氧量。3去除其他有害污染物質、油類污物等。2、懸浮物的處理1敞開式循環冷卻水系統采用過濾處理懸浮物時，其過濾水量宜為循環冷卻用水量的1%～5%或結合國內運行經驗確定，也可按下式計算：式中QS——旁流水處理量m3h；Qm——補充水量m3h；Cm——補充水中的懸浮物含量mgL；CA——空氣中含塵量gm3；RA——冷卻塔進氣量m3h；CR——循環冷卻水中允許的懸浮物含量mgL；CS——經旁流過濾后水中的懸浮物含量mgL；Qb——排污和滲漏損失水量m3h；Qw——風吹損失水量；K——懸浮物沉淀系數，與環境條件、塵埃性質、顆粒大小有關。可通過試驗確定，當無資料時，一般選用15。2密閉式循環冷卻水系統設旁流水處理設施時，旁流水量一般取循環水量的2%～5%。3、溶解離子的去除當需要去除堿度、硬度、含鹽量及其他有害污染物時，可根據濃縮后的水質和污染情況與冷卻水允許的各項指標等因素，通過計算確定。當去除溶解離子時，旁流水處理量可按下式計算：式中QS——旁流水處理量m3h；Qm——補充水量m3h；Qb——排污和滲漏損失水量m3h；Qw——風吹損失水量m3h；C′m——補充水中的溶解離子含量mgL；C′R——循環冷卻水中允許的溶解離子含量mgL；C′S——經旁流處理后水中溶解離子含量mgL。當冷卻水與工藝物接觸而使得冷卻水懸浮物或溶解離子增加時，則計算中需將此增加值計入。

冷卻塔散熱量

單位時間內的傳導散熱量在傳熱學中，牛頓冷卻公式為：當tfθ時，tf-θ是水向空氣傳導散熱的推動力，水的比熱C=1kcalkg℃，則單位時間、單位面積F上傳導散熱量hα為：如用在單位時間內通過水與空氣接觸的微元面積dFm2來表示傳導熱量dHα，則：hα=dHαdF，dHαdF=αtf-θ，得：式中tf-θ——水與空氣的溫度差℃，傳導散熱的推動力；α——溫度差引起的傳導散熱系數kcalm2·h·℃或103Jm2·h·℃；dF——水與空氣接觸的微小面積m2；dHα——水與空氣接觸的微小面積上單位時間的傳導散熱量kcalh或103Jh。單位時間內的蒸發散熱量在前面討論中已知：P″qPq，ΔPq=P″q-Pq，ΔPq是蒸發散熱的推動力，ΔPq越大，單位時間里蒸發水量dQu越多，則蒸發散熱量dHβ也越多，單位時間內蒸發水量dQu與ΔPq成正比，比例系數為βP即稱ΔPq引起的蒸發散質系數注：有些書上蒸發散熱量用Qu表示，有的用Hβ表示，Qu與Hβ之間的關系是Hβ=γQu，故兩種表示都是可以的。現按傳質定律得蒸發散熱量為：式中γ——水的汽化熱kcalkg或103Jkg；P″q——與水溫tf相應的水面飽和水蒸氣分壓力kgm2或kPa；Pq——空氣中水蒸氣分壓力kgm2或kPa；P″q-Pq——水蒸氣分壓力差的平均值kgm2或kPa；βP——分壓力差的蒸發散質系數kgm2·h。為了推導和計算方便，在應用中，往往以空氣的含濕量差X″-X來替代水蒸氣的分壓力差P″q-Pq，但不用面積蒸發散質系數βP，而用相應的含濕量差引起的蒸發散質系數βX來代替，則得：式中X″———與水溫tf相應的飽和空氣含濕量kgkg干空氣；X———空氣中的含濕量kgkg干空氣；βx———含濕量差引起的面積蒸發散質系數kgm2·h。因X″是與水溫tf相應的水面飽和汽層含濕量，水溫是變化的，對冷卻塔來說水溫tf的變化范圍為t1，t2進出塔水溫，故相對應的含濕量變化范圍為X″1，X″2。則：X″1———與t1相應的水面飽和汽含濕量kgkg濕空氣；X″2———與t2相應的水面飽和汽含濕量kgkg濕空氣；X1———與進塔時空氣溫度θ1時含濕量kgkg干空氣；X2———與出塔時空氣溫度θ2時含濕量kgkg干空氣。在蒸發冷卻時，單位時間內的蒸發散熱量dHβ等于蒸發水量與水汽化熱γ的乘積：式中γ———水的汽化熱kcalkg或103Jkg。總散熱量1、在單位時間內蒸發冷卻散發的總熱量dH等于傳導散熱量dHα和表面蒸發散熱量dHβ之和：淋水填料全部接觸表面積F的總散熱量H為：式中tf-θm———冷卻塔內水面溫度與空氣溫度差的平均值℃；X″-Xm———飽和含濕量與空氣中含濕量差的平均值kgkg空氣。2、容積法計算總散熱量上述討論中，用式6-11計算總散熱量H時，必須知道F即塔內水滴、水膜與空氣接觸的表面積，在水膜式淋水裝置中，F取決于淋水填料的表面積，點滴式裝置取決于水的自由表面積，因此要具體地確定其散熱總面積十分困難。但是對某一固定的填料來說，一定量的填料體積相應地含有一定量的面積，故實際計算中不用水與填料接觸面積，而用填料體積法計算，即用填料容積V來確定自由面積F因某一填料的單位容積有多少自由表面積是可以知道的。采用容積法后，α、βP、βX都不用了，采用相應的冷卻塔的單位有效容積傳導散熱系數αv、分壓力差容積蒸發散質系數βPV、含濕量差容積蒸發散質系數βXV。則得傳導散熱量：式中αv=αFV——容積傳導散熱系數kcalm3·h；βpv=βp·FV——分壓力差引起的容積蒸發散質系數kgm3·h·atm；βxv=βx·FV——含濕量差引起的容積蒸發散質系數kgm3·h；V——填料體積m3。得總散熱量H為：根據實驗，循環水冷卻的系數α與β之間近似存在如下比例關系：βXV反映了單位時間內每m3填料體積所能蒸發的水量，其值越大越好，其值大蒸發散熱量也大。所以βXV是評定冷卻塔效果好與差的主要指標之一。