净循环水系统设计(design of indirect cooling water recirculating systerm)

对生产过程中设备的间接冷却净回水重复使用的设施设计。设备间接冷却水一般不受污染，仅水温升高约6～25℃。净循环水在冶金工厂占全厂总冷却水量的50％以上，因此提高水的循环率(循环水量减去损耗水量之值与循环水量之比)，对节约新水用量有着重要的意义。设计内容包括：净循环水系统流程的选择、循环水水质处理、循环水设施组成和主要设备选择。

净循环水系统流程选择 循环水系统流程按其冷却、补给水方式不同可分为敞开式、半密闭式、全密闭式三种，通常根据建厂地区的气候条件、水资源丰贫情况、工艺设备冷却用水水质要求等因素，经过技术经济比较后确定。

敞开式循环水系统(即循环冷却水与大气直接接触冷却的循环水系统)如图1所示，在冶金工厂生产中最为普遍采用。它具有系统设施简单、操作管理方便和一次投资少的优点，但在冷却塔降温过程中，水质易受空气尘埃及微生物的污染，水量被蒸发和飘损，各种无机离子和有机物质受到浓缩。为控制循环水水质，需要连续或定期进行排污，耗水量一般占循环水量的4％～6％。全密闭式循环水系统(图2)，一般用于高热负荷的冷却用水户，它是以软水或除盐水为冷却介质。其补充水以压力补入回水管路。在循环过程中对循环水的冷却采用水一水或水一空气热交换器来完成。它的特点是：冷却水不与大气接触，水质不受污染，水量不被蒸发(半密闭系统略有蒸发)和飘损，所以系统昼夜补水量极少，小时补水量仅为系统容积的千分之一左右，水的循环利用率达99％以上。全密闭式系统由于回水压力得到充分利用，因之较敞开式系统能节约大量电能，但一次投资较高。半密闭式循环水系统(图3)与全密闭式系统基本相同，仅是系统的补给水补入软水吸水井，电耗高于全密闭系统，但设施配置和操作管理比全密闭系统简单。20世纪80年代初，中国对高炉、转炉、电炉、连铸机和铁合金炉等有关设备的冷却部件广泛采用了软(纯)水全密闭式或半密闭式循环冷却水系统。

循环水水质处理 一般包括补充水处理、缓蚀、阻垢、菌藻、粘泥的处理和旁流水处理，以控制由于水质变化所引起的结垢和腐蚀，保证设备的换热效率和循环水系统的正常运行。循环水的水质处理与下列因素有关：(1)冷却水的水质标准；(2)建厂地区的水资源条件；(3)原水水质资料和自然环境条件；(4)工艺换热设备或冷却部件的结构形式、材质和工况条件；(5)供水系统对污垢热阻和腐蚀率的控制要求；(6)冷却后回水水质情况等。循环水水质处理设计，一般要根据水质稳定模拟试验的结果或参照类似的实践经验进行确定。补充水处理，通常要去除或降低原水中的悬浮物、硬度和盐类等指标。旁流水处理用于敞开式和半密闭式循环冷却水系统，一般采用过滤器。其旁滤水量通常为系统总循环水量的5％～10％。此外需往循环水系统中投加缓蚀、阻垢、分散剂和杀菌灭藻剂。循环冷却水系统的排污水，根据其水质和水量，可用于对水质要求较低的生产工艺或循环水系统的补充水。旁流水处理和补充水处理过程中排出的废水，要经过处理后才能供给其他用户或排放。

循环水设施组成和主要设备选择 净循环水系统一般包括循环水泵站，冷却设备(热交换器)或冷却构筑物(冷却塔)，旁流水处理设施，控制结垢、污垢、腐蚀和微生物繁殖的处理设施，管道，调节水池，安全用水水塔和补充水处理设施以及监测、控制和化验等设施。循环水设施一般集中布置在一个区域内，紧靠用水车间。

循环水泵站，在回水自流条件下，一般设计为半地下式或地下式，水泵自灌起动，各组水泵都不少于两台，并设1～2台备用泵。对不间断用水户，还设柴油机驱动的水泵，作为备用泵。泵站多设计为控制室集中遥控操作，也可在机旁就地启停。为节约用地，方便操作管理和缩短管路，水泵站的布置往往与过滤设备、加药设备、冷却设备或冷却塔以及调节水池、吸水井等设施组建成一座综合性建筑物。