2021年火力发电厂循环水系统水质特征和控制.6.2讲义.ppt

主要内容
电厂循环水系统概况
循环冷却水中金属的腐蚀及其控制
循环冷却水系统中的沉积物及其控制
循环冷却水系统中的微生物及其控制
循环冷却水系统的日常运行
循环水系统新型处理方式简介

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循环冷却水处理概况
火力发电厂为工业用水大户，主要包括炉内水汽系统、循环冷却水系统、发电机内冷水系统、废水处理系统等，其中循环冷却水系统用水量最大，约占电厂总用水量的75%～90% 以上。
电厂循环水系统主要作为凝汽器的冷却用水，同时也作为某些电厂氢冷器、冷油器等辅机设备的冷却用水。
随着国家节能减排的要求，电厂的取水费用不断增加，循环水的节水成为电厂节约用水的主要工作。

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冷却系统的类型
冷却水仅通过换热设备一次，用过后就排放掉。不需要其他冷却水构筑物，因而投资少、操作简单，但是冷却水的操作费用大，且不符合节水的要求。
1 直流冷却水系统
图1 直流冷却水系统

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2 密闭式循环冷却水系统
冷却水密闭循环，并交替冷却和加热，而不与空气接触。水的再冷通常通过另一台换热设备用其他冷却介质冷却的。一般用于发动机、内燃机或有特殊要求的单台换热设备。
图2 封闭式循环冷却水系统

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3 敞开式蒸发系统
冷却水通过热交换器后，水温提高成为热水，热水经冷却塔曝气与空气接触，由于水的蒸发散热和接触散热使水温降低，冷却后的水再循环利用。又称为冷却塔系统。
图3 敞开式循环冷却水系统
1-补充水（M）；2-冷却塔；3-冷水池；4-循环水泵；5-渗漏水（F）；6-冷却水；7-冷却用换热器；8-热水（R）；9-排污水（B）；10-蒸发损失（E）；11-风吹损失（D）；12-空气

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水的蒸发散热
水在冷却设备中形成大小水滴或极薄水膜，扩大其与空气的接触面积和延长接触时间，加强水的蒸发，使水汽从水中带走汽化所需的热量，从而使水冷却。
水的接触传热
水面与较低温度的空气接触，由于温差使热水中的热量传到空气中去，水温得到降低。温差愈大，传热效果愈好。
水的辐射传热
不需要传热介质的作用，而是由一种电磁波的形式来传播热能的现象。
水冷却的原理

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图4 自然通风冷却塔 图5 机械通风冷却塔
1-配水系统；2-填料；3-百叶窗； 1-配水系统；2-填料；3-百叶窗；
4-集水池；5-空气分配区；6-风筒； 4-集水池；5-空气分配区；6-风机；
7-热空气和水蒸汽；8-冷水 7-风筒；8-热空气和水蒸汽；9-冷水
常见冷却塔形式

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敞开式冷却水的工况
冷却过程中的三种损失:蒸发损失、风吹损失、排污量
补充水量 M = E + D + B + F，
（1）蒸发损失E E = a (R-B), a = e (t2-t1)
（2）风吹损失D D = (%-%) R
（3）排污损失B B = E/(K-1)
（4）渗漏损失F
M、E、D、B分别代表补充水量、蒸发损失、风吹损失、排污量，R为系统中循环水量，e为损失系数，K为浓缩倍数。

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离子浓度的改变
图6 降低浓缩倍数时水中 图7提高浓缩倍数时水中
离子浓度变化曲线 离子浓度变化曲线
不论系统中某离子的初始浓度为多少，随着运行时间的推移，其最终的浓度总是浓缩倍数和补充水中离子浓度的乘积。由此证明了控制好补充水量和排污量能使系统中某些离子浓度稳定在一个定值。

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浓缩倍数
指循环水中某物质的浓度和补充水中某物质的浓度之比。一般指循环冷却水中某种不结垢离子的浓度与其补充水的浓度比值，常以Cl-表示。