迴圈冷卻水處理知識——系列1

一、冷卻系統的型別

1、直流系統

早期工廠的冷卻水系統採取直流系統。

冷卻水從水源流經熱交換器後又迴流到水源處。

優點：

快速有效：水源處的水溫較低；

靈活性：可在最小的傳熱麵條件下冷卻。表現為腐蝕、汙垢和微生物繁殖，但相對較小；

系統內由水引起的問題主要取決於原水的性質。由於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複雜。

2、密閉式迴圈冷卻水系統

定義：水密閉迴圈，並交替冷卻和加熱，而不與空氣接觸。

在密閉系統中，冷卻水攜帶的熱量通常透過水-水換熱器傳給敞開式迴圈水系統中的迴圈水，熱量再從水中散發到大氣中去。

組成：完全密閉的迴圈水系統；用於對水冷卻或去除水中的熱量的冷卻器或熱交換器。

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）製冷機；

（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；鍊鐵高爐的爐體、風口等的冷卻等。

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）補充水僅用於補償水泵填料的洩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：氧不是處於飽和狀態。

3、敞開式迴圈冷卻水系統

定義

：冷卻水透過熱交換器後，水溫提高成為熱水，熱水經冷卻塔曝氣與空氣接觸，由於水的蒸發散熱和接觸散熱使水溫降低，冷卻後的水再迴圈利用。又稱為冷卻塔系統。

圖3-3 敞開式迴圈冷卻水系統

1-補充水（M）；2-冷卻塔；3-冷水池；4-迴圈水泵；

5-滲漏水（F）；6-冷卻水；7-冷卻用換熱器；8-熱水（R）；

9-排汙水（B）；10-蒸發損失（E）；11-風吹損失（D）；12-空氣

水冷卻原理

透過水與空氣接觸，由以下三個過程共同作用的結果。

（1）水的蒸發散熱

a。 水在冷卻裝置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溼空氣之間的接觸面積，以提供水分字逸出的機會；另一方面提高水氣介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，由於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。在其它型別的冷卻裝置中，輻射傳熱可以忽略不計。

冷卻裝置的種類與結構

在迴圈冷卻水系統中，用來降低水溫的構築物或裝置成為冷卻構築物或冷卻裝置。按其熱水與空氣接觸方式的不同，可分為：

（1）水面冷卻構築物

工業上第一種迴圈冷卻方法，又稱涼水池。

過程：需要冷卻的水流入池內，透過自然蒸發、輻射和對流傳熱逐漸將水冷卻到適當再用的溫度。

靠蒸發散熱約佔總散熱量的55%，因而比冷卻塔要小些（蒸發散熱佔80%）。

冷卻過程緩慢，效率低，溫差小。且需要很大的貯水池。

（2）噴水池

池內裝有水管、噴嘴或電動噴水元件，由噴嘴把水噴到大氣中，從而增加了蒸發量，即使在較小的水池也能加速冷卻。

設在建築場地開闊處的水池的冷卻效果要好些。

水的消耗大，約為迴圈水量的1。0-5。0%。

易帶入周圍的雜質。

（3）冷卻塔

是一個塔型建築，水氣熱交換在塔內進行，可以人工控制空氣流量來加強空氣與水的對流作用來提高冷卻效果。

佔地面積小、冷卻效果好。

包括自然通風式和機械通風式。

冷卻塔包括通風筒、配水系統、淋水裝置、通風裝置、收水器、集水池等部分。

圖3-4 自然通風冷卻塔 圖3-5 機械通風冷卻塔

1-配水系統；2-填料；3-百葉窗； 1-配水系統；2-填料；3-百葉窗；

4-集水池；5-空氣分配區；6-風筒； 4-集水池；5-空氣分配區；6-風機；

7-熱空氣和水蒸汽；8-冷水 7-風筒；8-熱空氣和水蒸汽；9-冷水

圖3-6 玻璃鋼冷卻塔

1-玻璃鋼塔體；2-淋水裝置；3-填料；

4-空氣；5-接水盤；6-冷卻水；7-熱水；

8-排風扇；9-熱空氣和水蒸汽