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冷卻塔的基本原理與類(lèi)別
點(diǎn)擊次數(shù)：1019 發(fā)布時(shí)間：2023-7-25
冷卻塔是利用水和空氣的接觸，通過(guò)蒸發(fā)作用來(lái)散去工業(yè)上或制冷空調(diào)中產(chǎn)生的廢熱的一種設(shè)備。工業(yè)生產(chǎn)或制冷工藝過(guò)程中產(chǎn)生的廢熱，一般要用冷卻水來(lái)導(dǎo)走。從江、河、湖、海等天然水體中吸取一定量的水作為冷卻水，冷卻工藝設(shè)備吸取廢熱使水溫升高，再排入江、河、湖、海，這種冷卻方式稱(chēng)為直流冷卻。當(dāng)不具備直流冷卻條件時(shí)，則需要用冷卻塔來(lái)冷卻。冷卻塔的作用是將挾帶廢熱的冷卻水在塔內(nèi)與空氣進(jìn)行熱交換，使廢熱傳輸給空氣并散人大氣。
干燥（低焓值）的空氣經(jīng)過(guò)風(fēng)機(jī)的抽動(dòng)后，自進(jìn)風(fēng)網(wǎng)處進(jìn)入冷卻塔內(nèi)；飽和蒸汽分壓力大的高溫水分子向壓力低的空氣流動(dòng)，濕熱(高焓值)的水自播水系統(tǒng)灑入塔內(nèi)。當(dāng)水滴和空氣接觸時(shí)，一方面由于空氣與不的直接傳熱，另一方面由于水蒸汽表面和空氣之間存在壓力差，在壓力的作用下產(chǎn)生蒸發(fā)現(xiàn)象，帶到目前為走蒸發(fā)潛熱，將水中的熱量帶走即蒸發(fā)傳熱，從而達(dá)到降溫之目的。
以圓形逆流式冷卻塔的工作過(guò)程為例：
熱水自主機(jī)房通過(guò)水泵以一定的壓力經(jīng)過(guò)管道、橫喉、曲喉、中心喉將循環(huán)水壓至冷卻塔的播水系統(tǒng)內(nèi)，通過(guò)播水管上的小孔將水均勻地播灑在填料上面；干燥的低晗值的空氣在風(fēng)機(jī)的作用下由底部入風(fēng)網(wǎng)進(jìn)入塔內(nèi)，熱水流經(jīng)填料表面時(shí)形成水膜和空氣進(jìn)行熱交換，高濕度高晗值的熱風(fēng)從頂部抽出，冷卻水滴入底盆內(nèi)，經(jīng)出水管流入主機(jī)。
一般情況下，進(jìn)入塔內(nèi)的空氣、是干燥低濕球溫度的空氣，水和空氣之間明顯存在著水分子的濃度差和動(dòng)能壓力差，當(dāng)風(fēng)機(jī)運(yùn)行時(shí)，在塔內(nèi)靜壓的作用下，水分子不斷地向空氣中蒸發(fā)，成為水蒸氣分子，剩余的水分子的平均動(dòng)能便會(huì)降低，從而使循環(huán)水的溫度下降。
從以上分析可以看出，蒸發(fā)降溫與空氣的溫度（通常說(shuō)的干球溫度）低于或高于水溫?zé)o關(guān)，只要水分子能不斷地向空氣中蒸發(fā)，水溫就會(huì)降低。但是，水向空氣中的蒸發(fā)不會(huì)無(wú)休止地進(jìn)行下去。
當(dāng)與水接觸的空氣不飽和時(shí)，水分子不斷地向空氣中蒸發(fā)，但當(dāng)水氣接觸面上的空氣達(dá)到飽和時(shí)，水分子就蒸發(fā)不出去，而是處于一種動(dòng)平衡狀態(tài)。蒸發(fā)出去的水分子數(shù)量等于從空氣中返回到水中的水分子的數(shù)量，水溫保持不變。由此可以看出，與水接觸的空氣越干燥，蒸發(fā)就越容易進(jìn)行，水溫就容易降低。
冷卻塔組成：
1淋水填料
將需要冷卻的水（熱水）多次濺灑成水滴或形成水膜，以增加水和空氣的接觸面積和時(shí)間，促進(jìn)水和空氣的熱交換。水的冷卻過(guò)程主要在淋水填料中進(jìn)行。
2配水系統(tǒng)
將熱水均勻分布到整個(gè)淋水填料上，熱水分布均勻與否，對(duì)冷卻效果影響很大。如水量分配不均勻，不僅直接降低冷卻效果，也會(huì)造成部分冷卻水滴飛濺而飄逸到塔外。
3通風(fēng)設(shè)備
在機(jī)械通風(fēng)冷卻塔中利用通風(fēng)機(jī)產(chǎn)生預(yù)計(jì)的空氣流量，以保證要求的冷卻效果。
4空氣分配裝置
利用進(jìn)風(fēng)口、百葉窗和導(dǎo)風(fēng)板等裝置，引導(dǎo)空氣均勻分布于冷卻塔整個(gè)截面上。
5通風(fēng)筒
通風(fēng)筒的作用是創(chuàng)造良好的空氣動(dòng)力條件，減少通風(fēng)阻力，并將排出冷卻塔的濕熱空氣送往高空減少濕熱空氣回流。
機(jī)械通風(fēng)冷卻塔的通風(fēng)筒又稱(chēng)風(fēng)筒。風(fēng)筒式自然通風(fēng)冷卻塔的通風(fēng)筒起通風(fēng)和將濕熱空氣送往高空的作用。
6除水器
將排出濕熱空氣中所攜帶的水滴與空氣分離，減少逸出水量損失和對(duì)周?chē)h(huán)境的影響。
7塔體
冷卻塔的外部圍護(hù)結(jié)構(gòu)，機(jī)械通風(fēng)冷卻塔和風(fēng)筒式自然通風(fēng)冷卻塔的塔體是封閉的，起到支撐、維護(hù)和組織合適氣流的功能；開(kāi)放式冷卻塔的塔體沿塔高做成開(kāi)敞的，以便自然風(fēng)進(jìn)入塔體。
8集水池
設(shè)于冷卻塔下部，匯集淋水填料落下的冷卻水，有時(shí)集水池還具有一定的儲(chǔ)備容積，起調(diào)節(jié)流量作用。
9輸水系統(tǒng)
進(jìn)水管將熱水送到配水系統(tǒng)，進(jìn)水管上設(shè)置閥門(mén)，以調(diào)節(jié)冷卻塔的進(jìn)水量，出水管將冷卻后的水送往用水設(shè)備或循環(huán)水泵。在集水池還裝設(shè)補(bǔ)充水管、排污管、溢流管、放空管等，必要時(shí)還可在多臺(tái)冷卻塔之間設(shè)連通管。
10其他設(shè)施
包括檢修門(mén)、檢修梯、走道、照明、電氣控制、避雷裝置以及必要時(shí)設(shè)置的飛行障礙標(biāo)志等，有時(shí)為了測(cè)試需要還設(shè)置冷卻塔測(cè)試部件。
上述各種部件的不同組合，構(gòu)成各種形式和用途的冷卻塔：開(kāi)放點(diǎn)滴式冷卻塔、風(fēng)筒式自然通風(fēng)冷卻塔、抽風(fēng)（或鼓風(fēng)）逆流式冷卻塔、抽風(fēng)橫流式冷卻塔等。
冷卻塔的使用范：
工業(yè)生產(chǎn)或制冷工藝過(guò)程中產(chǎn)生的廢熱，一般要用冷卻水來(lái)導(dǎo)走。冷卻塔的作用是將挾帶廢熱的冷卻水在塔內(nèi)與空氣進(jìn)行熱交換，使廢熱傳輸給空氣并散入大氣中。
例如：火電廠(chǎng)內(nèi)，鍋爐將水加熱成高溫高壓蒸汽，推動(dòng)汽輪機(jī)做功使發(fā)電機(jī)發(fā)電，經(jīng)汽輪機(jī)作功后的廢汽排入冷凝器，與冷卻水進(jìn)行熱交換凝結(jié)成水，再用水泵打回鍋爐循環(huán)使用。這一過(guò)程中乏汽的廢熱傳給了冷卻水，使水溫度升高，挾帶廢熱的冷卻水，在冷卻塔中將熱量傳遞給空氣，從風(fēng)筒處排入大氣環(huán)境中。
冷卻塔應(yīng)用范圍：主要應(yīng)用于空調(diào)冷卻系統(tǒng)、冷凍系列、注塑、制革、發(fā)泡、發(fā)電、汽輪機(jī)、鋁型材加工、空壓機(jī)、工業(yè)水冷卻等領(lǐng)域，應(yīng)用最多的為空調(diào)冷卻、冷凍、塑膠化工行業(yè)。
冷卻塔的安裝參考：
1環(huán)境選擇
1、應(yīng)避免裝于防水通道、易反射音量的高墻，應(yīng)裝于屋頂或空氣流通的地方。
2、兩臺(tái)或以上冷卻塔并用時(shí)，應(yīng)注意塔身間距。
3、不應(yīng)安裝在四面有外墻或密不透風(fēng)的地方，并應(yīng)注意塔身與外墻間距。
4、應(yīng)避免安裝有煤煙及灰塵較多的地方，防上面堵塞膠片。
5、應(yīng)遠(yuǎn)離廚房及鍋爐房等到較熱的地方。
2安裝要點(diǎn)
1、基礎(chǔ)應(yīng)水平不能傾斜，冷卻塔中心線(xiàn)垂直于水平面，否則影響布不及電機(jī)工作。
2、對(duì)于175t以上的冷卻出入水管應(yīng)調(diào)協(xié)支座。
3、當(dāng)兩臺(tái)或以上菜用水泵時(shí)，應(yīng)在不盆之間加一平衡水管。
4、循環(huán)出入水接駁，宜用避震喉連接。
5、冷卻塔斯社風(fēng)機(jī)葉片應(yīng)與塔壁間隙一致，決不允許兩面三刀側(cè)間隙相差太大發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)解決。
6、電機(jī)及減速器要定期檢察院修，減速器應(yīng)檢查油位。
3啟動(dòng)檢查
1、所有螺絲是否緊塔內(nèi)是否有雜物。
2、風(fēng)扇及淋水系統(tǒng)轉(zhuǎn)動(dòng)是否順暢。
3、 檢查電源與馬達(dá)電壓是否一致。
4、皮帶組合安裝是否正確。
5、開(kāi)啟補(bǔ)水閥將水盆及水管注滿(mǎn)，水位低于滿(mǎn)水喉25mm。
6、起動(dòng)時(shí)，先于水泵、后開(kāi)風(fēng)機(jī)，檢查風(fēng)向、及風(fēng)量，及時(shí)調(diào)整直至達(dá)到要求為止。
7、停止時(shí)，先停風(fēng)機(jī)后停水泵。
4運(yùn)行檢查
1、保持水塔內(nèi)清潔，定期做水質(zhì)處理。
2、運(yùn)行約60h后，須重新檢查皮帶拉力確保正常。
3、齒輪減速箱油位及運(yùn)行150h后須更換潤(rùn)滑油。
冷卻塔選型的依據(jù)：
通常選用冷卻塔是根據(jù)其制冷量而定，空調(diào)制冷系統(tǒng)冷卻塔的循環(huán)水量，由制冷機(jī)的制冷能力、冷卻水進(jìn)出口水溫差而定，通常所指的進(jìn)出口水溫差是指標(biāo)準(zhǔn)工況下設(shè)計(jì)的。即進(jìn)水溫度為37℃ 、出水溫度為32℃、濕球溫度為28℃。
當(dāng)冷卻塔所在地區(qū)濕球溫度不是標(biāo)準(zhǔn)工況，進(jìn)出水溫也變化時(shí)，其逼近度（逼近度為出水溫度與濕球溫度之差）也將變化。如在北京地區(qū)，濕球溫度為26.4℃、進(jìn)水溫度為35℃、出水溫度為 29.5℃，其逼近度為3℃。
逼近度直接影響冷卻塔的制冷量，逼近度越小，其冷卻能力越??；反之，逼近度越大，其冷卻能力越大。標(biāo)準(zhǔn)型100水噸冷卻塔在逼近度為4度時(shí)；可冷卻水100噸，在逼近度為3度時(shí)，只可冷卻水量85噸，而要冷卻100噸水量時(shí)，冷卻塔必須選擇標(biāo)準(zhǔn)型125噸冷卻塔。