循环水系统课件.ppt
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1、2022/11/26,1,循环水基础知识,整体概述,概述二点击此处输入相关文本内容,概述一点击此处输入相关文本内容,概述三点击此处输入相关文本内容,2022/11/26,3,简介,作为公用工程的一个子系统,满足和保障烷基苯装置和高纯氢装置以及溴化锂中央空调系统水冷换热器的冷却任务。,烷基苯装置,高纯氢装置,循环水冷却塔,大气,循环冷却,热量搬运,溴化锂制冷机,2022/11/26,4,方位,凉水塔,循环水泵房,烷基苯主装置,冷热水站,2022/11/26,5,概述,设计规模: 1000 m3/h ,循环冷水33,回水43。 装置回水分高压回水、低压回水。循环冷水分流出60m3/h进行过滤,以保
2、证水质。供水对象: 为烷基苯生产装置、冷热水站的中央空调系统、高纯氢生产装置提供33的循环冷却水。,2022/11/26,6,工艺流程图,2022/11/26,7,装置用水量表,2022/11/26,8,循环水场主要运行参数,循环冷却给水压力 0.350.45MPa循环冷却回水压力 0.090.20MPa循环冷却给水温度 33循环冷却回水温度 43浓缩倍数 46浊度 10干球温度 33.0湿球温度 28.5,2022/11/26,9,工艺流程,循环水加压系统:循环热水靠余压经循环冷却回水管道进入冷却塔,在塔内与空气进行充分的蒸发散热与传质散热。水被冷却进入冷却塔塔底冷水池,经平衡渠道汇集流入吸
3、水池,由循环水泵通过吸水管道将吸水池的水加压送至各装置循环使用。水质处理系统:人工投加水处理药剂;旁滤系统。,2022/11/26,10,主要设备,冷却塔 :钢筋混凝土结构逆流式机械通风冷却塔2座,风机2台。单台处理能力600m3/h,22kw。填料为PVC斜纹波浪式填料。循环水泵:水平中开卧式离心泵,共3台,2开1备。A为变频泵,流量540m3/h。B、C泵流量500 m3/h。常压回水提升泵2台(管道泵)流量200m3/h。旁滤罐:以色列ARKAL技术,BMF60-1浅层砂滤罐,单台处理水量60m3/h,共1台。,2022/11/26,11,循环水必要性,节约水源减少排污水量防止热污染减少
4、设备体积,节约钢材。,2022/11/26,12,循环冷却水的产生,2022/11/26,13,工业冷却水,化学工业、石油工业、冶金工业及建筑的生活系统中常需要将热工艺介质进行冷却,水的特性很适合用作冷却介质。工业冷却水通过换热器(或称热交换器,水冷却器、水冷器)与工艺介质间接换热。热的工艺介质在热交换过程中降低温度,冷却水被加热而温度升高。工业冷却水的用量往往很大,在化学工业许多企业中占到工业用水总量的9095以上。因此要进行回收循环使用。,2022/11/26,14,水质特点和处理措施,2022/11/26,15,水面冷却池,2022/11/26,16,冷却构筑物类型,2022/11/26
5、,17,喷水池,2022/11/26,18,循环冷却水系统分类,冷却水系统,直流冷却水系统,封闭式循环冷却水系统,敞开式循环冷却水系统,2022/11/26,19,湿式冷却塔分类,2022/11/26,20,敞开式循环水系统,水泵,换热器,热流体,流程:冷水流入换热器将热流体冷却,水温升高,利用其余压流入冷却塔进行冷却。冷却后的水再用水泵送入换热器循环使用。,2022/11/26,21,敞开式循环水系统组成,组成设备:冷却塔、循环水泵站、换热设备、旁滤设备、加药。,生产给水,冷却塔,泵站,换热器,旁滤器,排污,人工加药,2022/11/26,22,冷却塔,作用:冷却换热器中排出的热水。原理:热
6、水从塔顶向下喷淋成水滴或水膜状,空气则由下向上与水滴或水膜逆向流动,或水平方向交流流动,在气水接触过程中,进行热交换,使水温降低。,2022/11/26,23,空气冷凝器,冷却塔,冷却塔主要用于生产工艺过程中被加热的水基液体的冷却。比如说:原油提炼生产中大型空冷系统用水,发电工艺用水等等。主要有以下两种冷却系统:冷却塔和空气冷凝器。,空气,空气,蒸汽,热交换器,蒸汽冷凝,蒸汽冷凝,2022/11/26,24,冷却塔和空气冷凝器的区别,冷却塔,空气冷凝器,冷却塔概括地分为两大类:开放式和密闭式。共同点:都是以风机作为空气动力装置,带动气流运动。使循环冷却液与进入塔内的空气进行热交换,达到冷却目的
7、。不同点:循环冷却液是否和空气直接接触。因为冷却塔内非常潮湿,电机一般安装在冷却塔外部。,空气冷凝器内部环境干燥,主要使用空气为冷却媒体。热交换过程是首先把冷却液泵入冷凝器顶部的热交换器,然后通过风机使冷却空气强制流通过顶部热交换器,对其进行散热。这种冷却方式效率相对较低。一般适用于水资源相对不足和某些无法使用冷却塔方式的环境下。,2022/11/26,25,冷却液直接和空气接触,开放式冷却塔,冷却塔,冷却塔-开放式,高温冷却液,空气,低温冷却液,开放式冷却塔冷却效率高,冷却液直接和外界空气接触进行热交换。纯净的水在冷却过程中会慢慢蒸发,剩余的冷却液与空气接触后产生沉淀和污垢,所以需要定期更换
8、或加注冷却液。,冷却液,高温冷却液,空气,2022/11/26,26,冷却液不直接与空气接触,密闭式冷却塔,冷却塔,冷却塔-密闭式,空气,高温冷却液,低温冷却液,洒水,洒水,水槽,密闭式冷却塔,它的冷却液被灌注在冷却盘管中,和空气不发生直接接触。因此,它的冷却效率只有开放式冷却塔的一半。这种类型的冷却塔较多应用于水质较差的地区,如:电脑和半导体加工区,或空气质量较差的地区(灰尘较重地区)。,2022/11/26,27,不同冷却方式优缺点对比,2022/11/26,28,逆流和横流冷却塔比较,2022/11/26,29,水的冷却理论,湿空气的性质水的冷却原理接触传热量和蒸发传热量,2022/11
9、/26,30,湿空气,2022/11/26,31,湿空气的压力,对冷却塔来说,湿空气的总压力就是当地的大气压。饱和空气:当空气在一定温度下,吸湿能力达到最大值,空气中的水蒸气处于饱和状态。一定温度下,达到饱和的空气,当温度升高时变为不饱和;反之,不饱和的空气,当温度降低时,又趋于饱和。,2022/11/26,32,湿度,绝对湿度:每m3湿空气中所含水蒸气的质量。相对湿度:空气的绝对湿度与同温度下饱和空气的绝对湿度之比。表示湿空气接近饱和的程度。相对湿度低的空气较干燥,易吸收水分;反之则差。,2022/11/26,33,湿球温度和水的冷却理论极限: 干湿球温度是空气的主要热力学参数,干球温度为一
10、般温度计测得的气温。测定湿球温度时:)纱布必须完全包住水银球)风速m/s以上。湿球温度代表在当地气温条件下,水可能被冷却的最低温度,也即冷却构筑物出水温度的理论极限值。,2022/11/26,34,冷却塔传热,蒸发传热:当水在其表面温度时的饱和蒸汽压大于空气中的水蒸气分压时,水滴表面的水分子克服液态水分子的吸引力而汽化逸入空气中,并带走气化潜热,使液态水的温度下降。每蒸发1Kg水,要带走约2.43106J热量。约占冷却塔中传热量的7580。接触传热:当空气中的湿球温度低于水温时,热量从水传向空气,使空气温度升高而水温下降,带走的热量是显热,约占冷却塔中传热量的2025。,2022/11/26,
11、35,传热区别,春、夏、秋三季,气温较高,表面蒸发起主要作用,最炎热的夏季蒸发散热量可达总散热量的90以上,故水的蒸发损失量最大,需要的补充水量也最多。冬季,气温降低,接触散热的作用增大,从夏季的1020增加到4050,严寒天气甚至可增加到70左右,故在寒冷季节水的蒸发损失量减少,补充水量也就随之降低。,2022/11/26,36,蒸发过程,2022/11/26,37,接触过程,2022/11/26,38,水冷却的基本原理图,水的冷却过程是通过蒸发传热和接触传热实现的,水温的变化则是两者作用的结果。,2022/11/26,39,提高蒸发传热的措施,增加热水与空气的接触面积。接触面积越大,则水分
12、子逸出的机会就越多,蒸发越快;提高水面空气流动的速度,使逸出的水蒸气分子迅速扩散。维持蒸发扩散动力为常数,不使降低。,2022/11/26,40,蒸发传热和接触传热的季节变化,冬季气温低,温差大,接触传热量大,达5070。蒸发传热量小。夏季气温高,温差小,甚至为负,接触传热量甚小,蒸发传热占8090。,2022/11/26,41,循环水处理设施,冷却塔加压系统加药系统旁滤系统监测系统,2022/11/26,42,冷却塔,热水分配装置:配水系统、淋水填料;通风及空气分配装置:风机、风筒、进风口;其它装置:集水池、除水器、塔体,2022/11/26,43,配水系统,作用: 将热水均匀的分配到冷却塔
13、的整个淋水面积上。要求: 在一定的水量变化范围内(80110)保证配水均匀且形成微细水滴或水膜,系统本身水流阻力和通风阻力较小,并偏于维修管理。型式: 管式、槽式、池(盘)式。,2022/11/26,44,2022/11/26,45,管式配水系统,固定管式配水系统: 、由配水干管、支管及喷嘴组成。 、配水均匀的关键:喷嘴的形式和布置。 、喷嘴:喷水角度大,水滴细小、布水面均匀、供水压力低、不易堵塞等要求。旋转管式配水系统: 、由给水管、配水管、旋转体组成。 、系统是转动的,对每单位面积的淋水填料间歇配水,有利于热量的交换和空气的对流、气流阻力的减少及配水效果的提高。 、多用于小型玻璃钢逆流冷却
14、塔。,2022/11/26,46,2022/11/26,47,2022/11/26,48,淋水填料,作用:将配水系统中溅落的水滴,经多次溅散呈微细小水滴或水膜,增大水和空气的接触面积,延长接触时间,保证空气和水的良好热、质交换。水的冷却过程主要是在淋水填料中进行,是冷却塔的关键部位。型式:点滴式、薄膜式、点滴薄膜式。,2022/11/26,49,2022/11/26,50,薄膜式淋水填料散热,表面水膜(厚约0.250.5mm,流速约0.150.3m/s)散热,约占70。板隙中的水滴表面散热,占20;水从上层流到下层溅散而成的水滴散热,占10。关键:增加水膜表面积是提高这种填料冷效的主要途径。提
15、高填料的比表面积是关键。,2022/11/26,51,影响薄膜式淋水填料的主要因素,主要是膜板规格和布置方式;减少膜板厚度,可增加单位体积的水膜面积,同时减轻结构重量,降低造价,但受加工条件和材料强度的限制。同时增加空气阻力。如果水质处理不好,在填料上大量积垢,堵塞填料空隙,恶化冷却效果,严重时造成填料塌落。理想填料:厚度薄、材质轻,且能满足结构强度要求;孔隙较小,比表面积大,但阻力不大。,2022/11/26,52,斜波淋水填料,由硬聚氯乙烯(PVC)薄片(0.20.5mm)压制成一定波高和波距的与水平线成60度(逆流塔)倾角的斜波纹片组成。安装时,将相邻斜波片倾角正反重叠,在填料内部形成许
16、多互相交叉对称的倾斜通道。水流在相邻两片的棱背接触点上均匀的向两边分散。自上而下经过多次这样的接触点,使水流均匀分布到填料表面,并延长水膜移动流程。,2022/11/26,53,2022/11/26,54,2022/11/26,55,2022/11/26,56,点滴式淋水填料,主要依靠水在填料上溅落过程中形成的小水滴进行散热。水滴散热约占6570,水膜散热约占2530。常见的点滴式淋水填料有横剖面形式按一定间距倾斜排列的矩形铅丝网水泥板条、塑料十字形、塑料M型、T型等。,2022/11/26,57,2022/11/26,58,淋水填料的基本要求,具有较高的冷却能力,即水和空气的接触面积大、接触
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