冷卻塔基本知識：

1、冷卻塔的作用

 

工業(yè)生產(chǎn)或制冷工藝過程中產(chǎn)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(nèi)與空氣進行熱交換，使廢熱傳輸給空氣并散人大氣。

以電廠為例，鍋爐回將水加熱成高溫高壓蒸汽；推動汽輪機作功使發(fā)電機發(fā)電。經(jīng)汽輪機作功后的乏汽排入凝汽器，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，在冷卻塔中將其熱量傳給空氣，從塔筒出口排人大氣。在冷卻塔內(nèi)冷卻過的水變?yōu)榈蜏厮�，水泵將其再送入凝汽器，循環(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)鳠幔瑢⒐軆?nèi)的水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。

2、冷卻塔的分類

目前已經(jīng)被淘汰的冷卻塔型這里不再介紹，現(xiàn)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；

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。

3、各種冷卻塔簡述

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(xiàn)在已經(jīng)很少用了。

熱水由管道通過豎管（豎井）送人熱水分配系統(tǒng)。這種分配系統(tǒng)在平面上呈網(wǎng)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(jīng)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(jīng)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(nèi)、外空氣密度差異在進風口內(nèi)外產(chǎn)生壓差。致使塔外空氣源源不斷地流進塔內(nèi)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(nèi)、外要有足夠的壓差，但塔內(nèi)、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(xiàn)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6～8（t／（Mh））。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(jīng)濟，因而被采用的愈來愈多了。

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，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。空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，順流式效率差，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15～2Ot／（M·h）。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(xiàn)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(nèi)是空的，氣流速度可以高一些。