敞开式循环冷却水悬浮物浓度随浓缩过程的变化关系计算方法

桑楚洁

       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：

　　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：

　　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：

　　如果浓缩过程无限期延长，

趋近于0。此时C值为CC，趋近于平

　　计算倍数N与循环水最终悬浮物浓度CC的关系见下表：

　　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。

司竹悦

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