(综合实验循环水试验部分.docVIP

综合实验-循环水试验部分 一、实验目的 水的循环使用是我国节水战略的基本国策之一。在敞开式循环冷却水系统中，水在循环过程中，不断地蒸发浓缩和反复接触空气，杂质含量升高，系统设备的结垢、腐蚀和微生物故障频率增加。水的浓缩倍数越高，节水效果越明显，但对设备的危害性也越大。为了将循环冷却水质控制在一个安全的范围内，需要投加水质稳定剂、排污和补充新鲜水。 通过一周试验，培养学生以下几个方面的能力： （1）从事水处理工程的动手能力。 （2）综合运用水处理单项技术、腐蚀速度监测技术和水质检测技术能力，了解传热、传质过程。 （3）系统地运用专业知识解决生产实际问题的能力。 （4）数理统计计算能力。 （5）化学故障的诊断与预防能力。 （6）协调各技术部门的组织能力。 二、实验原理 在实验室给定条件下，用常压下饱和水蒸汽为传热介质，根据生产实际流速、流态、水质、金属材料、换热强度、浓缩倍数、加药量和冷却水进出口温度等主要参数，进行循环水动态模拟试验，通过水质监控、经典腐蚀挂片，污垢热阻和污垢黏附速度的测定，以及污垢成份分析，试验数据的数理统计，旨在判断循环冷却水系统的工作状态。可根据以下指标判断循环冷却水系统的运行状态： （1）防腐指标：① 腐蚀速度：碳钢＜0.125mm／a，铜合金＜0.005mm／a。② 无点蚀。 （2）防垢指标：① ΔA＜0.2。② 粘附速度(mcm)：0～15(很好)；15～30(好)；30～40(允许)。③ 污垢热阻：＜(1.72～5.16)×10-4(m2·W)。 （3）微生物控制指标：① 异养菌：＜5×105个/mL。② 粘泥量：＜4mL/m3。 三、实验设备及仪器 （一）循环冷却水动态试验系统 本实验系统由两套循环冷却水装置组成，可模拟生产过程的两种运行工况。 （1）蒸发器：用电加热除盐水的方法，产生蒸汽。由预定的换热器传热端差控制加热器功率。 （2）换热器：为管式表面式换热器，管外为饱和蒸汽，管内为冷却水。 （3）换热管：以被测试管为换热管，尺寸：Φ10×1，几何长度 mm，受热面长度 mm；材质：HSn70-1A，不预膜。冷却水进口和出口的温度既可就地抄录，也可由计算机自动采集。 （4）冷却塔：以塑料球为填料，引风机强制通风，受热冷却水与空气呈逆向流动。引风机由预定的冷却塔传热端差控制启停。 （5）循环水泵：在控制柜上操作，就地手动调节流量。 （6）排污补水：在控制柜上操作，自动排污补水。 （7）腐蚀挂片。① 铜监视片：长×宽×厚约为××；材质：HSn70-1A，不预膜；安装位置：测试管的进水口和出水口各2块。② 水侧铁监视片。尺寸：长×宽×厚约为××；材质：A3，不预膜；安装位置：测试管的进水口和出水口各2块。 （8）水汽额定工况：① 冷却水保有水量：约60kg。② 冷却水流量：180±0.5L/h(相当于测试管内流速1m/s)。③ 冷却水循环1次所需时间：20min。④ 测试管出口温度：45±0.3℃。⑤ 测试管进出口温差：10℃。⑥ 饱和蒸汽温度：100±1℃。⑦ 浓缩倍数：用Cl-指示浓缩倍数，并参考电导率和SiO2的浓缩倍数。浓缩倍数从开机后1.0逐步上升至3.5～4.0，然后稳定运行至试验结束。⑧ 排污控制：当冷却水监测指标连续2次(第2次为确认)满足下列条件之一时，则应弄清情况后加大排污量：浓缩倍数K＞4.0；ΔA＞0.2；循环水“Ca2++全碱度”(以CaCO3计)＞1150mg/L。⑨ 排污方式：设置排污时间后自动排污，排污水量须统计。⑩ pH控制：当循环水pH＞9.0时应考虑加酸，以降低循环水碱度。 （二）其他 （1）电导率仪，1台。 （2）小硅表或754分光光度计，1台。 （3）有关硬度、碱度、Cu、PO43-、Cl-等成分的分析药品。 （4）pH计，1台。 （5）A3、HSn70-1A标准试片，各10片。 （6）电子天平(精度0.0001g)，1台。 （7）清洗试片的专用酸、碱，无水乙醇，各500mL。 （8）水质稳定剂，100mg/mL的WUWS2-2006，500mL。 （9）固体清洗剂，12kg。 （10）乌洛托品，2kg。 （11）烘箱，一台。 （12）1mol/L的硫酸，500mL。 （13）聚四氟胶带，1卷。 （14）手电筒，1个。 四、试验方法 （一）试验用水 以长江自来水为补充水源，在浓缩倍数3～4倍条件评价系统的运行状态。试验开始和试验结束分析自来水质，检测项目见表1。 表1 动态试验水水质 序号 项目 单位 试验开始值 试验结束值 序号 项目 单位 试验开始值 试验结束值 1 pH值 - 6 全碱度 mmol/L 2 电导率 μS/cm 7 SiO2 mg/L 3 Ca2+ mg/L 8 Cu mg/L 4 总硬度 mmol