冷卻塔基本知識介紹

目錄概述冷卻塔分類冷卻塔基本組成冷卻原理冷卻塔性能參數(shù)冷卻塔選型冷卻塔應用概述冷卻塔是一種廣泛應用的熱力設備，其作用是通過熱、質(zhì)交換將高溫冷卻水的熱量散入大氣，從而降低冷卻水的溫度。冷卻塔的分類--按空氣與水接觸的方式濕式冷卻塔：空氣和水直接接觸進行熱、質(zhì)交換，其熱、質(zhì)交換效率高，冷卻水的極限溫度為空氣濕球溫度，缺點在于冷卻水存在蒸發(fā)損失和飄散損失，并且水蒸發(fā)后鹽度增加，需要補水。冷卻塔的分類--按空氣與水接觸的方式干式冷卻塔：水或蒸氣與空氣間接接觸進行熱交換，不發(fā)生質(zhì)交換，它主要用于缺水地區(qū)及特殊場合，熱交換效率一般比較低，并且投資大，耗能高。

冷卻塔的分類--按空氣與水接觸的方式干濕式冷卻塔：這種塔為濕式塔和干式塔的結合，如圖所示，干部在上、濕部在下。也有的塔四面進風，相對兩邊為濕部；另外兩邊為干部。冷卻塔的分類--按通風方式自然通風冷卻塔：又稱風筒式或雙曲線型塔，它利用塔內(nèi)外的空氣密度差造成的通風抽力使空氣流通(自然通風)，其冷卻效果穩(wěn)定，運行費用低，故障少，易維護，風筒高飄滴和霧氣對環(huán)境影響小，缺點在于空氣內(nèi)外密度差小，通風抽力小，不宜用在高溫高濕地區(qū)。冷卻塔的分類--按通風方式機械通風冷卻塔：又分為抽風式和鼓風式冷卻塔，分別利用抽風機或鼓風機強制空氣流動，它的冷卻效率高，穩(wěn)定，占地面積小，基建投資少，但運行費用高，其中抽風式使塔內(nèi)呈負壓狀態(tài)，有利于水蒸發(fā)，鼓風式情況則相反，鼓風式冷卻塔主要用于小型冷卻塔或水對風機有侵蝕性的冷卻塔中。冷卻塔的分類--按水和空氣的流動方向逆流式冷卻塔橫流式冷卻塔冷卻塔的分類--按水和空氣的流動方向逆流式冷卻塔結構圖冷卻塔的分類--按水和空氣的流動方向橫流式冷卻塔結構圖冷卻塔基本組成--填料填料使進入冷卻塔的熱水盡可能地形成細小的水滴或薄的水膜，以增加水與空氣的接觸面積和接觸時間，有利于水和空氣的熱、質(zhì)交換。分點滴式淋水裝置、薄膜式淋水裝置和網(wǎng)格形模板淋水裝置。冷卻塔基本組成--通風設備通風設備由電機、減速機、風機組成，用以產(chǎn)生設計要求的空氣流量，保證要求的冷卻效果。機械通風冷卻塔主要是軸流風機。冷卻塔基本組成--塔主體外部圍護結構塔主體外部圍護結構，包括框架、外板。起支承、維護和組合氣流的功能?？蚣芤鞣栏幚恚核⒂推峄驘峤\冷卻塔基本組成--收水器

單獨設置的收水器與填料一體的收水器收水器作用是降低冷卻塔排出的濕空氣中的含水量，空氣流過填料和配水系統(tǒng)后，攜帶許多細小的水滴，在空氣排出冷卻塔之前就需要用收水器回收部分水滴，以減少冷卻水損失和對外界環(huán)境的影響。冷卻塔基本組成--集水池集水池位于冷卻塔下部或另外設置，用以匯集經(jīng)填料冷卻的水，如果集水池還起調(diào)節(jié)流量的作用，則應有一定的儲備容積。冷卻塔基本組成--輸水系統(tǒng)輸水系統(tǒng)進水管把熱水送往配水系統(tǒng)，進水管上設閥門，調(diào)節(jié)進塔水量；出水管把冷水送往用水設備或循環(huán)水泵，必要時多臺塔之間可設連通管。集水池設補水管、排污管、溢流管。冷卻塔基本組成--輸水系統(tǒng)冷卻塔基本組成--空氣分配裝置空氣分配裝置由進風口、百葉、導風板等組成，引導空氣均勻地分布在冷卻塔整個進風截面上。冷卻塔基本組成--配水系統(tǒng)配水系統(tǒng)的作用在于把熱水均勻的分布于整個填料的表面上，以充分發(fā)揮填料的作用。分為：管式(固定式，旋轉式)、槽式和池式冷卻塔基本組成--配水系統(tǒng)噴頭旋轉布水頭冷卻塔基本組成--其他設備其他設備：檢修門、檢修梯、通道、避雷裝置、減震器、電加熱器等。冷卻原理--散熱分類在濕式冷卻塔中，熱水將熱量傳給空氣，由空氣帶走，散到大氣中去。水向空氣散熱有三種形式：傳導散熱：兩種不同溫度的物質(zhì)接觸，熱量從溫度高的一方傳向溫度低的一方。蒸發(fā)散熱：通過物質(zhì)交換完成，即通過水分子不斷擴散到空氣中來完成。水分子有著不同的能量，平均能量由水溫決定。在水表面附近，一部分動能大的水分子，克服鄰近水分子的吸引力，逃出水面而成為水蒸氣。由于能量大的水分子逃離，水面附近的水體能量變小，因此水溫降低，這就是蒸發(fā)散熱。輻射散熱。冷卻塔主要靠前兩種散熱，輻射散熱量很小，可忽略不計。春、夏、秋3季中，水與空氣的溫差較小，以蒸發(fā)散熱為主，傳導散熱為輔。在炎熱的夏季，則主要靠蒸發(fā)散熱。冷卻原理--干球溫度和濕球溫度干濕球溫度是冷卻塔設計中的主要氣象參數(shù)。測定空氣溫度時，常用玻璃棒水銀溫度計，其感熱部分直接露在外部，測得的溫度稱空氣干球溫度。濕球溫度是在溫度計水銀球上包一層濕紗布，空氣與水銀球不直接接觸測得的溫度。冷卻原理--水的冷卻過程在冷卻塔中水的冷卻過程由水溫t、空氣的干球溫度θ、濕球溫度τ決定。單位面積，單位時間的傳導散熱量為qα，蒸發(fā)散熱量為qβ。可分為下圖所示的四種傳熱情況。冷卻原理--水的冷卻過程（1）t＞θ水溫大于氣溫。兩種熱量都由水面散向空氣，q=qα+qβ,水溫降低，水量產(chǎn)生蒸發(fā)損失。（2）t＝θ水溫和氣溫相等。傳導散熱停止，蒸發(fā)散熱照常進行，q＝qβ,水溫降低，水量產(chǎn)生蒸發(fā)損失。（3）τ＜t＜θ由于水溫低于空氣干球溫度，從空氣向水中產(chǎn)生傳導散熱；水面蒸發(fā)散熱照常進行，q＝qβ-qα＞0，水溫降低。（4）t＝τ＜θ同（3）的傳熱情況，qβ

＝qα但q＝0,所以，即水溫不再降低，但蒸發(fā)仍在發(fā)生。這是水冷卻的極限情況，如果水溫繼續(xù)下降，將產(chǎn)生qα＞

qβ

水溫又會升高，所以是水冷卻的極限。從經(jīng)濟出發(fā)，冷卻后的水溫t2，總要比空氣的濕球溫度τ高幾度，即t2＞τ。(t2-τ)稱冷卻幅高，在設計中冷卻幅高取3～5℃。冷卻塔性能參數(shù)標準設計工況標準設計塔型P型D型C型G型進水溫度℃37373743出水溫度℃32323233設計溫差℃55510濕球溫度℃28282828干球溫度℃31.531.531.531.5大氣壓力kpa99.4冷卻塔性能參數(shù)名義冷卻流量：標準設計工況下的進塔水量（m3/h）。耗電比：電動機實際消耗的有功功率與冷卻水流量的比值。國標規(guī)定：G型塔的實際耗電比為不大于0.05kw/m3/h,其他塔型不大于0.035kw/m3/h。蒸發(fā)量：是冷卻水與空氣進行散熱所必須的蒸發(fā)部分。一般為循環(huán)水量的0.83%。飄水率：冷卻水流經(jīng)配水系統(tǒng)和填料時會產(chǎn)生許多細小的水滴，其中一些水滴會隨空氣被風扇排出冷卻塔，這一部分稱為飄水。單位時間內(nèi)，從風筒飄出去的水量與進入冷卻塔的循環(huán)水之比稱飄水率。國標規(guī)定：飄水率不大于名義冷卻流量的0.015%。冷卻塔性能參數(shù)排污量：循環(huán)水因蒸發(fā)而濃縮,濃縮的循環(huán)水能使循環(huán)水的配管和接觸循環(huán)水的金屬部分被腐蝕,成為產(chǎn)生水藻和污垢的原因。為了防止發(fā)生此類問題,需要排放掉已經(jīng)濃縮的循環(huán)水的一部分,這就稱為排污。一般為循環(huán)水量的0.4%。補水量一般建議為循環(huán)水量的1.5%。補水通常由浮球閥自動進行。噪音：冷卻塔的噪聲主要來自電機、風機、淋水和塔體的震動。冷卻塔選型橫流與逆流的選擇出口溫度的影響濕球溫度的影響冷卻塔選型-橫流與逆流項目橫流逆流高度填料高度接近塔高，收水器不占高度，塔總高度低。因進風口高度和收水器水平布置等因素，塔總高度較高。布水采用重力自然落下的布水系統(tǒng)，散水孔不易堵塞。采用噴嘴布水，對壓頭要求較高，噴嘴易堵塞。檢修塔體設有檢修門，塔內(nèi)部留有檢修空間，設備進行檢修和日常維護時可以不停機。整個塔體為封閉結構，設備檢修或進行日常維護時，要停機。水損失風機位于冷卻塔正中，填料位于兩側，因此飄水量較少。無水霧形成。風機位于填料正上方且距離較近，因此飄水量較大。進風口處易產(chǎn)生水滴飛濺，在冷卻塔周圍形成水霧模塊化專為模塊