解答
敞开式循环冷却水系统中的悬浮物一部分来源于补充水。由于补充水是经过预处理的水,所以其悬浮物含量大致一定。另一部分来源于空气中的尘埃。空气中的含尘量随地区和季节不用有较大差异,其带入循环水中的浓度往往要比补充水所带进的高许多倍。如果空气尘埃在冷却塔中的淋洗效率为1.0,由空气带入系统的
尘埃量=raca g/h, ra=1000λr/γa
其中ra为冷却塔空气流量,m3/h;ca为空气中含尘量,g/m3;r为循环冷却水量,m3/h;λ为冷却塔的气水比;γa为空气密度,kg/m3。
空气带入系统的尘埃大部分沉积在冷却塔池底部,可通过塔池池底排出系统。悬浮在循环水中的只占空气尘埃量的一小部分约为1/5~1/2.即由空气带入系统的悬浮物量=βraca,β为悬浮物沉降系数,应通过实验确定。一般β=0.2~0.5.当无试验资料时,可选用β=0.2。
系统中的悬浮物由补充水及空气带入,经过浓缩,又通过连续排污排出一部分,其浓度变化为以下关系式:
c=ncm+βraca/b-(ncm+βraca/b-c0)e-b(t-t0)/v
式中 v——系统容积,m3;
b——排污水量(包括渗漏、风吹损失),m3/h;
cm——补充水中悬浮物质量浓度,mg/l;
c0——循环水中悬浮物初质量浓度,mg/l;
c——循环水中悬浮物变化后质量浓度,mg/l;
t0——悬浮物形成c0时的时刻,h;
t——悬浮物形成c时的时刻,h;
n——要求达到的浓缩倍数;
e——自然对数底数,约为2.718。
根据上式可大致计算系统在不同倍数、不同运行时间的悬浮物浓度。例如,某系统的系统容积v为2000m3、循环水量r为10000m3/h、补充水悬浮物为10mg/l、空气含尘量ca为5.45mg/m3、冷却塔气水比λ为1.0、空气密度γa为1.2kg/m3,如选β=0.2,则:
ra=1000×1.0×10000、1.2=8.333×106 m3/h
βraca=0.2×8.33×106×5.45/1000=9083 g/h
如不同倍数时的排污水量b及补充水量m已经计算出,则可根据b值计算不同时间的悬浮物浓度,如n=1.5、b=348.8m3/h时,以c24表示24小时候的浓度,则:
c24=1.5×10+9083/348.8-(1.5ch310+9083/348.8-10)e-348.8(24-0)/2000=40.5mg/l
计算结果归纳为下表:
1.jpg
如果浓缩过程无限期延长,则t=∞,e-b(t-t0)/v趋近于0.此时c值为cc趋近于平衡,cc=ncm+(βraca)/b。ca很高的地区cc会很高,这是悬浮物会在系统中流速低的部位沉积下来。例如壳程水冷却器的管间即常有悬浮物沉积。所以系统中悬浮物有可能达不到cc值。在这种情况下应考虑改善冷却塔的环境,使ca降低,或者在系统中加旁滤器除掉部分悬浮物。
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