冷卻塔基本知識：.

1、 冷卻塔基本知識: 1. 冷卻塔的作用 2. 冷卻塔的分類 3. 各種冷卻塔簡介 自然通風逆流濕式冷卻塔 自然通風橫流濕式冷卻塔 輔助通風冷卻塔 機力通風逆流濕式冷卻塔 機力通風橫流濕式冷卻塔 多風機濕式冷卻塔 干式冷卻塔 干濕式冷卻塔 噴流式冷去卩塔 返回主頁 1、冷卻塔的作用 工業(yè)生產或制冷工藝過程中產生的廢熱，一般要用冷卻 水來導走。從江、河、湖、海等天然水體中吸取一定量的水 作為冷卻水，冷卻工藝設備吸取廢熱使水溫升高，再排入江、 河、湖、海，這種冷卻方式稱為直流冷卻。當不具備直流冷 卻條件時，則需要用冷卻塔來冷卻。 冷卻塔的作用是將挾帶廢熱的冷卻水在塔內與空氣進行 熱交換，使廢熱傳輸給

2、空氣并散人大氣 S 1-1稠環(huán)親捷 】啊護F 2杵乾機.3發(fā)電機| 鼻一找th禹一詩如堪匸石一空弋 如圖1所示的火電廠為例，鍋爐回將水加熱成高溫高 壓蒸汽；推動汽輪機（2）作功使發(fā)電機（3）發(fā)電。經汽輪機作功 后的乏汽排入凝汽器（4），與冷卻水進行熱交換凝結成水，再用 水泵打回鍋爐循環(huán)使用。這一熱力循環(huán)過程中；乏汽的廢熱 在凝汽器中傳給了冷卻水，使水溫升高挾帶廢熱的冷卻水， 在冷卻塔（5）中將其熱量傳給空氣（6）,從塔筒出口排人大氣。在 冷卻塔內冷卻過的水變?yōu)榈蜏厮?，水泵將其再送入凝汽器，?環(huán)使用。前一循環(huán)為鍋爐中水的循環(huán)，后一循環(huán)為冷卻水的 循環(huán)、其他工業(yè)部門，如石油、化工、鋼鐵等，也廣泛

3、使用 冷卻塔。 冷卻塔中水和空氣的熱交換方式之一是，流過水表面的 空氣與水直接接觸，通過接觸傳熱和蒸發(fā)散熱，把水中的熱 量傳輸給空氣用這種冷卻方式的稱為濕式冷卻塔（簡稱濕 塔）。濕塔的熱交換效率高，水被冷卻的極限溫度為空氣的濕 球溫度但是，水因蒸發(fā)而造成損耗；蒸發(fā)又依循環(huán)的冷卻 水含鹽度增加，為了穩(wěn)定水質，必須排掉一部分含鹽度較高 的水；風吹也會造成水的損失。這些水的虧損必須有足夠的 新水持續(xù)補充，因此，濕塔需要有補給水的水源。 缺水地區(qū)，補充水有困難的情況下；只能采用干式冷卻 塔（簡稱干塔或空冷塔）。干塔中空氣與水（也有空氣與乏 汽）的熱交換；是通過由金屬管組成的散熱器表面?zhèn)鳠?，將?內的水

4、或乏汽的熱量傳輸給散熱器外流動的空氣。干塔的熱 交換效率比濕塔低，冷卻的極限溫度為空氣的干球溫度。 top 2、冷卻塔的分類 目前已經被淘汰的冷卻塔型這里不再介紹，現還在使用 的塔型，分類如下。 A、按通風方式分 按通風方式分有： *自然通風冷卻塔 機械通風冷卻塔 *混合通風冷卻塔。 B、按熱水和空氣的接觸方式分 按熱水和空氣的接觸方式分有： *濕式冷卻塔； 干式冷卻塔； 干濕式冷卻塔。 C、按熱水和空氣的流動方向分 按熱水和空氣的流動方向分有: 逆流式冷卻塔； 4橫流（交流）式冷卻塔； 混流式冷卻塔。 D其他型式的冷卻塔 其他型式有噴流式冷卻塔和用轉盤提水冷卻的冷卻塔。 top 3、各種冷卻

5、塔簡述 自然通風逆流濕式冷卻塔 自然通風逆流濕式冷卻塔在我國電力部門使用最多，見 圖12。這種塔型的通風筒常采用雙曲線形，用鋼筋混凝土澆 制其高度已達170多米。老式的塔筒平面上呈多角形、立 面為錐形的，現在已經很少用了。 如圖所示，熱水由管道通過豎管（豎井）送人熱水 分配系統。這種分配系統在平面上呈網狀布置，分槽式布水、 管式布水或槽管結合布水；然后通過噴濺設備，將水灑到填 料上；經填料后成雨狀落人蓄水池，冷卻后的水抽走重新使 用塔筒底部為進風口，用人字柱或交叉柱支承。空氣從進 風口進人塔體穿過填料下的雨區(qū)，和熱水流動成相反方向 流過填料（故稱逆流式），通過收水器回收空氣中的水滴后. 再從塔

6、街出口排出. 塔外冷空氣進人冷卻塔后，吸收由熱水蒸發(fā)和接觸散失 的熱量，溫度增加，濕度變大，密度變小.因此，收水器以 上的空氣經常是飽和或接近飽和狀態(tài)；其溫度要通過計算確 定，初步設計時，可取為冷卻塔進、出水溫的平均值。塔外 空氣溫度低、濕度小、密度大。由于塔內、外空氣密度差異 在進風口內外產生壓差。致使塔外空氣源源不斷地流進塔內 而無需通風機械提供動力，故稱為自然通風。 為滿足熱水冷卻需要的空氣流量，塔內、外要有足夠的 壓差，但塔內、外空氣密度差是有限的，因此自然通風冷卻 塔必須建造一個高大的塔筒。填料斷面氣流速度一般為1.0 1.2m/ s，比機械通風冷卻塔氣流速度要小。 逆流方式冷卻效果

7、高，但通氣阻力相對也大，所以填料 體積小。填料有點滴式和薄膜式之分，現在大多采用薄膜式 填料。這種填料的特點是，水淋過填料時，水的表面積比較 固定；在水量增大時其表面積沒有多大變化，所以其淋水密 度不宜太大，一般采用68 (t /( Mh )o 在高溫、高濕地區(qū)，氣壓較低，形成同樣的過塔氣量，需 要更高的塔簡，所以對建造這種塔不利。自然通風濕式冷卻 塔建造費用高，運行費用低，隨著國際上石油價格的提高，機 械運行費用相應增加，自然通風冷卻塔就顯得更經濟，因而 被采用的愈來愈多了。 top 自然通風橫流濕式冷卻塔 這種塔的填料設置在塔簡外，如圖 3所示。熱水通過上 水管，流人配水池，他底設布水孔，

8、孔距約 50CM下連噴嘴， 將熱水灑到填料上冷卻后，進入塔底水池，抽走重復使用?？?氣從進風口水平向穿過填料，與水流方向正交，故稱橫流式 或交流式。空氣出填料后，通過收水器，從塔街出口排出。 在冷卻方式中；逆流式效率最高，順流式效率最差，橫 流式居中。由于橫流冷卻方式效率比逆流式差，所以需要比 逆流式大的填料體積，但通氣阻力較小，因此淋水密度可以 加大到1520t/( Mh) 橫流塔若采用薄膜式填料，則因耗 材料太多而增加了塔的造價，所以現在多采用點滴式填料。使 用點滴式填料的另一個好處是，淋水表面在大水量時有較大 的增加，相應地提高了冷卻效果。這種塔的塔筒內是空的，氣 流速度可以高一些，因此

9、塔筒宜徑可以比同客量的逆流塔小， 相應降低了造價 這種增施工場地不互相干擾，有利于施工。運行管理方 便，但防冰凍性能不如逆流培，總造價一般比逆流塔低，但 運行費用高. top 輔助通風冷卻塔 囹4是一種自然通風和機械通風共同作用的冷卻塔 在自然通風逆流式冷卻塔底部，加裝鼓風機以輔助塔簡通風。 瑞舍吉-考垂(R_Cottrell )公司設計的這種塔，高度為 同容量自然通風速流塔的1/2,底部直徑為其2/3,負荷小時 可以不開風機. 圖4捕附誦風風胃式沖燜| 英國因斯“ B( Ince B )電廠1000MW機組的輔助通風 冷卻塔，見圖5,塔筒高116. 4m底部直徑93. 5M,出 口直徑53m

10、填料像橫流式冷卻塔一樣，放在塔簡外邊，35 個軸流風機布置在塔簡和填料之間，風機直徑 7. 9m填料高 13m進深6m此塔冷效相當于3個同尺寸的自然通風冷卻 塔，而造價較自然通風塔低15%，但加上30年運行費就不便 宜了。 B 5疇帔電廠紳塔 top 機力通風濕式冷卻塔 機械通風濕式逆流冷卻塔分鼓風式和抽風式兩種。鼓風 式塔從塔底部進風口用風機向塔內鼓風，現使用不多，其原 理同抽風式，不再介紹。 抽風式塔如圖6所示，較大型的機械通風逆流式冷卻 塔,一般是多座（格）塔連成一排，每格塔成正方形或矩形，從 兩面進風。只有在單個塔時才作成圓形，如一些較小型（水量 小于1000T / h）的玻璃鋼冷卻塔

11、。 ffl . fliHK冷即話 腎心科丄一珥覘 熱水通過上水管進入冷卻塔，通過槽式或管式配水系統， 使熱水沿塔平面成網狀均勻分布，然后通過噴嘴，將熱水灑 到填料上，穿過填料，成雨狀通過空氣分配區(qū)（雨區(qū)），落入 塔底水池，變成冷卻后的水待重復使用?？諝鈴倪M風口進入 塔內，穿過填料下的雨區(qū)、與熱水成相反方向（逆流）穿過填 料、通過收水器、抽風機、從風筒排出。 淋水密度一般為q=1215t /（ mh。過大的淋水密 度，尤其在使用薄膜式填料時，會引起阻塞現象、氣流阻力 突然急劇增加。通過填料斷面的風速 V=2. 23. 0M/S。風速 也不宜太大，不然會帶來大的風吹損失及阻力。2 . 8M/s風速

12、 會將直徑0. 5mm相當于小斜雨的水滴吹走，薄膜式填料風 速可以大一些，點滴式填料則風速應小一些。進風口面積和 填料斷面面積之比取0. 50. 6為宜。 *機械進風橫流濕式冷卻塔 竝 機KI鵡銘輛 機械通風橫流濕式冷卻塔(圖7)的主要原理和自然通 風橫流式冷卻塔一樣，只是用風機來通風，因此風速可以高 一些，一般填料斷面風速取 v=2. 23. 0m)/s。配水用盤式，為 了保證水深比較均勻，配水盤可以分幾格，盤底打孔，裝噴 嘴將熱水灑向填料，然后流人底部水池。淋水密度大者可達 20 50t /( m- h)。填料傾斜安裝。以保證運行時水不灑到填料 夕卜。對點滴式填料，傾角用911,薄膜式填料

13、傾角用5 6。填料高度和深度比值取22. 5。進風口安裝百葉窗、葉 片面與水平夾角取4560。 top *多風機混式冷卻塔 多風機冷卻塔即一座塔上安裝多臺風機，如圖所示 為一座多風機橫流式冷卻塔，也可以用于逆流式。塔平面形 狀一般為圓形，也可以是長方形。其原理與單風機塔相同。 這種塔的優(yōu)點是，占地小，投資少，包括低的建筑費用 及管理費用。風機之間對熱羽流有相互促進作用，因而羽流 上升高度大、不易形成熱空氣向進風口回流。由于風機的互 相干擾、總的抽風量減小。 E 8埶機機爾咖塔 1 一林M 3-E*ii 十11 top 干式冷卻塔 干式冷卻難的熱水在散熱翅管內流動，靠與管外空氣的 溫差，形成接觸

14、傳熱而冷卻。所以干式冷卻塔的特點是： 沒有水的蒸發(fā)損失，也無風吹和排污損失，所以干式冷卻塔 適合于缺水地區(qū)，如我國的北方地區(qū)。因為沒有蒸發(fā)，所以 也沒有但空氣從冷卻塔出口排出所造成的污染。水的冷卻 靠接觸傳熱，冷卻極限為空氣的干球溫度效率低，冷卻水 溫高。需要大量的金屬管（鋁管或鋼管），因此造價為同容 量濕式塔的46倍。因干式冷卻塔有后兩點不利因素，所以 在有條件的地區(qū)，應盡量采用濕塔。 干塔可以用自然通風，也可以用機械通風。以火電廠常 用的干式冷卻塔為例，分為間接冷卻和直接冷卻兩類。間接 冷卻是指用冷卻塔中冷卻后的水，送往凝汽器中冷卻由汽輪 機井出的乏汽。直接冷卻是指不用凝汽器，將汽輪機排出

15、的 乏汽，用管道引人冷卻塔直接冷卻，變?yōu)槟Y水，用水泵送 回鍋爐重復使用。 圖9所示為海勒（Heller ）系統間接空冷干式自然通風 冷卻塔。它的特點是使用噴射式凝汽器，汽輪機排出的乏汽 與從冷卻塔來的冷水，在凝汽器內直接混合，因此端差很小。 混合后的水，約2%送回鍋爐，其余的水送到冷卻塔冷卻。因 冷卻水和鍋爐水為同一種水，所以對水質要求高。另外一個 特點是，經冷卻塔冷卻后的水仍有較大的余壓，在送人凝汽 器以前，先用小型水輪發(fā)電機口收能量。 * 入/ 嚇 s g lam干戒自卻塔 圖9所示的散熱器放在塔簡的外邊，類似濕式橫流塔 散熱器也可以像濕式逆流塔一樣放在塔筒里面，但為了排走 散熱器中的水

16、，散熱器不是完全水平布置，而有一定的坡度。 另外一種間接空冷塔，使用表面式凝汽器，乏汽和冷卻 水互不相混。 散熱器用翅片管或螺紋管，材質為鋼或鋁。管斷面為橢 圓形或圓形。 直接空冷塔如圖10所示。從汽輪機排出的乏汽，通過 管道直接送入冷卻塔內的散熱管，用風機通風冷卻成凝結水， 不要凝汽器，所以稱直接空冷。因為是將蒸汽直接送人散熱 管，而不像間接空冷送人冷卻塔的是熱水、因蒸汽體積比水 大得多，所以送汽管特別粗，直徑約為間接空冷的三倍多。另 外，輸汽管道不能漏汽，不然就會直接影響汽輪機真空，降 低出力。 9 -io top 干濕式冷卻塔 這種塔為濕式塔和干式塔的結合，如圖11所示，干部 在上、濕部

17、在下。也有的塔四面進風，相對兩邊為濕部；另 外兩邊為干部。采用這種塔的目的，部分是為了省水，但大 多數是為了消除從塔出口排出的飽和空氣的凝結，因而造成 塔周圍的污染。圖12為德國某電站的干濕式冷卻塔。 如圖11所示，從塔下部濕段排出的濕空氣，在同塔周 Km 圍的冷空氣接觸后，即變成過飽和的空氣而凝結，形成霧，造 成污染。如果像圖中那樣，塔上部用干段，則由塔下部濕段 排出的飽和濕空氣，流經干段時，會被加熱而變成不飽和的 空氣，因而出塔后不會凝結。 如圖13所示為干濕式塔的排放空氣狀態(tài)變化情況的 示例。圖中彎曲線為相對濕度。為塔周圍大氣狀態(tài)。為 濕塔時，從塔出口排出的濕空氣狀態(tài)，由于過飽和，水蒸氣 凝結形成霧。為干濕式塔中，濕段出口的空氣狀態(tài)。為 干段后的空氣狀態(tài)。可以看出，從變到時，空氣含濕量 不變，只是溫度升高。然后與從溫段來的空氣混合，變?yōu)闋?態(tài)，從塔出口排出。相對周圍空氣狀態(tài)。點空氣狀態(tài)處 在非飽和區(qū)，所以從干濕式塔排出的濕空氣不會結霧，這就 是加干段的作用。干段水量一般為總水量的 20%25%，