循环冷却水的总碱度随浓缩倍数增加而增加，但敞开式系统中部分碳酸盐碱度分解为二氧化碳逸出，故循环水自然pH值时的总碱度不等于浓缩倍数乘以补充水总碱度（NM补），而是小于NM补。如果用酸调低pH值，则总碱度就更大大低于NM补了，甚至可能大大低于M补。

敞开循环冷却水系统的总碱度M有以下两种理论计算式：

①根据亨利定律计算。水与大气交换时水中CO2的平衡由空气中CO2的分压决定。推导出：

M＝KHpCO2（a1＋2a2）/a0

式中 KH———亨利系数，根据水温可查得；

a0、a1、a2———H2CO3、HCO－3、CO2－3的碳酸盐分配系数，根据水的pH值可查得；

pCO2———空气中CO2的分压，农村中可取0.03％，城市中可取0.06％，工业区

可取0.1％。

②根据溶解CO2平衡导出：

pH＝lg（0.88 M/CO2）＋6.35

式中 pH———循环冷却水的pH值；

M———循环冷却水的总碱度（以CaCO3计），mg/L；

CO2———循环冷却水溶解CO2量，mg/L。

机械通风时取CO2＝5mg/L，则lg M＝pH－5.60

自然通风时取CO2＝10mg/L，则lg M＝pH－5.29

因用理论式计算结果不理想，故国内外均有人用现场实际数据作pH－M曲线，再换算成经验计算式。例如，国外的Kunz曲线可换算为：

lg M＝0.619pH－2.663（适用于pH值4.3～8.3）

国外不少水处理公司多有各自的经验公式或pH－M曲线，均可在一定条件下用来近似计算，使用时应注意其适应条件。

国内有人将22套大型冷却系统的数据归纳为经验计算式。其冷却塔均为机械通风，循环水温为30～40℃。

理论式与经验式的共同之处是：M主要决定于循环冷却水的pH值。lg M与pH有直接关系，pH高，M也高。M与补充水的pH补、M补及浓缩倍数N均无直接关系。自然pH由pH补、M补及N计算出，故自然M与之有间接关系。但用酸调过pH值的水的M可以说与补充水的pH补、M补和N毫无关系。

补充水的水质也对M有影响。常见的中硬中碱水和低碱软水的硬度和碱度大体平衡，其浓缩后的pH－M关系大致接近。极软极低碱水与石灰软化水浓缩后的pH－M关系很相近，因其M补很低，浓缩后在相同pH值下M比中硬中碱水低。负硬度水的碱度大大超过硬度，浓缩后在相同pH值下M比中硬中碱水要高。故将其归纳为三种类型，根据补充水的类型选择经验计算式。计算结果比较近似，可以据此判断水的腐蚀结垢倾向和估算运行中的加酸量。已投产的装置可以积累现场的pH值和M值分析数据，将其归纳为本装置的pH－M曲线和计算式，则可算得更准确些。

不同类型补充水的循环冷却水总碱度M的计算式

注：1.M为循环冷却水的总碱度，mg/L（以CaCO3计）。

2.pH为循环冷却水的pH值。当pH等于自然pH值时，计算所得M为自然pH值时的总碱度。自然pH值可由pH补、M补及N计算得，加氯时应减去加氯降低值。当加酸调节pH值时，pH等于规定的（即运行条件下的）pH值，计算所得M为运行条件下的总碱度。

3.以上公式适用于循环冷却水pH<9.0，pH>9.0时误差渐增大。

为便于使用，以上计算公式列表或制成图表查用。见下表及图2。

循环冷却水总碱度M计算值（以CaCO3计）单位：mg/L

续表

图3 循环水的pH－M关系