火电站冷却塔工作原理(暖通丨各种冷却塔的优缺点)

Posted 2023-06-01

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火电站冷却塔工作原理(暖通丨各种冷却塔的优缺点)

逆流式节能冷却塔

逆流式节能冷却塔是指水流在塔内垂直落下,气流方向与水流方向相反的冷却塔。逆流式冷却塔是水在塔内填料中，塔内的水从上到下，塔内的空气从下到上进行反流，这既是逆流式冷却塔。

逆流式节能冷却塔的优点：

1、整套涉笔设计简单，配水系统通畅，整个配水过程不需要特别要求，并且不易堵塞。采用了淋水填料，防止老化和湿气回流。在温度比较低的地方，容易采取抗冻措施。并且可以设计多台冷却塔同时使用。

2、整套设备设计比较简单，操作比较简单。整套设备生产成本可以控制，通常会在一些大型的冷却循环水中使用。冷却塔工作原理是通风的空气从正确的角度吹向滴下来的水，当空气通过这些水滴的时候，一部分水就蒸发了，由于用于蒸发水滴的热量降低了水的温度，剩余的水就被冷却了。这种方法的冷却效果依赖于空气的相对湿度以及压力。当水滴和空气接触时，一方面由于空气与不的直接传热，另一方面由于水蒸汽表面和空气之间存在压力差，在压力的作用下产生蒸发现象，带到目前为走蒸发潜热，将水中的热量带走即蒸发传热，从而达到降温之目的。冷却塔的工作过程：圆形逆流式冷却塔的工作过程为例：热水自主机房通过水泵以一定的压力经过管道、横喉、曲喉、中心喉将循环水压至冷却塔的播水系统内，通过播水管上的小孔将水均匀地播洒在填料上面；干燥的低晗值的空气在风机的作用下由底部入风网进入塔内，热水流经填料表面时形成水膜和空气进行热交换，高湿度高晗值的热风从顶部抽出，冷却水滴入底盆内，经出水管流入主机。但是，水向空气中的蒸发不会无休止地进行下去。当与水接触的空气不饱和时，水分子不断地向空气中蒸发，但当水气接触面上的空气达到饱和时，水分子就蒸发不出去，而是处于一种动平衡状态。蒸发出去的水分子数量等于从空气中返回到水中的水分子的数量，水温保持不变。

干式冷却塔

干式冷却塔，水和空气不直接接触，只有热交换的冷却塔。

干式冷却塔，干式冷却难的热水在散热翅管内流动，靠与管外空气的温差，形成接触传热而冷却。所以干式冷却塔的特点是：

1.没有水的蒸发损失，也无风吹和排污损失，所以干式冷却塔适合于缺水地区，如我国的北方地区。因为没有蒸发，所以也没有但空气从冷却塔出口排出所造成的污染。

2.水的冷却靠接触传热，冷却极限为空气的干球温度效率低，冷却水温高。

3.需要大量的金属管（铝管或钢管），因此造价为同容量湿式塔的4～6倍。因干式冷却塔有后两点不利因素，所以在有条件的地区，应尽量采用湿塔。干塔可以用自然通风，也可以用机械通风。以火电厂常用的干式冷却塔为例，分为间接冷却和直接冷却两类。间接冷却是指用冷却塔中冷却后的水，送往凝汽器中冷却由汽轮机井出的乏汽。直接冷却是指不用凝汽器，将汽轮机排出的乏汽，用管道引人冷却塔直接冷却，变为凝结水，用水泵送回锅炉重复使用。

干一湿式冷却塔

干一湿式冷却塔，由干式、湿式两部分组成的冷却塔。

这种塔为湿式塔和干式塔的结合，如下图所示，干部在上、湿部在下。也有的塔四面进风，相对两边为湿部；另外两边为干部。采用这种塔的目的，部分是为了省水，但大多数是为了消除从塔出口排出的饱和空气的凝结，因而造成塔周围的污染。下图所示，从塔下部湿段排出的湿空气，在同塔周围的冷空气接触后，即变成过饱和的空气而凝结，形成雾，造成污染。如果像图中那样，塔上部用干段，则由塔下部湿段排出的饱和湿空气，流经干段时，会被加热而变成不饱和的空气，因而出塔后不会凝结。

自然通风冷却塔，靠塔内外的空气密度差或自然风力形成的空气对流作用进行通风的冷却塔。

以圆形逆流式冷却塔的工作过程为例：热水自主机房通过水泵以一定的压力经过管道、横喉、曲喉、中心喉将循环水压至冷却塔的播水系统内，通过播水管上的小孔将水均匀地播洒在填料上面；干燥的低焓值的空气在风机的作用下由底部入风网进入塔内，热水流经填料表面时形成水膜和空气进行热交换，高湿度高焓值的热风从顶部抽出，冷却水滴入底盆内，经出水管流入主机。

一般情况下，进入塔内的空气、是干燥低湿球温度的空气，水和空气之间明显存在着水分子的浓度差和动能压力差，当风机运行时，在塔内静压的作用下，水分子不断地向空气中蒸发，成为水蒸气分子，剩余的水分子的平均动能便会降低，从而使循环水的温度下降。从以上分析可以看出，蒸发降温与空气的温度（通常说的干球温度）低于或高于水温无关，只要水分子能不断地向空气中蒸发，水温就会降低。

但是，水向空气中的蒸发不会无休止地进行下去。当与水接触的空气不饱和时，水分子不断地向空气中蒸发，但当水气接触面上的空气达到饱和时，水分子就蒸发不出去，而是处于一种动平衡状态。蒸发出去的水分子数量等于从空气中返回到水中的水分子的数量，水温保持不变。由此可以看出，与水接触的空气越干燥，蒸发就越容易进行，水温就容易降低。

机械通风横流湿式冷却塔

机械通风横流湿式冷却塔的主要原理和自然通风横流式冷却塔一样，只是用风机来通风，因此风速可以高一些，一般填料断面风速取v=2.2～3.0m／s。配水用盘式，为了保证水深比较均匀，配水盘可以分几格，盘底打孔，装喷嘴将热水洒向填料，然后流人底部水池。淋水密度大者可达20—50t／（m·h）。填料倾斜安装。以保证运行时水不洒到填料外。对点滴式填料，倾角用 9～11，薄膜式填料倾角用5～6。填料高度和深度比值取2～2.5。进风口安装百叶窗、叶片面与水平夹角取45～60。

风筒式冷却塔，具有双曲线、圆柱形，多棱形等几何线型的一定高度的风筒的冷却塔。风筒位于冷却塔的上面，里面是风叶。开放式冷却塔，没有风筒，冷却塔的通风靠自然风力，在淋水填料周围设置百布页窗的冷却塔。

抽风式机械通风冷却塔，风机设置在冷却塔进风口处的冷却塔。

鼓风式机械通风冷却塔，风机设置在冷却塔进风口处的冷却塔。

横流式冷却塔

横流式冷却塔，水流从塔上部垂直落下，空气水平流动通过淋水填料，气流与水流正交的冷却塔。

1) 按冷却水的水质分为：开式塔和闭式塔

2）按噪声等级分为：普通型（P）、低噪声型（D）、超低噪声型（C）、工业型（G）

优点：

1、水在塔内填料中，水自上而下，空气自塔外水平流向塔内两者流向呈垂直正交一种冷却塔。常用在噪声要求严格的居民区内，是空调界使用较多的冷却循环塔。节能、水压低、风阻小、亦配置低速电机、无滴水噪声和风动噪声，填料和配水系统检修方便。

2、可随建筑形状随意构筑基础多台放置，根据所需的水温分别启动单台或多台冷却塔。

应注意的是：框架要多40％热交换时要有较多的填料体积，填料易老化、配水孔易堵塞、防结冰不好、湿气回流大。