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冷却塔是什么有什么用-东莞晶杰玻璃钢

冷却塔知识:冷却塔是工业过程的散热装置。它们被定义为任何开放水循环装置,其使用风扇或自然通风来吸引或迫使空气通过蒸发接触和冷却水。冷却塔可最大限度地减少天然水散热器的热污染,并允许循环水的再利用。当人们想到冷却塔时,可能会想到与核电站相关的大型塔楼。这些冷却塔在尺寸方面是一个极端的情况,但工作原理完全一样。这些和其他较小的塔在工业应用中广泛使用。
 
一、冷却塔的优势
蒸发式冷却是冷却塔作为一种除热设备的主要优点。它们用于提供比用风冷或干热去除热可达到出水温度低得多的效果。
 
晶杰玻璃钢冷却塔 

二、冷却塔组件
所有冷却塔都包含一些基本组件,包括以下内容:
1、塔架结构(框架)包围冷却部件(例如风扇,管道)并支撑外部装置(泵,电机)。
2、填料(由PVC、PP、陶瓷或木材制成)增加了表面积并减缓了水的下降,从而促进了空气和水之间的蒸发和热传递。最佳填料具有高表面积但产生的风阻降低。
3、冷水盆或水池位于塔底附近并接收污水并通过泵将其再循环通过系统。
4、收水器捕获捕获在空气流中的水滴,以最大限度地减少水的流失。
5、风扇(轴向或离心)用于使空气通过系统。诱导系统使用位于塔顶附近的轴流风扇,而强制系统使用任何一种类型放置在底部附近。
 
三、冷却塔原理图信息
 
四、冷却塔水循坏系统及相关计算公式
操作冷却塔需要了解两个独立但相互关联的子系统:传热和水循环。
水循环
塔可以使用自来水(一般也只用自来水)河水,沿海水(海水)或井水作为新鲜冷却水的来源。在操作过程中,来自系统外部的温水被泵入塔中,在那里它被管道输送或通过喷雾器或布水器重力分散。水接触并通过风扇或对流力推动或抽吸空气来冷却。在再循环之前,基于冷却过程中损失的量将新水添加到水中。
 
在冷却塔中,水可以以四种方式之一丢失。
蒸发(E)是塔的主要冷却功能,其中水从液体转化为气体并且作为蒸汽离开塔。这是将热量从冷却液传递到环境的方法。蒸发量不是省水工作的主题。
设计提示:节水工作的重点不是减少蒸发造成的水损失。然而,提高冷却系统的传热效率将减少塔上的蒸发负荷。
漂移(D)是从塔中携带的少量水,如雾或小液滴。它由挡板和除水器控制,在大多数系统中可以近似为总系统流量的0.02%。
(B)除去水以降低冷却水中的溶解固体含量。当水从塔中蒸发时,会留下溶解的固体(如钙,镁,氯化物和二氧化硅)。随着更多的水蒸发,溶解的固体浓度增加,腐蚀可能性增加。通过排污控制该浓度的溶解固体。仔细监测和控制排污量是冷却塔运行中节约用水的最重要机会。
盆地泄漏或溢出(L)是塔操作不当的结果。为避免出现问题,请检查浮子控制设备以确保正确维持水池水位并检查系统阀门以确保没有未计入的损失。
泄漏,排污和漂移一起占水废物总量(W)。
 
W = L + B + D.
 
通过废水和蒸发水的简单水质平衡来确定在冷却塔中添加的补充水(M)的量。
 
M = E +(B + D + L)= E + W.
 
溶解的固体通过补给水进入系统并通过废水排出。 “浓度循环”(X)是基于用于测量水效率的溶解固体浓度的参数。为了计算该比率,将贮槽水(CW)中的电导率(离子浓度)除以补充水(CM)的电导率。
 
X = CW / CM
 
优化水效率需要最大化该比率,这将最大限度地减少排污水的去除并减少补给水的需求。但是,这只能在补给水和冷却塔水化学的限制范围内完成。随着浓度增加的循环,溶解的固体增加,除非仔细控制,否则会引起结垢和腐蚀问题。
 
五、冷却塔传热计算
工业冷却塔中的传热是空气和循环水之间的接触量的函数。
冷却塔中的传热效率(μ)可以基于水的入口温度(TI)和出口温度(TO)以及空气的湿球温度(Twb)来定义。以下等式可用于计算此效率:
 
μ= [(TI-TO)/(TI-Twb)]×100
 
这种运行效率可以通过三种类型的降级来降低:
·结垢 - 在大多数供水系统中,溶解的化学物质会形成坚硬的石灰层或其他矿物“水垢”。
·腐蚀 - 表面和部件腐蚀,特别是金属表面的水腐蚀或油槽中的污泥堆积。
·有机污垢 - 系统中藻类或其他有机物质的生长。
 
设计提示:解决大多数腐蚀或降解问题的方法是使用中和剂和除藻剂对循环水进行适当调节,然后过滤中和盐。
 
六、冷却塔类型
塔架设计是为特定应用选择合适的冷却塔的基础。设计可以根据草稿,流程和循环类型而有所不同。
1.以冷却塔的于空气的移动方式分类
机械通风塔使用机械风扇将空气移动通过系统。这些塔实施强制或诱导通风机制。
强制机械通风塔利用塔底部空气入口面的风扇将冷却空气向上推动通过烟囱。这允许风扇在高静压系统中有效工作。这也便于日常维护和服务。另外,这些组分在干燥进入空气流中的位置通过将它们与饱和排出空气隔离而延长了组件寿命。
 
诱导式机械通风塔利用安装在塔架顶板单元中的风扇,冷却空气通过烟囱向上拉。这导致低进入和高出口空气速度,降低了再循环的可能性,其中排出的空气流回到进气口。它还可以最大限度地降低风扇噪音对附近邻居的影响,并在低于冰点条件下运行的设备提供最大程度的风扇结冰保护。这些系统需要使用耐腐蚀的风扇材料,以确保长寿命和最小化维护要求。
 
自然通风冷却塔使用自然对流气流向上移动以冷却水。这些系统非常大(+400英尺高),可以超过500,000加仑/分钟(加仑每分钟)的流量。由于它们的尺寸,它们主要由电力公司使用。双曲面设计是自然通风塔的标准,因为它们具有高结构强度,更低的材料要求和更高的冷却效率。
 
2.水气流动方向分类
冷却塔也可以通过空气和水相对于彼此的流动方式来区分冷却塔信息
逆流设计(左)和横流设计(右)
 
横流设计将空气和水以90度角混合。当空气水平流过时,水通过重力垂直向下流动。与逆流系统相比,错流系统往往具有更低的能量和运行成本。具体优势包括:
·由于塔架高度较低,泵头较低。
·降低年度能耗和运营成本。
·接受水流量的较大变化而不会对水分布模式产生不利影响(冬季平板式换热器运行)。
·易于维护进入分配喷嘴。
·由于水平空气分布,减少了漂移和再循环以及低静压降。
·可以使用更大直径的风扇,以便在给定容量的情况下需要更少的电量。
 
逆流设计以垂直流动方式混合空气和水,水流量下降,空气上升。当空气垂直向上流动时,水从加压喷雾喷射后垂直向下流动。由于更有效的空气和水的使用,逆流系统往往比横流系统具有更小的占地面积。具体优势包括:
·由于塔高增加,范围更长,接近更近。
·由于压力喷雾更精细的液滴尺寸,更有效地利用空气。
·最冷的水与最干燥的空气接触,最大化塔的性能,因为垂直的空气运动穿过填充塔的信息
 
设计提示:逆流和横流设计的主要区别在于逆流塔的设计高度比横流塔高,因此需要更多的泵送功率,但在给定容量下需要更少的塔架面积。
循环类型
 
3.冷却塔还可以分为开式和闭式冷却塔
开环系统是开式结构,其将温水分布在包装材料的“填充物”上。填充物提供了大大扩展的空气 - 水界面,用于加热空气和蒸发。通过与通过它的空气直接接触来冷却水。将冷却的水收集在填充物下方的冷水盆中,从该冷水盆中将冷却水泵回通过系统。离开填充物的加热和含水的空气在远离空气入口的一点处排放到大气中,以防止其被吸回塔中。
 
闭环系统的冷却塔工作方式与制冷系统类似。冷却流体(通常是水或乙二醇混合物)包含在封闭的管道系统内,并且通过在含有热水的管道上流水来进行蒸发冷却。空气通过在热管外部层叠的循环水抽出,提供类似于开放式冷却塔的蒸发冷却。因此,间接冷却塔的操作非常类似于开放式冷却塔,但有一个例外:被冷却的过程流体包含在“封闭”回路中,并且不直接暴露于大气或再循环的外部水。
 
七、冷却塔产品规格
 
操作规范是用于设计和描述冷却塔的参数。其中最重要的是冷却能力,通过该冷却能力确定所有其他规格。
 
冷却能力是在给定时间内从冷却流体消散的热能。它在冷却塔吨中测量,其为15,000 Btu / h或125%的冷藏吨(12,000 Btu / h)。除上述设计类型外,所需的冷却能力将影响冷却塔的泵头,电机功率,流速和尺寸要求。
 
·流速是指在给定时间内通过塔架移动的冷却水量,以加仑/分钟(gpm)或米/小时(m3 / h)为单位。该参数取决于冷却塔系统的冷却能力,尺寸和可用的泵送功率。
·泵头压力定义了克服冷却系统中的流动阻力所需的泵送功率。具有更大阻力(逆流)的更大系统将具有大的压头额定值。
·电机功率是用于驱动冷却塔中风扇的电机所需的额定值。美国通常以马力(hp)对此参数进行评级,而其他国家/地区可能使用瓦特(W)。
 
尺寸包括冷却塔的高度以及其油槽容量和操作重量,所有这些都根据给定塔的所需冷却能力和流速而变化。
 
八、冷却塔材质
根据设计和应用,有许多材料可用于制造冷却塔的每个部件。
 
塔中使用的金属包括用于传热和管道的铜,用于风扇叶片的铝,以及用于结构部件的镀锌钢或涂层碳钢。水中某些溶解的成分有导致金属腐蚀的倾向,并且可能会导致金属腐蚀
 
塔中使用的金属包括用于传热和管道的铜,用于风扇叶片的铝,以及用于结构部件的镀锌钢或涂层碳钢。水中某些溶解的组分具有导致金属腐蚀的倾向,并且额外的耐腐蚀性需要使用不锈钢或非金属材料来延长组件的寿命。
 
设计提示:涂层碳钢和镀锌钢通常足以满足大多数行业标准(“常规”)冷却塔操作。随后使用不锈钢的部件或系统将更昂贵,但可显着延长材料在腐蚀性气氛中的寿命。
 
玻璃纤维增强聚酯(玻璃钢FRP)是一种坚硬,轻质的材料,耐腐蚀,可承受重载。它可用于塔的主要部件和较小的系统部件的构造。该材料用于冷却水中的化学物质对金属具有高度腐蚀性的系统中。
 
聚氯乙烯(PVC),聚乙烯和聚丙烯等聚合物有利于塔中的非结构组分,其中水的腐蚀可能抑制金属的使用。
 
木材是用于建造膨胀冷却塔的常见建筑材料。在需要大量材料的设计中,它是最具成本效益的,其中建筑的现场劳动力变得不那么重要,适用于木材资源丰富的发展中国家。木材经过化学防腐处理会污染环境(通过流动的水损失木材防腐剂化学品)。
 
混凝土被用作自然通风冷却塔中的主要材料,尽管它也被用作一些较小系统的组件。
 
设计提示:在实践中,大多数冷却塔的结构设计包含多种材料类型。常见的例子包括带有FRP外壳的木材或镀锌钢塔,或带有不锈钢集水盆的涂层碳钢塔。
 
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