敞开式循环冷却水系统中的悬浮物一部分来源于补充水。由于补充水多是经过预处理的水,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同有较大差异,其带入循环水中的悬浮物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(g/h)为:

尘埃量=RACA

RA=1000λR/γA

式中 RA———冷却塔空气流量,m3/h;

CA———空气中含尘量,g/m3

R———循环冷却水量,m3/h;

γA———空气密度,kg/m3

λ———冷却塔的气水比,即每千克(kg)水冷却到预定温度所需要的空气(kg)。λ值根据冷却塔的设计计算确定,一般大致范围如下:

敞开式循环冷却水中悬浮物浓度随浓缩的变化关系是如何计算的?-水处理设备与技术

空气带入系统的尘埃大部分沉积在冷却塔池底部,可通过塔池池底排污排出系统。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,应通过试验确定。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———系统容积或保有水量,m3

B———排污水量(包括渗漏、风吹损失水量),m3/h;

CM———补充水中悬浮物质量浓度,mg/L;

C0———循环水中悬浮物初始质量浓度,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,循环水中悬浮物初始浓度C0为3mg/L,补充水悬浮物CM为2mg/L,空气含尘量CA为0.45mg/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:

敞开式循环冷却水中悬浮物浓度随浓缩的变化关系是如何计算的?-水处理设备与技术

如不同倍数时的排污水量B及补充水量M已经算出,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24H后的浓度,则:

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如果浓缩过程无限期延长,敞开式循环冷却水中悬浮物浓度随浓缩的变化关系是如何计算的?-水处理设备与技术趋近于0。此时C值为CC,趋近于平敞开式循环冷却水中悬浮物浓度随浓缩的变化关系是如何计算的?-水处理设备与技术

计算倍数N与循环水最终悬浮物浓度CC的关系见下表:

敞开式循环冷却水中悬浮物浓度随浓缩的变化关系是如何计算的?-水处理设备与技术

Cc随N、CM及CA升高而升高。当浓缩倍数升高时,空气含尘量CA对CC的影响大于补充水悬浮物CM的影响,当遇到风沙天气,CA可能突然猛增,会使循环水中悬浮物猛增。这时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。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。