关于冷却塔的一些事

2017年09月21日

一、冷却塔分类  

1, 冷却塔根据被冷却水在塔内是否与空气接触,可以分为开式与闭式      

开式冷却塔中,循环水和空气与塔部件相接触会带来一系列问题:水质易受污染,滋生军团菌,设备腐蚀结垢等,闭式冷却塔主要依靠管外喷淋水的蒸发带走热量,其冷却流体环路封闭,不受环境污染的影响,降低了系统结垢的可能性,有利于系统的高效运行。

2, 冷却塔按喷淋水与空气的流向又可分为横流塔和逆流塔      

逆流式塔的冷却水与空气逆向接触,通过布水器散水,热交换效率高即冷却效果相对较好,但由于配水系统阻力大且塔体比横流式高,故相对噪声要大过横流式,在对安静有较高要求的场合应选用超低噪声型;      

横流式塔为重力式散水,散水阻力小,但热交换效率低于逆流式,填料用量大,占地面积较大,优点是检修方便,清洁保养时不需停机,且塔体高度低于逆流式;

3, 冷却塔按有无填料分为填料式和无填料式

4, 喷射无风机式冷却塔      

喷射无风机式塔的最大优点即超低噪声、无振动,水滴飞溅也很少,从环保角度来看是理想的冷却设备,但其占地和高度都超过前两种,并且为满足喷射水压,循环水泵的扬程较大,为防止喷嘴堵塞对水质的要求也较高。因此这三种型式可谓各有短长,在实际的设计中,设计人员应根据建筑的具体情况和侧重综合比较,选用最适合的冷却塔。

二、冷却塔冷却效果      

冷却塔冷却效果取决于3个要素:

(1)冷空气量与冷却水量的比值(气水比);

(2)冷却介质冷空气和被冷却介质接触的比表面积:

(3)冷却时间。

三、冷却塔关键技术

1、冷却塔填料  

按填料的表面形式通常可分为点滴式、薄膜式和点滴薄膜式      

点滴式填料的缺点在于它单位体积的冷却能力较差。在同等冷却量下,需要更多的体积,其次这种填料大多是悬挂在塔内的,这就加大了施工和维修难度。      

薄膜式的缺点在于:由于薄膜式填料内的水速相对较慢,容易形成污染,随着使用时间的增长,甚至会出现堵塞现象,造成冷却塔效率降低。      

大多数逆流式冷却塔采用PVC 膜式填料, 主要有: 斜折波、双斜波、S 波、T- 25 斜波等      

点滴薄膜式填料具有点滴式填料和薄膜式填料的双重功能。

无填料冷却塔的发展      

淋水填料用到的材料有木材、竹子、石棉水泥、水泥网格、塑料、玻璃钢、陶瓷等    

目前冷却塔淋水填料存在的问题是:风阻大和淋水密度小 。在研发过程中,同时解决这个问题似乎是矛盾的,但随着科学技术的不断创新和提高,相信在未来冷却塔填料中会有更多更好的新成员加入进来,从而推动冷却塔不断向前发展。      

 冷却塔内填料层的热、质交换过程是一个复杂的过程,国内很多研究只是在宏观上对其进行讨论,因此微观方面的研究还需要进一步深入。

1) 《冷却塔填料性能试验台和数据处理软件的开发》2006      

冷却塔淋水填料的热工性能分析是分析冷却塔传热传质优劣的主要依据之一,冷却塔传热传质和阻力性能依赖于实验台中进行实测,把测得的数据整理成各种经验关系式,供设计和评选时使用,主要是国外早年的研究,我国60-70年代开发了相关试验台,对进水温度、填料层高度、水气比等冷却塔性能进行分析  

2) 《逆流式冷却塔填料及淋水分布的数值优化设计》2000      

在冷却能力较强的区域,增加填料层厚度或相应增大此区域的淋水密度,而在冷却能力较低的区域减少填料层厚度或淋水密度,采用数值分析的方法研究了非均匀填料分布及非均匀淋水密度分布对提高冷却效率的影响,给出了最佳的填料层分布及淋水密度分布。考虑工程实际要求,给出了一些优化设计方案,其冷却效果(冷热水温度差)可以比均匀填料均匀淋水增加0.7℃ ,也比单独考虑淋水配置提高了约0.3℃。

3) 《逆流式冷却塔螺旋式填料的开发设想》2001    

指出水流的分散性和空气阻力是相互制约的,它们不能同时改善,是现在的逆流塔效率不能提高的关键问题所在,为此,设计了一种新结构的填料即螺旋式填料,具有风阻小、体积小、气流相对均匀和淋水密度大的综合优点,可以从根本上解决逆流塔所存在的种种问题。 新型填料的结构  该结构是一种流线型的带状曲面填料,填料带呈蜂窝状曲线结构,水可以穿过这种填料带.并且被重新分散与分配.形成均匀的水滴。空气则不能穿过这种填料带,而是沿两条填料带之间的空隙运行,且不改变方向。由于各填料带之间的空隙较大,所以对空气的阻力就相当小,从而使效率得以提高。螺旋式填料的安装示意图如图1所示。填料的结构及工作状态分别见图2、图3。从图1看出,有几层相互平行的填料带,与水平面呈一定夹角,共绕在中心柱上,而每层填料只有一片,所以耗用材料很少。此技术最适用于圆形塔。    

在运行时,水穿过多层的斜面填料带,每穿过一层,便被重新分散一次,同时也使下落速度减慢一次。空气不是与水从同一孔隙中穿过。而是沿着流线型的填料带横向旋转向上,没有弯折,所以阻力极小,淋水的密度也可以增大,提高了效率,也从根本上解决了空气与水相互制约的问题。

4)《新型无填料喷射式冷却塔的性能探讨》2007      

20世纪90年代,出现了无填料的喷雾式冷却塔,但是该种冷却塔不仅进塔压力比传统填料冷却塔高出一倍,增加了水泵耗能,还给现有的冷却塔的改造替换增加了成本。本文介绍的一种新型无填料喷射式冷却塔,不仅进塔水压与传统填料冷却塔相当,而且耗水量基本一样,但冷却效率明显提高,目前已开始投入市场使用,取得了良好的实际使用效果。工作原理:喷射式冷却塔的热水从塔的下部向上喷射。空气都是由冷却塔的底部进人,在引风机的作用由下向上流动。因为喷射式冷却塔的热水通过喷嘴喷出小水珠到达收水器的下方,再在重力的作用下落到集水盘,所以整个热湿交换过程已不是单纯的顺流或者逆流,而是顺流和逆流的有机结合。

来源:广州市清顺环保科技有限公司