涼水塔工作原理及維護(hù)學(xué)一下

一、冷卻塔概述及分類汽輪機(jī)凝汽器內(nèi)蒸汽凝結(jié)放出大量的熱量，一般要用冷卻水來(lái)吸收。從江河湖海等天然水體中汲取一定量的水作為冷卻水，冷卻工藝設(shè)備吸取凝結(jié)放熱使水溫升高，再排入江河湖海，這種冷卻方式為直流冷卻。當(dāng)不具備直流冷卻條件時(shí)，則需要冷卻塔來(lái)冷卻。為了緩解工業(yè)用水的日益緊張和減少熱污染，冷卻塔成為火力發(fā)電廠二次循環(huán)供水方式或空氣冷卻方式不可少的冷卻設(shè)備。在我國(guó)，近年來(lái)主要采用循環(huán)供水方式，因此，冷卻塔的發(fā)展很快，并出現(xiàn)了以自然通風(fēng)冷卻塔為主的趨勢(shì)。冷卻塔中水和空氣的熱交換方式之一是流過(guò)水表面的空氣和水直接接觸，通過(guò)接觸傳熱和蒸發(fā)散熱，把水中的熱量傳遞給空氣，用這種冷卻方式的稱為濕式冷卻塔（簡(jiǎn)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)又使循環(huán)冷卻水含鹽量增加，為了穩(wěn)定水質(zhì)，必須排掉一部分含鹽量較高的水；風(fēng)吹也會(huì)造成水的損失，這些水的虧損必須有足夠的新水持續(xù)補(bǔ)充，因此，濕塔需要有補(bǔ)給水的水源。在缺水地區(qū)，補(bǔ)充水有困難的情況下，只能采取干式冷卻塔（簡(jiǎn)稱干塔）。干塔中空氣與水（或乏汽）的熱交換，是通過(guò)由金屬管組成的散熱器表面?zhèn)鳠?，將管?nèi)的水或乏汽的熱量傳輸給散熱器外流動(dòng)的空氣的。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。二、自然通風(fēng)逆流濕式冷卻塔自然通風(fēng)逆流濕式冷卻塔在我國(guó)的電力部門應(yīng)用最多，這種塔形的通風(fēng)筒常采用雙曲線形，用鋼筋混凝土澆制。塔筒采用雙曲線外形不僅可以減少塔殼表面積節(jié)約材料，而且具有抗強(qiáng)風(fēng)的優(yōu)良力學(xué)性能，在風(fēng)荷載作用下，殼體表面所產(chǎn)生的內(nèi)力主要是壓力、拉力和剪力，彎矩很小。雙曲線自然通風(fēng)冷卻塔，無(wú)論是濕冷塔還是空冷塔，一般均由兩大部分組成：其一為雙曲線薄殼通風(fēng)筒及其支撐結(jié)構(gòu)——人字支柱或X支柱和柱下環(huán)板基礎(chǔ)，或倒T型基礎(chǔ)；其二為散熱器及其支撐結(jié)構(gòu)或配水設(shè)施、淋水填料及其支撐結(jié)構(gòu)，如下圖：冷卻塔以大氣作為冷卻介質(zhì)，冷卻塔內(nèi)兩股流體，即水和空氣混合使水冷卻，部分水汽化放出蒸發(fā)潛熱，并隨空氣一起將蒸發(fā)潛熱帶走。過(guò)程的結(jié)果使水達(dá)到冷卻，冷卻塔也就是這種將熱量從一種物質(zhì)傳遞給另外一種物質(zhì)的裝置。連續(xù)不斷地來(lái)自生產(chǎn)裝置的熱水從塔頂進(jìn)入，下落時(shí)水蒸發(fā)將熱量傳遞給空氣，濕熱空氣則排入大氣，被冷卻的水則返回生產(chǎn)裝置循環(huán)使用。整個(gè)傳熱過(guò)程涉及蒸發(fā)和對(duì)流傳熱兩種原理，其中蒸發(fā)占主要地位。其傳熱速率隨氣水的界面面積、相對(duì)流速、接觸時(shí)間以及冷卻范圍的增加而增加?？諝狻缑婷娣e可有冷卻塔內(nèi)的填料來(lái)調(diào)節(jié)，相對(duì)流速由風(fēng)機(jī)大小決定，接觸時(shí)間與塔的幾何尺寸有關(guān)。液體的蒸發(fā)冷卻就是液體的自由表面與任何一種氣體或者幾種氣體的混合物（空氣）直接接觸時(shí)，由于熱交換和物質(zhì)交換的共同作用，而使液體得到冷卻。這時(shí)，液體與氣體由于接觸及輻射作用而進(jìn)行熱交換。另外，由于液體表面蒸發(fā)，也使其消耗了一部分熱量。當(dāng)液體蒸發(fā)冷卻時(shí)，由于物理性質(zhì)各不相同的幾種過(guò)程共同作用，是液體的溫度有所降低，這些過(guò)程是：（1）接觸散熱，即借導(dǎo)熱性和對(duì)流作用來(lái)傳遞。（2）輻射熱交換。（3）液體的表面蒸發(fā)，即部分液體變?yōu)樗魵鈳ё吡似瘽摕?。上述液體冷卻的每一過(guò)程的作用強(qiáng)度，根據(jù)液體及氣體的物理性質(zhì)和參數(shù)而有所不同。在冷卻設(shè)備中，水和空氣是互相作用的介質(zhì)。在一年的大部分時(shí)間內(nèi)，表面蒸發(fā)起主要作用。冷卻塔的冷卻能力是以被冷卻過(guò)的水的溫度與周圍空氣濕球溫度的差來(lái)衡量的，濕球溫度越低，水冷卻后的溫度也越低。冷水溫度與濕球溫度的接近程度與冷卻塔的設(shè)計(jì)密切相關(guān)三、冷卻塔的運(yùn)行管理和維護(hù)（一）運(yùn)行管理1、循環(huán)水水質(zhì)的監(jiān)控由于電廠循環(huán)水量很大，處理費(fèi)用高，對(duì)水質(zhì)的要求比其他系統(tǒng)要低，為保證電廠的穩(wěn)定經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，對(duì)水質(zhì)進(jìn)行監(jiān)控尤為必要。由于蒸發(fā)量的變化，應(yīng)經(jīng)常注意調(diào)整排污水量和補(bǔ)給水量，使其平衡并調(diào)整水質(zhì)穩(wěn)定的處理方式，使水的濃縮倍率穩(wěn)定在同一水平上。這樣做不僅保證循環(huán)水系統(tǒng)處于最佳狀態(tài)，同時(shí)也達(dá)到節(jié)約用水，減少水處理費(fèi)用的目的。2、循環(huán)水水溫的監(jiān)控為了使電廠始終維持在最佳運(yùn)行狀態(tài)，需要對(duì)循環(huán)水的水溫進(jìn)行嚴(yán)格控制。而直接影響循環(huán)水水溫的因素有氣象條件、循環(huán)水水量和凝汽量。凝汽量隨負(fù)荷的變化和設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)而經(jīng)常變化，如果循環(huán)水量不作相應(yīng)調(diào)整，則冷卻倍率和循環(huán)水的溫度差在變化，而氣象條件的變化則影響循環(huán)水的水溫，循環(huán)水的溫度又將影響到汽輪機(jī)的耗汽量和熱效率。如果控制得當(dāng)，則將使電廠的運(yùn)行納入良性循環(huán)。對(duì)循環(huán)水系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，應(yīng)密切注意氣象的變化，特別在夏季和冬季是至關(guān)重要的。3、循環(huán)水水量的控制循環(huán)水水量可以通過(guò)水泵的啟、停，閘閥的控制，調(diào)整化冰管和旁路管的水量，采取分區(qū)運(yùn)行方式等方式達(dá)到控制上塔水量的目的。夏季運(yùn)行時(shí)，應(yīng)關(guān)閉化冰管、旁路管的閘閥，全部開啟循環(huán)水泵和水泵進(jìn)、出口閘閥，塔內(nèi)全部上水，以便保證最大的水量和最大的冷卻面積投入使用。春秋季運(yùn)行時(shí)，當(dāng)停運(yùn)一臺(tái)循環(huán)水泵所能節(jié)省的廠用電大于循環(huán)水溫低而增加汽輪機(jī)微增出力所得到的效益時(shí)，則可停用一臺(tái)泵。在大多數(shù)情況下，仍以100%循環(huán)水量運(yùn)行可以獲得更高的效益。冬季運(yùn)行時(shí)，一般可啟動(dòng)一臺(tái)循環(huán)水泵，有60%循環(huán)水量上塔運(yùn)行。當(dāng)出現(xiàn)結(jié)冰情況時(shí)，應(yīng)關(guān)閉塔心部分的淋水面積，以便加大外圍的淋水密度。當(dāng)氣溫偏低時(shí)，為防止結(jié)冰，可開啟化冰管，為提高循環(huán)水水溫，可開啟旁路管使熱水直接進(jìn)入貯水池，利用較高溫度的水防止結(jié)冰。4、其他定期巡視淋水裝置，如遇有被泥沙、草葉等雜質(zhì)淤積或堵塞情況，要及時(shí)疏通；貯水池出水口的欄柵也應(yīng)及時(shí)清除雜物。（二）冷卻塔的維護(hù)為保證冷卻塔的正常運(yùn)行并獲得較好的冷卻效率，除對(duì)冷卻塔進(jìn)行經(jīng)常性的巡視檢查和清理調(diào)整外，尚應(yīng)進(jìn)行定期維護(hù)管理，一般每年進(jìn)行兩次，在入夏和入冬前進(jìn)行。1、入夏前冷卻塔的維護(hù)在入夏前需要著重針對(duì)影響冷卻效率的主要環(huán)節(jié)進(jìn)行維修。（1）檢查淋水填料是否完整，如有堵塞或破損，應(yīng)及時(shí)排除或更換。（2）帶水檢查噴濺裝置的噴淋情況，發(fā)現(xiàn)管道堵塞或噴濺不暢，要將有關(guān)部件拆下清洗或更換。（3）清除覆蓋在除水器上的雜物。（4）檢查旁路、化冰管是否有漏水情況，保證閘閥的嚴(yán)密性，進(jìn)水管閘閥要保證全開，以保證100%循環(huán)水量上塔。（5）清除貯水池內(nèi)的漂浮物，保持出口欄柵的完整性和清潔性，并清除水塔附近的雜草。（6）檢修并標(biāo)定溫度計(jì)等測(cè)試儀表。2、入冬前冷卻塔的維護(hù)冷卻塔在冬季運(yùn)行期間極易結(jié)冰，對(duì)填料及塔內(nèi)結(jié)構(gòu)造成破壞，因此，入冬前著重對(duì)防冰、化冰設(shè)施進(jìn)行維修。為了獲得較低的循環(huán)水溫而又不結(jié)冰，就需要經(jīng)常調(diào)整水量和運(yùn)行方式。因此，對(duì)供水系統(tǒng)的控制部分，要確保其靈活可靠，凡需關(guān)閉的則要滴水不