工业冷却塔工作原理,工业冷却塔的作用( 二 )


湿塔的热交换效率高,水被冷却的极限温度为空气的湿球温度 。但是,水因蒸发而造成损耗;蒸发又使循环冷却水含盐量增加,为了稳定水质,必须排掉一部分含盐量较高的水;风吹也会造成水的损失,这些水的亏损必须有足够的新水持续补充,因此,湿塔需要有补给水的水源 。
在缺水地区,补充水有困难的情况下,只能采取干式冷却塔(简称干塔) 。干塔中空气与水(或乏汽)的热交换,是通过由金属管组成的散热器表面传热,将管内的水或乏汽的热量传输给散热器外流动的空气的 。干塔的热交换效率比湿塔低,冷却的极限温度为空气的干球温度 。
二、自然通风逆流湿式冷却塔
自然通风逆流湿式冷却塔在我国的电力部门应用最多,这种塔形的通风筒常采用双曲线形,用钢筋混凝土浇制 。塔筒采用双曲线外形不仅可以减少塔壳表面积节约材料,而且具有抗强风的优良力学性能,在风荷载作用下,壳体表面所产生的内力主要是压力、拉力和剪力,弯矩很小 。
双曲线自然通风冷却塔,无论是湿冷塔还是空冷塔,一般均由两大部分组成:其一为双曲线薄壳通风筒及其支撑结构——人字支柱或X支柱和柱下环板基础,或倒T型基础;其二为散热器及其支撑结构或配水设施、淋水填料及其支撑结构,如下图:

工业冷却塔工作原理,工业冷却塔的作用

文章插图
冷却塔以大气作为冷却介质,冷却塔内两股流体,即水和空气混合使水冷却,部分水汽化放出蒸发潜热,并随空气一起将蒸发潜热带走 。过程的结果使水达到冷却,冷却塔也就是这种将热量从一种物质传递给另外一种物质的装置 。连续不断地来自生产装置的热水从塔顶进入,下落时水蒸发将热量传递给空气,湿热空气则排入大气,被冷却的水则返回生产装置循环使用 。
整个传热过程涉及蒸发和对流传热两种原理,其中蒸发占主要地位 。其传热速率随气水的界面面积、相对流速、接触时间以及冷却范围的增加而增加 。空气——水界面面积可有冷却塔内的填料来调节,相对流速由风机大小决定,接触时间与塔的几何尺寸有关 。
液体的蒸发冷却就是液体的自由表面与任何一种气体或者几种气体的混合物(空气)直接接触时,由于热交换和物质交换的共同作用,而使液体得到冷却 。
这时,液体与气体由于接触及辐射作用而进行热交换 。另外,由于液体表面蒸发,也使其消耗了一部分热量 。
当液体蒸发冷却时,由于物理性质各不相同的几种过程共同作用,是液体的温度有所降低,这些过程是:
(1)接触散热,即借导热性和对流作用来传递 。
(2)辐射热交换 。
(3)液体的表面蒸发,即部分液体变为水蒸气带走了汽化潜热 。
上述液体冷却的每一过程的作用强度,根据液体及气体的物理性质和参数而有所不同 。在冷却设备中,水和空气是互相作用的介质 。在一年的大部分时间内,表面蒸发起主要作用 。
冷却塔的冷却能力是以被冷却过的水的温度与周围空气湿球温度的差来衡量的,湿球温度越低,水冷却后的温度也越低 。冷水温度与湿球温度的接近程度与冷却塔的设计密切相关
三、冷却塔的运行管理和维护
(一)运行管理
1、循环水水质的监控
由于电厂循环水量很大,处理费用高,对水质的要求比其他系统要低,为保证电厂的稳定经济运行,对水质进行监控尤为必要 。由于蒸发量的变化,应经常注意调整排污水量和补给水量,使其平衡并调整水质稳定的处理方式,使水的浓缩倍率稳定在同一水平上 。这样做不仅保证循环水系统处于最佳状态,同时也达到节约用水,减少水处理费用的目的 。

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