冷卻塔基礎(chǔ)知識(shí)Word版

1、冷卻塔基本知識(shí)：1. 冷卻塔的作用2. 冷卻塔的分類(lèi)3. 各種冷卻塔簡(jiǎn)介· 自然通風(fēng)逆流濕式冷卻塔· 自然通風(fēng)橫流濕式冷卻塔· 輔助通風(fēng)冷卻塔· 機(jī)力通風(fēng)逆流濕式冷卻塔· 機(jī)力通風(fēng)橫流濕式冷卻塔· 多風(fēng)機(jī)濕式冷卻塔· 干式冷卻塔· 干濕式冷卻塔· 噴流式冷卻塔· 返回主頁(yè) 1、冷卻塔的作用工業(yè)生產(chǎn)或制冷工藝過(guò)程中產(chǎn)生的廢熱，一般要用冷卻水來(lái)導(dǎo)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(shè)備吸取廢熱使水溫升高，再排入江、河、湖、海，這種冷卻方式稱(chēng)為直流冷卻。當(dāng)不具備直流冷卻條

2、件時(shí)，則需要用冷卻塔來(lái)冷卻。1 / 20冷卻塔的作用是將挾帶廢熱的冷卻水在塔內(nèi)與空氣進(jìn)行熱交換，使廢熱傳輸給空氣并散人大氣。如圖 1 所示的火電廠(chǎng)為例，鍋爐回將水加熱成高溫高壓蒸汽；推動(dòng)汽輪機(jī)（2）作功使發(fā)電機(jī)（3）發(fā)電。經(jīng)汽輪機(jī)作功后的乏汽排入凝汽器（4），與冷卻水進(jìn)行熱交換凝結(jié)成水，再用水泵打回鍋爐循環(huán)使用。這一熱力循環(huán)過(guò)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（5）中將其熱量傳給空氣（6），從塔筒出口排人大氣。在冷卻塔內(nèi)冷卻過(guò)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(mén)，如石油、化工、鋼

3、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(guò)水表面的空氣與水直接接觸，通過(guò)接觸傳熱和蒸發(fā)散熱，把水中的熱量傳輸給空氣用這種冷卻方式的稱(chēng)為濕式冷卻塔（簡(jiǎn)稱(chēng)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(zhì)，必須排掉一部分含鹽度較高的水；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。缺水地區(qū)，補(bǔ)充水有困難的情況下；只能采用干式冷卻塔（簡(jiǎn)稱(chēng)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(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

4、輸給散熱器外流動(dòng)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。top2、冷卻塔的分類(lèi)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(lèi)如下。A、按通風(fēng)方式分按通風(fēng)方式分有：· 自然通風(fēng)冷卻塔 · 機(jī)械通風(fēng)冷卻塔 · 混合通風(fēng)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(dòng)方向分按熱水和空氣的流動(dòng)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

5、式的冷卻塔其他型式有噴流式冷卻塔和用轉(zhuǎn)盤(pán)提水冷卻的冷卻塔。top3、各種冷卻塔簡(jiǎn)述· 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)電力部門(mén)使用最多，見(jiàn)圖12。這種塔型的通風(fēng)筒常采用雙曲線(xiàn)形，用鋼筋混凝土澆制其高度已達(dá)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。如圖所示，熱水由管道通過(guò)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(jié)合布水；然后通過(guò)噴濺設(shè)備，將水灑到填料上；經(jīng)填料后成雨?duì)盥淙诵钏?，冷卻后的水抽走重新使用塔筒底部為進(jìn)風(fēng)口，用人字柱或交叉柱支承?？諝鈴倪M(jìn)風(fēng)口進(jìn)人塔體穿過(guò)填料下的雨區(qū)，和熱水流動(dòng)成相

6、反方向流過(guò)填料（故稱(chēng)逆流式），通過(guò)收水器回收空氣中的水滴后再?gòu)乃殖隹谂懦鏊饫淇諝膺M(jìn)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(guò)計(jì)算確定，初步設(shè)計(jì)時(shí)，可取為冷卻塔進(jìn)、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(jìn)風(fēng)口內(nèi)外產(chǎn)生壓差。致使塔外空氣源源不斷地流進(jìn)塔內(nèi)而無(wú)需通風(fēng)機(jī)械提供動(dòng)力，故稱(chēng)為自然通風(fēng)。為滿(mǎn)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(fēng)冷卻塔必須建造一個(gè)高大的塔筒。填料斷面氣流速度一般為1.01.2ms，比機(jī)械通風(fēng)冷卻

7、塔氣流速度要小。逆流方式冷卻效果高，但通氣阻力相對(duì)也大，所以填料體積小。填料有點(diǎn)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(diǎn)是，水淋過(guò)填料時(shí)，水的表面積比較固定；在水量增大時(shí)其表面積沒(méi)有多大變化，所以其淋水密度不宜太大，一般采用68（t（Mh）。在高溫、高濕地區(qū)，氣壓較低，形成同樣的過(guò)塔氣量，需要更高的塔簡(jiǎn)，所以對(duì)建造這種塔不利。自然通風(fēng)濕式冷卻塔建造費(fèi)用高，運(yùn)行費(fèi)用低，隨著國(guó)際上石油價(jià)格的提高，機(jī)械運(yùn)行費(fèi)用相應(yīng)增加，自然通風(fēng)冷卻塔就顯得更經(jīng)濟(jì)，因而被采用的愈來(lái)愈多了。top· 自然通風(fēng)橫流濕式冷卻塔 這種塔的填料設(shè)置在塔簡(jiǎn)外，如圖3所示。熱水通過(guò)上水管，流人配水池，他底

8、設(shè)布水孔，孔距約50CM，下連噴嘴，將熱水灑到填料上冷卻后，進(jìn)入塔底水池，抽走重復(fù)使用?？諝鈴倪M(jìn)風(fēng)口水平向穿過(guò)填料，與水流方向正交，故稱(chēng)橫流式或交流式?？諝獬鎏盍虾?，通過(guò)收水器，從塔街出口排出。在冷卻方式中；逆流式效率最高，順流式效率最差，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152Ot（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(jià)，所以現(xiàn)在多采用點(diǎn)滴式填料。使用點(diǎn)滴式填料的另一個(gè)好處是，淋水表面在大水量時(shí)有較大的增加，相應(yīng)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，因此塔筒宜

9、徑可以比同客量的逆流塔小，相應(yīng)降低了造價(jià)。這種增施工場(chǎng)地不互相干擾，有利于施工。運(yùn)行管理方便，但防冰凍性能不如逆流培，總造價(jià)一般比逆流塔低，但運(yùn)行費(fèi)用高top· 輔助通風(fēng)冷卻塔 囹4是一種自然通風(fēng)和機(jī)械通風(fēng)共同作用的冷卻塔在自然通風(fēng)逆流式冷卻塔底部，加裝鼓風(fēng)機(jī)以輔助塔簡(jiǎn)通風(fēng)。瑞舍吉-·考垂（RCottrell）公司設(shè)計(jì)的這種塔，高度為同容量自然通風(fēng)速流塔的12，底部直徑為其23，負(fù)荷小時(shí)可以不開(kāi)風(fēng)機(jī)英國(guó)因斯“B”（Ince B）電廠(chǎng)1000MW機(jī)組的輔助通風(fēng)冷卻塔，見(jiàn)圖5，塔筒高1164m，底部直徑935M，出口直徑53m，填料像橫流式冷卻塔一樣，放在塔簡(jiǎn)外邊，35個(gè)軸流風(fēng)

10、機(jī)布置在塔簡(jiǎn)和填料之間，風(fēng)機(jī)直徑79m。填料高13m，進(jìn)深6m。此塔冷效相當(dāng)于3個(gè)同尺寸的自然通風(fēng)冷卻塔，而造價(jià)較自然通風(fēng)塔低15，但加上30年運(yùn)行費(fèi)就不便宜了。top· 機(jī)力通風(fēng)濕式冷卻塔 機(jī)械通風(fēng)濕式逆流冷卻塔分鼓風(fēng)式和抽風(fēng)式兩種。鼓風(fēng)式塔從塔底部進(jìn)風(fēng)口用風(fēng)機(jī)向塔內(nèi)鼓風(fēng)，現(xiàn)使用不多，其原理同抽風(fēng)式，不再介紹。抽風(fēng)式塔如圖6所示，較大型的機(jī)械通風(fēng)逆流式冷卻塔,一般是多座（格）塔連成一排，每格塔成正方形或矩形，從兩面進(jìn)風(fēng)。只有在單個(gè)塔時(shí)才作成圓形，如一些較小型（水量小于 1000Th）的玻璃鋼冷卻塔。熱水通過(guò)上水管進(jìn)入冷卻塔，通過(guò)槽式或管式配水系統(tǒng)，使熱水沿塔平面成網(wǎng)狀均勻分布，然后

11、通過(guò)噴嘴，將熱水灑到填料上，穿過(guò)填料，成雨?duì)钔ㄟ^(guò)空氣分配區(qū)（雨區(qū)），落入塔底水池，變成冷卻后的水待重復(fù)使用。空氣從進(jìn)風(fēng)口進(jìn)入塔內(nèi)，穿過(guò)填料下的雨區(qū)、與熱水成相反方向（逆流）穿過(guò)填料、通過(guò)收水器、抽風(fēng)機(jī)、從風(fēng)筒排出。淋水密度一般為q=1215t（mh）。過(guò)大的淋水密度，尤其在使用薄膜式填料時(shí)，會(huì)引起阻塞現(xiàn)象、氣流阻力突然急劇增加。通過(guò)填料斷面的風(fēng)速V=2230MS。風(fēng)速也不宜太大，不然會(huì)帶來(lái)大的風(fēng)吹損失及阻力。 2 8Ms風(fēng)速會(huì)將直徑05mm，相當(dāng)于小斜雨的水滴吹走，薄膜式填料風(fēng)速可以大一些，點(diǎn)滴式填料則風(fēng)速應(yīng)小一些。進(jìn)風(fēng)口面積和填料斷面面積之比取0506為宜。· 機(jī)械進(jìn)風(fēng)橫流濕式冷卻

12、塔 機(jī)械通風(fēng)橫流濕式冷卻塔（圖7）的主要原理和自然通風(fēng)橫流式冷卻塔一樣，只是用風(fēng)機(jī)來(lái)通風(fēng)，因此風(fēng)速可以高一些，一般填料斷面風(fēng)速取v=2230ms。配水用盤(pán)式，為了保證水深比較均勻，配水盤(pán)可以分幾格，盤(pán)底打孔，裝噴嘴將熱水灑向填料，然后流人底部水池。淋水密度大者可達(dá)2050t（m·h）。填料傾斜安裝。以保證運(yùn)行時(shí)水不灑到填料外。對(duì)點(diǎn)滴式填料，傾角用 911，薄膜式填料傾角用56。填料高度和深度比值取225。進(jìn)風(fēng)口安裝百葉窗、葉片面與水平夾角取4560。top· 多風(fēng)機(jī)混式冷卻塔 多風(fēng)機(jī)冷卻塔即一座塔上安裝多臺(tái)風(fēng)機(jī)，如圖所示為一座多風(fēng)機(jī)橫流式冷卻塔，也可以用于逆流式。塔平面形狀

13、一般為圓形，也可以是長(zhǎng)方形。其原理與單風(fēng)機(jī)塔相同。這種塔的優(yōu)點(diǎn)是，占地小，投資少，包括低的建筑費(fèi)用及管理費(fèi)用。風(fēng)機(jī)之間對(duì)熱羽流有相互促進(jìn)作用，因而羽流上升高度大、不易形成熱空氣向進(jìn)風(fēng)口回流。由于風(fēng)機(jī)的互相干擾、總的抽風(fēng)量減小。top· 干式冷卻塔 干式冷卻難的熱水在散熱翅管內(nèi)流動(dòng)，靠與管外空氣的溫差，形成接觸傳熱而冷卻。所以干式冷卻塔的特點(diǎn)是：沒(méi)有水的蒸發(fā)損失，也無(wú)風(fēng)吹和排污損失，所以干式冷卻塔適合于缺水地區(qū)，如我國(guó)的北方地區(qū)。因?yàn)闆](méi)有蒸發(fā)，所以也沒(méi)有但空氣從冷卻塔出口排出所造成的污染。水的冷卻靠接觸傳熱，冷卻極限為空氣的干球溫度效率低，冷卻水溫高。需要大量的金屬管（鋁管或鋼管），因

14、此造價(jià)為同容量濕式塔的46倍。因干式冷卻塔有后兩點(diǎn)不利因素，所以在有條件的地區(qū)，應(yīng)盡量采用濕塔。干塔可以用自然通風(fēng)，也可以用機(jī)械通風(fēng)。以火電廠(chǎng)常用的干式冷卻塔為例，分為間接冷卻和直接冷卻兩類(lèi)。間接冷卻是指用冷卻塔中冷卻后的水，送往凝汽器中冷卻由汽輪機(jī)井出的乏汽。直接冷卻是指不用凝汽器，將汽輪機(jī)排出的乏汽，用管道引人冷卻塔直接冷卻，變?yōu)槟Y(jié)水，用水泵送回鍋爐重復(fù)使用。圖9所示為海勒（Heller）系統(tǒng)間接空冷干式自然通風(fēng)冷卻塔。它的特點(diǎn)是使用噴射式凝汽器，汽輪機(jī)排出的乏汽與從冷卻塔來(lái)的冷水，在凝汽器內(nèi)直接混合，因此端差很小?；旌虾蟮乃?，約2送回鍋爐，其余的水送到冷卻塔冷卻。因冷卻水和鍋爐水為同一

15、種水，所以對(duì)水質(zhì)要求高。另外一個(gè)特點(diǎn)是，經(jīng)冷卻塔冷卻后的水仍有較大的余壓，在送人凝汽器以前，先用小型水輪發(fā)電機(jī)口收能量。圖9所示的散熱器放在塔簡(jiǎn)的外邊，類(lèi)似濕式橫流塔。散熱器也可以像濕式逆流塔一樣放在塔筒里面，但為了排走散熱器中的水，散熱器不是完全水平布置，而有一定的坡度。另外一種間接空冷塔，使用表面式凝汽器，乏汽和冷卻水互不相混。散熱器用翅片管或螺紋管，材質(zhì)為鋼或鋁。管斷面為橢圓形或圓形。直接空冷塔如圖10所示。從汽輪機(jī)排出的乏汽，通過(guò)管道直接送入冷卻塔內(nèi)的散熱管，用風(fēng)機(jī)通風(fēng)冷卻成凝結(jié)水，不要凝汽器，所以稱(chēng)直接空冷。因?yàn)槭菍⒄羝苯铀腿松峁?，而不像間接空冷送人冷卻塔的是熱水、因蒸汽體積比水

16、大得多，所以送汽管特別粗，直徑約為間接空冷的三倍多。另外，輸汽管道不能漏汽，不然就會(huì)直接影響汽輪機(jī)真空，降低出力。top· 干濕式冷卻塔 這種塔為濕式塔和干式塔的結(jié)合，如圖11所示，干部 在上、濕部在下。也有的塔四面進(jìn)風(fēng)，相對(duì)兩邊為濕部；另外兩邊為干部。采用這種塔的目的，部分是為了省水，但大多數(shù)是為了消除從塔出口排出的飽和空氣的凝結(jié)，因而造成塔周?chē)奈廴?。圖12為德國(guó)某電站的干濕式冷卻塔。如圖11所示，從塔下部濕段排出的濕空氣，在同塔周?chē)睦淇諝饨佑|后，即變成過(guò)飽和的空氣而凝結(jié)，形成霧，造成污染。如果像圖中那樣，塔上部用干段，則由塔下部濕段排出的飽和濕空氣，流經(jīng)干段時(shí)，會(huì)被加熱而變成不飽和的空氣，因而出塔后不會(huì)凝結(jié)。如圖13所示為干濕式塔的排放空氣狀態(tài)變化情況的示例。圖中彎曲線(xiàn)為相對(duì)濕度。為塔周?chē)髿鉅顟B(tài)。為濕塔時(shí)，從塔出口排出的濕空氣狀態(tài)，由于過(guò)飽和，水蒸氣凝結(jié)形成霧。為干濕式塔中，濕段出口的空氣狀態(tài)。為干段后的空氣狀態(tài)?？梢钥闯觯瑥淖兊綍r(shí)，空氣含濕量不變，只是溫度升高。然后與從溫段來(lái)的空氣混合，變?yōu)闋顟B(tài)，從塔出口排出。相對(duì)周?chē)諝鉅顟B(tài)。點(diǎn)空氣狀態(tài)處在非飽和區(qū)，所以從干濕式塔排出的濕空氣不會(huì)結(jié)霧，這就是加干段的作用。干段水量一般為總水量的2025。top· 噴射型的冷卻塔 圖14為一種噴流式冷卻塔。為美國(guó)貝爾其莫爾·艾爾科伊爾（Baitor