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冷却塔的发展历史

发表时间:2021-10-24 23:09

冷却塔广泛的应用于国民经济的许多部门,如电力、石油、化工、钢铁、轻纺和大厦等。目前所应用的冷却塔有170多米高的大型自然通风冷却塔,也有冷却几吨水的小型玻璃钢冷却塔。

利用水来冷却其它热质已经很早了。早在1912年,世界上第一个简单的自然通风冷却塔,在荷兰的一个矿上建成使用。在二次世界大战中,美国没有受到战争破坏,工业得到得天独厚的发展,冷却塔也相应地发展起来。美国当时所用的冷却塔,都是采用机械通风的。

由于工业不断发展,水资源日益紧张,干是干式冷却塔也相应地发展起来。

冷却塔的散热原理

冷却塔的散热原理可理解为:高温的循环水进入冷却塔,在 “热交换器” ——填料处与外界来的冷空气发生水气热交换(主要为蒸发散热和接触散热,辐射散热可忽略),把水中的热量传输给空气,从而使高温的循环水降温以达到冷却散热的目的。其中填料的作用是扩大水气热交换面积、延缓水气热交换时间,使蒸发作用达到最佳效果。从而使循环水温度下降接近环境空气的湿球温度,产生降温功能。用这种冷却方式的称为湿式冷却塔(简称湿塔)。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;蒸发又使循环的冷却水含盐度增加,为了稳定水质,必须排掉一部分含盐度较高的水;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,补充水在困难的情况下,只能采用干式冷却塔(简称干塔或空冷塔)。干塔中空气与水的热交换,是通过由金属管组成的散热器表面传热,将管内的水的热量传输给散热外流动的空气。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。

冷却塔的分类

(1) 根据外形不同分为:①圆形冷却塔;②方形冷却塔;③矩形冷却塔。

(2) 根据热水和空气的流动方向分为:①横流式冷却塔;②逆流式冷却塔;③混流式冷却塔。

(3) 根据不同的设计标准分为:①冷吨型(湿球温度27℃);②水吨型(湿球温度28℃)。

(4) 根据不同的噪声要求分为:①普通型;②低噪音型;③超低噪音型。

(5) 根据热水降温的幅度不同分为:①普通型(37℃-32℃);②中温型(43℃-33℃);③高温型(65℃-35℃)。

(6) 根据组合方式可分为:①单风机冷却塔;②多风机组合冷却塔。

(7) 根据材料的不同可分为:①FRP冷却塔;②混凝土冷却塔。

(8) 按不同的通风方式分为:①自然通风冷却塔;②机械通风冷却塔;    ③混合通风冷却塔。

另外还有很多不同的分类方法,比如正压鼓风型、负压抽风型、无风机型等等。

以型式分类

以冷却水进出温差分类

以噪声大小分类

以进风

方式分类

以外形分类

开放式

普通△t=5℃

普通>65 dB(A)

逆流

圆形

密闭式

中温△t=10℃

低噪声60-65 dB(A)

横流

方形


高温△t=25℃

超低噪声<60 dB(A)


矩形

冷却塔的结构

湿式机力抽风冷却塔通常由以下部分组成:

(1) 塔体:

塔体是由钢架,外加玻璃纤维护面组成的。也有用钢筋混凝土制作的。现在大多数空调用冷却塔的钢件,都是采用热浸镀锌的,防腐效果好。大型工业用冷却塔,铁件一般采用刷环氧沥青漆来做防腐。

(2) 散热填料:

填料是冷却塔的重要组成部分。其所产生的温降达整个塔温降的60%-70%,所以要选择温降大,气流阻力小,亲水性好的材料。亲水性好,能使水在填料表面形成水膜,缓慢流下,有充分的散热时间,以提高散热效率。早期的填料多使用木材,后因木材容易腐烂,有些国家又缺乏木材,转而使用石棉水泥板,后来发现石棉水泥板在生产中对人体有害,所以停止使用,当今多使用水泥及塑料,尤其是塑料填料,发展很快。

填料分为点滴式、薄膜式、点滴薄膜式。

(3) 集水池(盆):

热水经过冷却后,汇集到集水池内,然后从集水池流到水泵房,循环使用。集水池的容积,应保证冷却塔的运行,以及冷却塔突然停止运行时,水不会溢到池外。

(4) 风机和风筒:

在机械通风冷却塔中,通风是靠风机来实现的,可采用抽风式或鼓风式。除特殊情况外,一般都采用抽风式。抽风式冷却塔采用轴流风机,风机及其传动设备都在域的顶部,这样可使塔内气流分布更均匀。

风筒的作用有二:①减少气流出口的动能损失;②减少或防止从冷却塔排出的湿热空气,又流回到塔进风口,重新进入塔内。

(5) 收水器:

从冷却塔排出的热湿气流中,有一部分小水滴被带出塔外,随风飘落在塔周围的地面上,这部分损失的水量称为漂水损失。在逆流式冷却塔中大多加装收水器,以减少这部分的损失。现在使用的收水器,大多是用玻璃钢或塑料制成。

(6) 洒水系统:

冷却塔的热水经过洒水系统,均匀的洒在填料上。①管式洒水:多用在逆流式水塔上,由洒水管和喷嘴组成。②池式洒水:多用在横流式水塔上,在洒水盆底部设较密的洒水孔,将水直接洒在填料上,也有通过喷嘴洒向填料的。

另外根据客户的不同要求,还可加设吸音隔音装置,防飞水溅水装置,智能变频控制系统,电加热装置等等。

影响冷却塔散热的基本因素

(1) 环境湿球温度:

湿球温度是影响冷却塔的最大因素,湿球温度越低,冷却水塔的运作功能相对也越高。

(2) 逼近度:

出水温度和环境湿球温度的温差。逼近度越大,降温越容易。一般来讲,逼近度不小于3℃。

(3) 循环水量:

冷却循环水进入冷却塔的流量。

(4) 风量:

在一定时间内,冷却水塔内所排出的散热风量。风量越多,则大量环境空气与水接触,使蒸发作用加速,导致散热效能更好。

(5) 散热胶片:

在冷却塔内,一种空气和水的接触介质。主要是增加水和空气的接触面积,延长接触时间,可使蒸发作用的空间和时间增加。


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