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冷卻塔的基本知識

點擊次數:1178 發布時間:2017-04-27

1、冷卻塔的作用   工業生産或制冷工藝過程中産生的廢熱,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。冷卻塔的作用是将挾帶廢熱的冷卻水在塔内與空氣進行熱交換,使廢熱傳輸給空氣并散**氣。 2、冷卻塔的分類 目前已經被淘汰的冷卻塔型這裡不再介紹,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; 幹式冷卻塔; 幹濕式冷卻塔。  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。 各種冷卻塔簡述   自然通風逆流濕式冷卻塔   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,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,随着上石油價格的提高,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。 自然通風橫流濕式冷卻塔   這種塔的填料設置在塔簡外。熱水通過上水管,流配水池,他底設布水孔,孔距約50CM,下連噴嘴,将熱水灑到填料上冷卻後,進入塔底水池,抽走重複使用。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。空氣出填料後,通過收水器,從塔街出口排出。在冷卻方式中;逆流式效率zui高,順流式效率zui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。這種塔的塔筒内是空的,氣流速度可以高一些,因此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幹擾,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 輔助通風冷卻塔   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内鼓風,現使用不多,其原理同抽風式,不再介紹   機械進風橫流濕式冷卻塔   多風機混式冷卻塔   多風機冷卻塔即一座塔上安裝多台風機.其原理與單風機塔相同。這種塔的優點是,占地小,投資少,包括低的建築費用及管理費用。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。由于風機的互相幹擾、總的抽風量減小。 幹式冷卻塔   幹式冷卻難的熱水在散熱翅管内流動,靠與管外空氣的溫差,形成接觸傳熱而冷卻。所以幹式冷卻塔的特點是: ①沒有水的蒸發損失,也無風吹和排污損失,所以幹式冷卻塔适合于缺水地區,如我國的北方地區。因為沒有蒸發,所以也沒有但空氣從冷卻塔出口排出所造成的污染。 ②水的冷卻靠接觸傳熱,冷卻極限為空氣的幹球溫度效率低,冷卻水溫高。 ③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4~6倍。因幹式冷卻塔有後兩點不利因素,所以在有條件的地區,應盡量采用濕塔。幹塔可以用自然通風,也可以用機械通風。以火電廠常用的幹式冷卻塔為例,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後的水,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,将汽輪機排出的乏汽,用管道引冷卻塔直接冷卻,變為凝結水,用水泵送回鍋爐重複使用。 幹濕式冷卻塔   這種塔為濕式塔和幹式塔的結合,也有的塔四面進風,相對兩邊為濕部;另外兩邊為幹部。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。     噴射型的冷卻塔     熱水通過壓力噴嘴噴向塔内,成為散開的噴流體,同時将大量空氣帶入塔内,熱水通過蒸發和接觸傳熱将熱量傳給空氣,冷卻後的水落集水池,空氣通過收水器後排出。這種塔不用填料和風機,因而沒有風機噪聲。處理水量可從每小時幾噸到幾百噸。 5、冷卻塔的設計與測試 冷卻塔是工業生産的輔助設備,是為工藝設備服務的。這就決定了冷卻塔的大小、型式及部件的組成必須适應水統的要求和特點,也隻有這樣,設計出的冷卻塔才有其經濟及運行的合理性。 冷卻塔服務的工藝設備各行業有所不同,現在從工藝設備的差異來看冷卻塔的合理變化。民用冷卻塔所服務的對象都是制冷機,它要求冷卻塔的水溫是相同的,即:進塔水溫37℃,出塔水溫32℃。所不同的是:制冷機的容量不同,不同的容量配不同大小水量的冷卻塔,民用塔的冷卻水量與其它工業冷卻水量相比較小。這就決定了民用塔可以做成标準型塔,為提益,民用塔的适用氣溫分成了兩個檔次,即:南方設計氣溫按濕球溫度為28℃;北方按濕球溫度為27℃。 電力行業的工藝設備都是汽輪機,它對冷卻塔的水溫要求都是按夏季0%保證率時,出塔水溫不超出33℃,水溫差因地因機組有所不同。與民用塔相比它的冷卻水量大的多,這就決定了不同的發電機組配套不同大小的冷卻塔,同一機組在不同地理位置配的冷卻塔的大小也應不同。以常用的200MW機為例,其冷卻水量為36000t/h左右,在北京地區(濕球溫度為:24.4℃)配4500平方米自然通風冷卻塔。同樣的機組在山西的大同(濕球溫度為:1.0℃)需配用塔的淋水面積僅需3000平方米。山西和北京都地處北方,若僅按民用塔的劃分标準,大同就要多投入1500平方米的冷卻塔投資。 而冶金、石油、石油化工以及其它工業領域的工藝設備千差萬别,其不僅對水溫的要求差别較大,而所需冷卻水量的大小也都各不一樣。 因此,隻有針對不同的工藝統特點,進行該統的冷卻塔的量體裁衣式的非标設計,哪怕是個别部件的非标設計才是合理的、經濟的。 上述情況是從不同的工藝統來認識冷卻塔非标設計的必要性的,另一方面結合我國的國情,新建項目減少,改造項目卻增多,這時地皮的占用的多少也越來越被重視。有許多工程項目的冷卻塔在總圖上不易找到位置,對于這種情況,冷卻塔必須服從總圖的要求,同時還要完成冷卻任務。這種情況下,冷卻塔必須根據現埸的地形進行非标設計來滿足工藝和地形的要求。 冷卻塔的工藝設計關鍵是緊抓主要矛盾 近年來大家都較注重冷卻塔填料的質輕,因此,塑料淋水填料有較大的發展,很多單位開發出了多種不同的塑料淋水填料,一種比一種散熱效果好。在冷卻塔的設計時,設計員都選用熱力特性高的淋水填料,而其它一些散熱性能差的塑料或其它材質的淋水填料受到了冷落。這種作法是對的,但不全面,而在有些情況下是錯誤的。 冷卻塔整塔設計:根據工程的工期、水量、水溫、埸地條件及水質情況,在塔的總體設計上需要作如下的考慮: A、冷卻塔的基本結構采用砼結構放置在地面上,這樣塔的基本結構比較穩固結實并且維護方便。 B、冷卻塔的配水誼采用槽管結合的方式,這樣可以減小冷卻塔的塔内進風阻力,使風機的效能發揮更好,因而整塔冷效提高。 C、風機直徑要有所增大,從而改善塔内的風速分布情況,提高了塔的冷效。 D、由于有以上總體設計的幾方面改進,塔的平面尺寸比常用的風機直徑的砼塔有所減小。這樣節省了占地同時減小了造價。 爐體水統冷卻塔塔芯設計 爐體水統的特點是:爐體水統為淨水統,水質相對較好,另一方面,水溫的要求比較高。 根據這個特點塔的填料、淋水及收水作如下選擇。這個水統的主要矛盾是散熱。 A、填料:填料采用質輕的PVC填料。這種填料的熱力阻力綜合性能好,它的結構剛度也強。常期使用可以不變型,從而能保持其性能。 B、噴頭:選用多層流噴頭。目前常用的噴頭是反射三型噴頭,該噴頭的配水比較均勻,但它的缺點是下面的濺水盤易掉,造成配水不均。故需對反射三型噴頭進行改進,研制多層流噴頭。 C、收水器:選用常用的波160-45填料。 水沖渣水統冷卻塔塔芯設計:水沖渣統的冷卻水特點:熱水溫度高達70℃、水質是有鐵渣的濁水。這個水統主要矛盾是水溫高,而出塔水溫要求低。 冷卻塔的測試目的:冷卻塔的測試目的有兩個,一是考核冷卻塔是否達到設計能力,是反應供貨商對用戶是否提供了性能合格的冷卻塔,稱為考核測試;二是通過測試得到塔的熱力特性,積累實測資料,服務設計,提高設計水平,稱為性能測試。 冷卻塔測試的幾個必須測試參數:無論是冷卻塔的考核測試還是冷卻塔的性能測試以下參數是必須測試的:冷卻塔的水量、進塔空氣的幹濕球溫度、大氣壓、進出塔的水溫。 測試上述幾個參數一般可以回答,冷卻塔能否達到設計能力。随着冷卻塔技術的不斷完善,冷卻塔的供貨商應能提供精度相對較高的冷卻塔運行曲線簇。通過測試上述幾個參數與運行曲線作比較,即可回答冷卻塔是否達到設計要求。

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