循環(huán)冷卻水的總堿度隨濃縮倍數(shù)增加而增加，但敞開式系統(tǒng)中部分碳酸鹽堿度分解為二氧化碳逸出，故循環(huán)水自然pH值時的總堿度不等于濃縮倍數(shù)乘以補充水總堿度（NM補），而是小于NM補。如果用酸調(diào)低pH值，則總堿度就更大大低于NM補了，甚至可能大大低于M補。

敞開循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的總堿度M有以下兩種理論計算式：

①根據(jù)亨利定律計算。水與大氣交換時水中CO2的平衡由空氣中CO2的分壓決定。推導出：

M＝KHpCO2（a1＋2a2）/a0

式中 KH———亨利系數(shù)，根據(jù)水溫可查得；

a0、a1、a2———H2CO3、HCO－3、CO2－3的碳酸鹽分配系數(shù)，根據(jù)水的pH值可查得；

pCO2———空氣中CO2的分壓，農(nóng)村中可取0.03％，城市中可取0.06％，工業(yè)區(qū)

可取0.1％。

②根據(jù)溶解CO2平衡導出：

pH＝lg（0.88 M/CO2）＋6.35

式中 pH———循環(huán)冷卻水的pH值；

M———循環(huán)冷卻水的總堿度（以CaCO3計），mg/L；

CO2———循環(huán)冷卻水溶解CO2量，mg/L。

機械通風時取CO2＝5mg/L，則lg M＝pH－5.60

自然通風時取CO2＝10mg/L，則lg M＝pH－5.29

因用理論式計算結(jié)果不理想，故國內(nèi)外均有人用現(xiàn)場實際數(shù)據(jù)作pH－M曲線，再換算成經(jīng)驗計算式。例如，國外的Kunz曲線可換算為：

lg M＝0.619pH－2.663（適用于pH值4.3～8.3）

國外不少水處理公司多有各自的經(jīng)驗公式或pH－M曲線，均可在一定條件下用來近似計算，使用時應(yīng)注意其適應(yīng)條件。

國內(nèi)有人將22套大型冷卻系統(tǒng)的數(shù)據(jù)歸納為經(jīng)驗計算式。其冷卻塔均為機械通風，循環(huán)水溫為30～40℃。

理論式與經(jīng)驗式的共同之處是：M主要決定于循環(huán)冷卻水的pH值。lg M與pH有直接關(guān)系，pH高，M也高。M與補充水的pH補、M補及濃縮倍數(shù)N均無直接關(guān)系。自然pH由pH補、M補及N計算出，故自然M與之有間接關(guān)系。但用酸調(diào)過pH值的水的M可以說與補充水的pH補、M補和N毫無關(guān)系。

補充水的水質(zhì)也對M有影響。常見的中硬中堿水和低堿軟水的硬度和堿度大體平衡，其濃縮后的pH－M關(guān)系大致接近。極軟極低堿水與石灰軟化水濃縮后的pH－M關(guān)系很相近，因其M補很低，濃縮后在相同pH值下M比中硬中堿水低。負硬度水的堿度大大超過硬度，濃縮后在相同pH值下M比中硬中堿水要高。故將其歸納為三種類型，根據(jù)補充水的類型選擇經(jīng)驗計算式。計算結(jié)果比較近似，可以據(jù)此判斷水的腐蝕結(jié)垢傾向和估算運行中的加酸量。已投產(chǎn)的裝置可以積累現(xiàn)場的pH值和M值分析數(shù)據(jù)，將其歸納為本裝置的pH－M曲線和計算式，則可算得更準確些。

不同類型補充水的循環(huán)冷卻水總堿度M的計算式

注：1.M為循環(huán)冷卻水的總堿度，mg/L（以CaCO3計）。

2.pH為循環(huán)冷卻水的pH值。當pH等于自然pH值時，計算所得M為自然pH值時的總堿度。自然pH值可由pH補、M補及N計算得，加氯時應(yīng)減去加氯降低值。當加酸調(diào)節(jié)pH值時，pH等于規(guī)定的（即運行條件下的）pH值，計算所得M為運行條件下的總堿度。

3.以上公式適用于循環(huán)冷卻水pH<9.0，pH>9.0時誤差漸增大。

為便于使用，以上計算公式列表或制成圖表查用。見下表及圖2。

循環(huán)冷卻水總堿度M計算值（以CaCO3計）單位：mg/L

續(xù)表

圖3 循環(huán)水的pH－M關(guān)系