摘要:冷卻塔是以水作為循環(huán)冷卻劑,從廢熱中吸收熱量排放至大氣中,進(jìn)行對流傳熱和輻射傳熱的熱交換裝置。然而現(xiàn)在廣泛使用的冷卻塔存在蒸發(fā)熱能損失大和出口水霧大的問題。本文重點講述了封閉式冷卻塔的節(jié)水消霧技術(shù),在冷卻能力的同時節(jié)約水資源、減少水霧、達(dá)到環(huán)保要求。 冷卻塔的應(yīng)用 冷卻塔運作時按水和空氣是否直接接觸分為:開式冷卻塔和閉式冷卻塔(也稱封閉式冷卻塔、蒸發(fā)式冷卻塔)。開式冷卻塔的冷卻原理是:噴淋系統(tǒng)將冷卻水以噴霧方式,噴淋到填充材料上,通過水與熱的空氣的接觸,達(dá)到換熱,再由風(fēng)機帶動塔內(nèi)的空氣循環(huán),將與水換熱后的熱氣流帶出,從而達(dá)到冷卻的效果。這種冷卻方式期的投入成本比較少,但是運營成本較高(水耗、電耗),多用于火電廠、核電廠、鋼鐵等工業(yè)域。本文主要討論封閉式冷卻塔的技術(shù)及應(yīng)用。 閉式冷卻塔實際上是一種蒸發(fā)式冷卻塔和濕式冷卻塔的組合,其特點是在表冷器外噴水并且強制通風(fēng),熱從表冷器內(nèi)的被冷卻介質(zhì)中經(jīng)壁面?zhèn)鹘o壁面外的冷卻水,冷卻水受熱變?yōu)轱柡退魵猓偻ㄟ^強制通風(fēng)與外界空氣混合傳給外界大氣。被冷卻介質(zhì)(多為軟水)在表冷器內(nèi)管內(nèi)閉式循環(huán)流動,空氣或噴淋水在管外流過,兩者互不接觸。 閉式冷卻塔是傳統(tǒng)冷卻塔的一種變形和發(fā)展,具有體積小、冷卻效率高等優(yōu)點,由于使用封閉式的冷卻介質(zhì),所以不存在管道結(jié)垢、堵塞、水變質(zhì)等問題。然而由于閉式冷卻塔消耗件較多、結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜、價格昂貴,因此在應(yīng)用范圍上受到了較嚴(yán)格的限制,但閉式冷卻塔適用于對循環(huán)水質(zhì)要求較高的冷卻系統(tǒng),比如在食品業(yè)、藥業(yè)、塑膠業(yè)、紡織業(yè)、冷鏈系列等許多工業(yè)部門有應(yīng)用景。 冷卻塔使用現(xiàn)狀 目國內(nèi)的冷卻塔技術(shù)相對還不成熟,冷卻塔使用中還有許多涉及居民生活及環(huán)保的問題等待解決。 1. 工業(yè)生產(chǎn)中產(chǎn)生的濃煙、白霧問題給周圍的環(huán)境和居民的生活都帶來了一定的危害。 2. 白霧使得城市空氣質(zhì)量下降,降低了附近城區(qū)的能見度,對城市交通狀況造成很大的壓力。特別是濕度較高的雨季、冬季或濕度較大的季節(jié),白霧更加嚴(yán)重。 3. 冬季白霧降落會在地面上形成水蒸汽,冷凝后結(jié)冰會給人們的出行帶來不便 4. 冷卻塔的使用要消耗大量的水,雖然現(xiàn)在有海水冷卻塔,但在內(nèi)陸缺水的北方地區(qū)大量冷卻塔的使用仍然給當(dāng)?shù)厮Y源帶來很大的壓力。 隨著城市環(huán)保要求的提升,我國對冷卻塔的白霧控制也慢慢重視起來,使用冷卻塔設(shè)備的單位都需要面對和解決這種白霧現(xiàn)象。 封閉式冷卻塔的消霧節(jié)水技術(shù) 封閉式冷卻塔的消霧節(jié)水技術(shù)原理其實很簡單,如下圖所示。下方換熱組件可橫向通過干冷氣流1,在此過程中,縱向的濕熱氣流2與換熱組件橫向吸入的干冷氣流1不進(jìn)行直接接觸,兩組氣流以組成換熱模塊的基片為傳熱介質(zhì)進(jìn)行熱交換。所產(chǎn)生的結(jié)果就是,濕熱氣流在通過時經(jīng)過降溫而冷凝,同時當(dāng)氣流通過換熱組件后,其含濕量會降低,溫度雖然有所降低,但仍然高于外界空氣溫度,而當(dāng)外界的干冷空氣1被換熱模塊風(fēng)機吸入并通過換熱模塊后,它的含濕量沒有發(fā)生任何改變,且會低于換熱組件流出的濕熱氣流,溫度上升但不高于濕熱氣流。在兩組氣流通過換熱組件的過程中,通過對濕熱氣流2的冷凝以及通過換熱組件后的兩股氣流的混合,使氣流含濕量逐步降低,從而達(dá)到消霧的目的。噴淋系統(tǒng)的冷卻水經(jīng)過表冷器換熱后變成飽和水蒸汽,再經(jīng)過換熱組件后冷凝并重新進(jìn)入蓄水池供下次循環(huán)使用,以此減少冷卻水的蒸發(fā)損失、提高冷卻水的使用率。 圖1 封閉式冷卻塔消霧節(jié)水原理 資料來源:五度易鏈行業(yè)研究中心 結(jié)語 冷卻塔節(jié)水消霧技術(shù)是通過審慎的計算與科學(xué)的實踐研發(fā)而產(chǎn)生的一項技術(shù)。該項技術(shù)實現(xiàn)消除冷卻塔出口白霧的同時,又回收了塔內(nèi)蒸發(fā)的部分水分,提高了循環(huán)冷卻水的使用率,有效節(jié)約了水資源,非常符合我國節(jié)約資源的政策和構(gòu)建節(jié)約環(huán)保型社會的戰(zhàn)略需要,有很強的推廣、使用價值。同時,隨著生產(chǎn)自動化水平不斷提升,生產(chǎn)制造逐步向業(yè)化、智能化、清潔化的方向發(fā)展,該項技術(shù)具有廣闊的應(yīng)用景。 原創(chuàng)作者:江蘇良一冷卻設(shè)備有限公司 |