冷却塔换热(冷却塔换热效率计算)

冷却塔水质常规分析循环水水质状况如何，采用哪种水处理工艺和使用药剂，只有对水质进行分析才能掌握，因此水质分析是水处理取得良好效果的重要保证。水质分析分全面所有项目的测定分析和常规的测定分析，对于循环冷却水来说，进行常规分析基本上可满足需要和符合要求了，对于个别不属常规分析项目，确需要测定分析的，则应加以补充测定。对于循环冷却水来说，常规水质分析项目为以下方面。1、pH值测定pH值采用电位法测定。将规定的指示电极和参比电极浸入同一被测溶液中，成一原电池，其电动势与溶液的pH值有关，通过测量原电池的电动势即可得出溶液的pH值。2、溶解性固体测定溶解性固体是指水过滤后，仍然溶于水中的各种无机盐类、有机物等，水中溶解性固体高时，水的导电性增大，容易发生电化学作用，增大腐蚀电流使腐蚀增加。溶解性固体采用重量法测定。取过滤后的一定水样，在指定温度下干燥至恒重。其测定步骤为：将测试水量用慢速定量滤纸或滤板孔径为2～3μm的玻璃砂芯漏斗过滤。用移液管移取100mL过滤后的水样，置于103±2℃干燥至恒重的蒸发皿中。将蒸发皿置于沸水浴上蒸发至干，再将蒸发皿于103±2℃下干燥至恒重。水样中溶解性固体的质量浓度XmgL的计算式为：式中m1——蒸发皿重量g；m2——蒸发皿与残留物重量g。3、水中钙、镁离子的测定水中的硬度包括碳酸盐硬度［CaHCO32、MgHCO32］和非碳酸硬度CaSO4、CaCl2、MgSO4、MgCl2。两者之和称为总硬度，前者加热可去除称暂时硬度，后者加热不能去除称为永久硬度。Ca2+、Mg2+是循环冷却水中经常要分析的项目，它是判定水的结垢、腐蚀倾向的一项重要指标。钙离子测定在pH值为12～13时进行，以钙、羧酸为指示剂，用EDTA标准溶液测定水中钙离子含量。滴定时EDTA与溶液中游离的钙离子形成络合物，溶液颜色由紫红色变为亮蓝色时即为终点。镁离子测定在pH值为10时进行，以络黑T为指示剂，用EDTA标准滴定溶液测定钙、镁离子含量，溶液颜色由紫红色变成纯蓝色时即为终点，由测得的钙镁离子合量减去钙离子量即为镁离子量。测得钙镁离子计算式如下：钙离子质量浓度X1的计算式为：式中V1——滴定钙离子时，消耗EDTA标准滴定溶液的体积mL；C——EDTA标准滴定溶液的物质的量浓度molL；V——所取水样的体积mL；0、04008——与1、00mLEDTA标准溶液CEDTA=1、000molL相当的以克表示的钙重量。镁离子质量浓度X2的计算式为：式中V2——滴定钙镁含量时，消耗EDTA的标准滴定溶液的体积mL；V1——滴定钙离子量时，消耗EDTA标准滴定溶液的体积mL；C——EDTA标准滴定溶液的物质的量浓度molL；V——所取水样的体积mL；0、02431——与1、00mLEDTA标准溶液CEDTA=1、000molL相当的以克表示的镁的重量。4、碱度测定水中碱度是指能与强酸即H+发生中和作用的物质总量，可分为酚酞碱度和甲基橙碱度。总碱度是由碳酸盐和重碳酸盐组成。水的碱度常影响到水质特性，碱度是最常用的一个水质指标。以酚酞和溴甲酚绿—甲基红为指示液，用盐酸标准滴定溶液滴定水样，测得酚酞碱度及甲基橙碱度又称总碱度。1酚酞碱度的测定移取100mL水样于250mL锥形瓶中，加4滴酚酞指示液，若水样呈现红色，用盐酸标准滴定溶液滴定至红色刚好褪去，即为终点。如果加入酚酞指示液后，无出现红色，则表示水样酚酞碱度为零。酚酞碱度X1的计算式为：式中V1——滴定酚酞碱度时，消耗盐酸标准滴定溶液的体积mL；C——盐酸标准滴定溶液的物质量浓度molL；V——水样的体积mL；0、1001——与1、0mL盐酸标准溶液CHCl=1、0molL相当的以克表示的碳酸钙CaCO3的重量。2甲基橙碱度的测定在测定的酚酞碱度水样中，加10滴溴甲酚绿、甲基红指示液，用盐酸标准滴定溶液滴定至溶液由绿色变为暗红色。煮沸2min，冷却后继续滴定至暗红色，即为终点。甲基橙碱度X2的计算式为：式中V2——滴定甲基橙碱度时，消耗盐酸标准滴定溶液的体积，包括滴定酚酞碱度时消耗盐酸标准滴定溶液体积mL；C、V、0、1001——同式12-12。5、磷含量的测定水中主要有聚磷、有机磷、磷羧酸等。为达到阻垢、缓蚀的作用，循环水中必须维持一定的磷化合物的浓度，因此循环冷却水中磷含量是日常测定的重要项目。磷含量的测定采用钼酸铵分光光度法。1正磷酸盐含量的测定从试样中取20mL试验溶液，于50mL容量瓶中，加入2mL钼酸铵溶液，摇匀，室温下放置10min。在分光光度计710nm处，用1cm吸收池，以不加试验溶液的空白调零测吸光度。正磷酸盐以PO3-4计的质量浓度X1计算式为：式中m1——从绘制的工作曲线上查得的以μg表示的PO34-量；V1——移取试验溶液的体积mL。2总无机磷酸盐含量的测定从试样中取10mL试验溶液于50mL容量瓶中，加入2mL硫酸溶液1+3，用水调整容量瓶中溶液体积至约25mL，摇匀，置于已煮沸的水浴中15min，取出后使水冷却至室温。用滴管向容量瓶中加1滴酚酞溶液，然后滴加氢氧化钠溶液至溶液显微红色，再滴加硫酸溶液1+35至红色刚好消失。加入2mL钼酸铵溶液、3mL抗坏血酸溶液，用水稀释至刻度，摇匀，在室温下放置10min。在分光光度计71nm处，用1cm吸收池，以不加试验溶液的空白调零吸光度。总无机磷酸盐以P34-计质量浓度X2计算式为：式中m2、v2同式12-14。三聚磷酸钠Na5P3O10质量浓度X3计算式为：式中1、291——系PO34-换算为三聚磷酸钠的系数；m1——正磷酸盐测定中，从绘制的工作曲线查得的以μg表示的PO34-量；m2——总无机磷酸盐测定中，从绘制的工作曲线上查得的以μg表示的PO34-量；V1——正磷酸盐测定中，移取试验溶液的体积mL；V2——总无机磷酸盐测定中，移取实验溶液的体积mL。六偏磷酸钠NaPO36质量浓度X4的计算式为：式中1、074——系PO34-换算为六偏磷酸钠的系数；m1、m2、V1、V2符号同式12-16。3总磷含量的测定在酸性溶液中，用过硫酸钾作分解剂，将聚磷酸盐和有机磷转化为正磷酸盐，正磷酸盐与钼酸铵反应生成黄色的磷钼杂多酸，再用抗坏血酸还原成磷钼蓝，于710nm最大吸收波长处用分光光度法测定。步骤以下：从试样中取5mL试验溶液于100mL锥形瓶中，加入1mL硫酸溶液1+35、5mL过硫酸钾溶液，用水调整锥形瓶中溶液体积至约25mL，置于可调电炉上缓缓煮沸15min至溶液快蒸干为止。取出后使水冷却至室温，定量转移至50mL容量瓶中。加入2mL钼酸铵溶液、3mL抗坏血酸溶液，用水稀释至刻度，摇匀，于室温下放置10min。在分光光度计710nm处，用1cm吸收池，以不加试验溶液的空白调零测吸光度。6、硫酸盐含量的测定循环冷却水中都含有一定量的硫酸盐，当SO24-离子含量高时，一方面会产生CaSO4垢，另一方面会为硫酸盐还原菌的繁殖提供条件，而硫酸盐还原菌的存在，会增加水的腐蚀性，造成设备的腐蚀。采用重量法测定硫酸盐。在酸性条件下硫酸盐与氯化钡反应，生成硫酸钡沉淀，经过滤干燥称重后，根据硫酸钡重量求出硫酸根含量。其操作步骤如下：用慢速滤纸试样，然后用移液管移取一定量过滤后的试样，置于500mL烧杯中。加2滴甲基橙指示液，滴加盐酸溶液至红色并过量2mL，加水至总体积为200mL。煮沸5min后，搅拌下缓慢加入10mL热的约80℃氯化钡溶液，于80℃水浴中放置2h。用已于105±2℃干燥恒重的坩埚式过滤器过滤。用水洗涤沉淀，直至滤液中无氯离子为止用硝酸银溶液检验。将坩埚式过滤器在105±2℃下干燥至恒重。硫酸盐的质量浓度以SO24-计X计算式为：式中m——坩埚式过滤器和沉淀的质量g；m0——坩埚式过滤器质量g；V0——所取水样的体积mL；0、4116——硫酸钡沉淀换算成SO24-的系数。7、氯离子的测定循环冷却水如Cl-离子含量较高，一方面增加了水的腐蚀性，另一方面对金属换热器会引起腐蚀，因此Cl-离子的测定对指导水处理技术有重要意义。采用硝酸银滴定法测定氯离子，以铬酸钾为指示剂，在pH值为5～9的范围内用硝酸银标准滴定溶液直接滴定。操作步骤如下：用移液管移取100mL水样于250mL锥形瓶中，加入2滴酚酞指示剂，用氢氧化钠溶液和硝酸溶液调节水样的pH值，使红色刚好变为无色。加入1mL铬酸钾指示剂，在不断摇动情况下，用硝酸银标准滴定溶液滴定，直至出现砖红色为止。记下消耗的硝酸银标准滴定溶液的体积V1。同时做空白试验，记下消耗的硝酸银标准滴定溶液的V0。氯离子质量浓度X1的计算式为：式中V1——滴定水样时消耗硝酸银标准滴定溶液的体积mL；V0——空白试验时消耗硝酸银标准滴定溶液的体积mL；V——水样的体积mL；C——硝酸银标准滴定溶液的物质的量浓度molL；0、03545——与1mLAgNO3标准溶液CAgNO3=1molL相当的以克表示的氯的质量。8、铁含量的测定地面水中的铁以Fe3+形态存在；地下水中的铁以Fe2+存在，经氧化为Fe3+，成为氢氧化铁沉淀或胶体颗粒。含铁高的水易促使铁细菌繁殖，加速管道、设备腐蚀，因此对循环水中的铁需进行监测。铁含量的测定采用邻费啰啉分光光度法。铁Ⅱ菲啰啉络合物pH值在2、5～9之间是稳定的，颜色的强度与铁Ⅱ存在量成正比。在铁浓度为5mgL以下时，浓度与吸光度呈线性关系。含铁量的测定按以下步骤进行：1总铁1直接测定：取50mL酸化后的水样作试样。如果存在不溶铁、铁氧化物或铁络合物，则将试样转移至100mL锥形瓶中并按以下2分解后的总铁方法进行预处理。a、氧化：加5mL过硫酸钾溶液，微沸约40min，剩余体积不低于20mL。冷却后转移至50mL比色管中，并补水至50mL。b、还原成铁Ⅱ：加1mL盐酸羟胺溶液并充分均匀，加2mL乙酸缓冲溶液使pH值为3、5～5、5，最好4、5。c、显色：加2mL1、10—菲啰啉溶液并放在暗处15min。d、光度测量：用分光光度计于510nm处以水为参比，测定c溶液的吸光度。2分解后的总铁移取50mL酸化后的试样于100mL烧杯中，加5mL硝酸和10mL盐酸并将该混合物加热微沸。30min后加2mL硫酸并蒸发该溶液至出现白色的氧化硫烟雾，避免煮干。冷至室温后转移至50mL比色管中并补水至50mL。以下按1直接测定中的b，d步骤进行。2可溶性铁的测定移取50mL水样，过滤后将滤液酸化至pH=1，至于50mL比色管中，按1直接测定中的b～d步骤进行。3铁Ⅱ的测定移取50mL水样于加1mL硫酸的一个氧瓶中，避免与空气接触，再于50mL比色管中。按1直接测定中的b～d步骤进行不加盐酸羟胺溶液。4空白试验用50mL水代替试样，按与测定试样相同的步骤测吸光度。5校准1参比溶液的制备：准确移取一定体积的铁标准溶液Ⅰ和Ⅱ于一系列50mL比色管中，制备一系列浓度范围的含铁参比溶液，参比溶液的浓度范围应与待测试液含铁浓度相适应。加0、5mL硫酸溶液于每一个比色管中，并用水稀释至50mL。按照每一种已确定形式的铁的相应步骤，用与处理试样相似的方法对参比溶液进行处理。2绘制校准曲线：以铁离子浓度mgL为横坐标，所测吸光度为纵坐标绘制校准曲线。绘制的曲线铁离子浓度与吸光值呈线性关系。含铁的质量浓度ρ的计算式为：式中f——校正曲线的斜率；A1——试样的吸光度；A0——空白试样的吸光度。9、二氧化硅SiO2含量的测定二氧化硅不能直接溶解于水，水中二氧化硅主要来源是溶解的硅酸盐。循环水中二氧化硅含量过高，水中硬度又较大时，则SiO2易于与水中的Ca2+或Mg2+离子生成硅酸钙或硅酸镁水垢，因此对二氧化硅含量的测定，是避免和防治钙镁硅酸盐垢的重要措施。二氧化硅的测定采用分光光度法。用慢速滤纸过滤水样，用移液管移取一定量过滤后的水样，置于50mL比色管中，用水稀释至刻度，混匀。1min后加入2mL1—氨基—2—萘酚—4—磺酸溶液，混匀，放置10min。使用分光光度计，以试剂空白为参比，在640nm波长处，用1cm吸收池测定吸光度。二氧化硅含量X的计算式为：式中m——根据测得的吸光度从工作曲线上查得的二氧化硅的量mg；V——所取水样的体积mL。10、浊度的测定水中浊度由悬浮物、胶体、泥砂等组成，是泥垢、腐蚀及菌藻孳生的主要因素，会使换热器的寿命和效率降低，故循环冷却水中的浊度应严格控制。浊度测定采用散射光法。按浊度仪说明书调试仪器。选用一种其浊度值与被测水样接近标准对照溶液。重复调零、定位，直至稳定为止。摇匀水样，待气泡消失后，将水样注入浊度仪的试管中进行测定，直接从仪器上读取浊度值。11、游离氯和总氯的测定循环冷却水处理中，常用投加氯来进行杀菌和氧化有机物，并需要保持一定的余氯，即游离态氯。当pH值为6、2～6、5时，在过量碘化钾存在下，试样中总氯与N，N—二乙基—1、4—苯二铵简称为DPD反应，生成红色化合物。用硫酸亚铁铵标准溶液滴定到红色消失为终点。游离氯的测定：在250mL锥形瓶中，加入5mL缓冲溶液和5mLDPD溶液混匀，随后加100mL试样溶液混匀，立即用硫酸亚铁铵标准溶液Ⅱ滴定到无色为终点。记录所消耗滴定液的体积V1。总氯的测定：在250mL锥形瓶中，加入5mL缓冲溶液和5mLDPD溶液混匀，随后加100mL试样溶液混匀，再加入1g碘化钾混匀，显色2min后，立即用硫酸亚铁铵标准溶液Ⅱ滴定到无色为终点。若2min内返色，继续滴定至无色为终点。记录所消耗滴定液的体积V2。锰氧化物干扰的测定：在250mL锥形瓶中，加入100mL试样溶液和1mL硫代乙酰胺溶液混匀，随后加5mL缓冲溶液和5mLDPD溶液混匀，立即用硫酸亚铁铵标准溶液Ⅱ滴定到无色为终点。记录试样溶液中锰氧化物消耗滴定液的体积V3。游离氯质量浓度X1的计算式为：式中C——硫酸亚铁铵标准溶液Ⅱ的物质的量浓度mol；V1——测定游离氯所消耗硫酸亚铁铵标准溶液Ⅱ的体积mL；V3——测定锰氧化物所消耗硫酸亚铁铵标准溶液Ⅱ的体积mL；V——移取试样溶液的体积mL；0、03545——与1mL硫酸亚铁铵标准溶液｛C［NH2FeSO42·6H2O］=1molL｝相当的，以克表示氯的质量。总氯浓度的计算式为：式中V2——测定总氯所消耗硫酸亚铁铵标准溶液Ⅱ的体积mL；C、V3、V、0、03545符号意义同上。12、铝离子的测定天然水中存在少量铝离子，在水处理因投加铝盐等絮凝剂而增加了部分铝离子。当铝离子过量3mgL时，会产生黏结作用，促进污泥沉积，影响循环冷却水的水质及设备正常运行。故有必要对铝离子进行测定。测定铝离子采用邻苯二酚紫分光光度法。在pH值为5、9±0、1时，铝与邻苯二酚紫反应的蓝色络合物。在波长580nm处测量其吸光度。依据比色皿光程长度和分光光度计的灵敏度，分析步骤包括两个范围。当样品中含铝量低于100mgL时，用50mm比色皿低范围；样品中含铝量为100～500mgL时，用10mm比色皿高范围。测定时吸取25mL试样，置于100mL烧杯中。如需要，可用酸化水稀释样品。然后进行显色，读取吸光值As。铝的质量浓度计算式为：式中AS——试样的吸光值；ASO——空白的吸光值；f——校正曲线的斜率。即以铝离子质量浓度μgL为横坐标，以所测吸光度为纵坐标绘制标准曲线，呈线性关系。13、亚硝酸盐的测定亚硝酸盐是硝化细菌的营养物质，硝化细菌对水质危害很大，尤其是反应产物中的亚硝酸根，与氯反应，大大降低氯的杀菌效果，也就不能有效地控制微生物的生长，使水浊度上升，水质变黑，系统黏泥增加，造成水质恶化，影响传热、堵塞管道、使设备腐蚀。用分光光度法测定亚硝酸盐。其原理为：在pH=1、9和磷酸存在下，试料中的亚硝酸盐与42氨基苯磺铣胺试剂反应生成重氮盐，再与N-1-萘基-1，2-乙二胺二盐酸盐溶液与4-氨基苯磺铣胺试剂同时加入反应形成一种粉红色的染料。在540nm处测量其吸光度。操作过程为：移取适当体积的试样至50mL容量瓶中，用水稀释至约40mL。加入1mL显色剂，混匀并稀释至刻度，摇匀后静置。20min后以水作参比，与540nm处用合适光程长度的比色皿测量溶液的吸光度。然后在吸光值与亚硝酸盐质量曲线称标准曲线，是呈线性关系的直线上查得相应的亚硝酸盐质量μg。试样校正后的吸光度Ar为：Ar=As-Ab12-31若已进行了色度校正，则为：Ar=As-Ab-Ac12-32式中As——试样的吸光度；Ab——空白的吸光度；Ac——校正色度的配制溶液的吸光度。亚硝酸盐以氮计的质量浓度CN计算式为：式中mN——与校正吸光度Ar对应的亚硝酸盐以氮计含量的数值μg；V——试样的体积数值mL。质量浓度可用CN表示，也可用亚硝酸根的质量浓度CNO-2mgL或亚硝酸根的物质量CNO2-umolL表示。三者的换算系数见表12-2。14、溶解氧的测定循环冷却水在循环和冷却过程中溶入大量的氧，是造成设备腐蚀的主要因素，应了解和掌握水中溶解氧，以防治腐蚀。溶解氧的测定采用典量法。基原理为：在碱性溶液中，二价锰离子被水中溶解的氧氧化成三价或四价的锰，然后酸化成溶液，再加入碘化钾，三价或四价锰又被还原成二价锰离子，并生成了与溶解氧相等物质的碘。用硫代硫酸钠标准滴定溶液滴定所生成的碘，便可求得水的溶解氧。操作的大致过程为：用洗净的A、B两个取样瓶取水样，置于洗净的取样桶中。用一根细长的玻璃管吸1mL左右的硫酸锰溶液，将玻璃管插入A瓶的中部，放入硫酸锰溶液。然后再用同样的方法加入5mL碱性碘化钾混合液、2mL高锰酸钾标准溶液，将A瓶置于取样桶水层下，待A瓶中沉淀后，于水下打开瓶塞，再在A瓶中加入5mL硫酸溶液1+1，盖紧瓶塞，取出摇匀。在B瓶中首先加入5mL硫酸溶液1+1，然后在加入硫酸的同一位置再加入1mL左右的硫酸锰溶液、5mL碱性碘化钾混合液、2mL高锰酸钾标准溶液。不得有沉淀产生，否则重新测试。盖紧瓶塞，取出、摇匀，将B瓶置于取样桶水层下。将A、B瓶中溶液分别倒入2只600mL或1000mL烧杯中，用硫代硫酸钠标准滴定溶液滴至淡黄色，加入1mL淀粉溶液继续滴定，溶液由蓝色变无色，用被滴定溶液冲洗原A、B瓶，继续滴至无色为终点。溶解氧的质量浓度计算式为：式中C——硫代硫酸钠标准滴定溶液的物质的量浓度molL；V1——滴定A瓶水样消耗的硫代硫酸钠标准滴定溶液的体积mL；VA——A瓶的容积mL；V′A——A瓶中所加硫酸锰溶液、碱性碘化钾混合液、硫酸及高锰酸钾溶液的体积之和mL；VB——B瓶的容积mL；V2——滴定B瓶水样消耗的硫代硫酸钠标准滴定溶液的体积mL；V′B——B瓶中所加硫酸锰溶液、碱性碘化钾混合液、硫酸及高锰酸钾溶液的体积之和mL；0、008——与1mL硫代硫酸钠标准溶液CNa2S2O3=1molL相当的以克表示的氧的含量。如果水样需要进行预处理，则溶解氧的质量浓度X2的计算式为：式中V——水样预处理中1000mL带塞瓶的真实容积mL；V′——硫酸铝钾溶液和氨水体积mL；X1——由式12-34计算所得的值mgL。

焓的概念什么叫焓表示和象征含热量大小的数值叫焓，用i表示。什么叫湿空气的焓含有1kg干空气的湿空气中所含热能的总量，称为湿空气的焓值，即为：i=1kg干空气所含的热量+含湿量为Xkg水蒸气所含的热量。用ig表示干空气焓kcalkg；用iq表示水蒸气焓kcalkg，则湿空气焓为：注：这里热=能量，只能相对计算国际水蒸气会议规定：在水蒸气热量计算中，以水温为0℃的水，其热量为零作为热量计算的基点。干空气的比热Cg=0、24kcalkg℃或1kJkg℃，以2、34×10-3kcal为9、8067焦尔换算而来，这里以kcal表示，不用kJ表示，特说明，温度为θ时1kg干空气的焓为：水蒸气的焓水蒸气的焓是由以下两部分组成的：1、1kg0℃的水变为0℃的水蒸气时，所要吸收的热量，即汽化热γ0，γ0=597、3kcalkg。2、1kg水蒸气由0℃升高θ℃时所需要的热量，其值为水蒸气的比热Cq×θ，Cq=0、47，则为0、47θ。现为Xkg水蒸气，则其焓为：用式5-34、5-35代入式5-33得：式中Csh——湿空气的比热0、25kcalkg℃，Csh、θ与温度有关，称为湿空气显热；γ0——汽化热597、3kcalkg，γ0、X与温度无关，称为湿空气潜热；X——含湿量，其值按式5-24计算。用式5-24代入式5-36得：令：C=0、622597、3+0、47θ，代入式5-37得：湿空气空气含热量计算图

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文章关键词: 标准 质量 曲线 水质