活力發(fā)電廠冷卻塔的工作原理

【專家解說(shuō)】：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。基本原理是：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。 冷卻塔的工作過(guò)程：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。 冷卻塔的分類一、按通風(fēng)方式分有自然通風(fēng)冷卻塔、機(jī)械通風(fēng)冷卻塔、混合通風(fēng)冷卻塔。二、按熱水和空氣的接觸方式分有濕式冷卻塔、干式冷卻塔、干濕式冷卻塔。三、按熱水和空氣的流動(dòng)方向分有逆流式冷卻塔、橫流（交流）式冷卻塔、混流式冷卻塔。四、按用途分一般空調(diào)用冷卻塔、工業(yè)用冷卻塔、高溫型冷卻塔。 五、按噪聲級(jí)別分為普通型冷卻塔、低噪型冷卻塔、超低噪型冷卻塔、超靜音型冷卻塔。六、其他如噴流式冷卻塔、無(wú)風(fēng)機(jī)冷卻塔、雙曲線冷卻塔等。冷卻塔的適用范圍工業(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)。結(jié)構(gòu)形式 　 為了節(jié)約能源，大型冷卻塔多用自然通風(fēng)冷卻塔，它由通風(fēng)筒、人字柱、環(huán)基、淋水裝置和塔心材料組成。通風(fēng)筒多為鋼筋混凝土雙曲線旋轉(zhuǎn)殼，具有較好的結(jié)構(gòu)力學(xué)和流體力學(xué)特性。殼體下部邊緣支承在等距離的V形或X形斜支柱上，以構(gòu)成冷卻塔的進(jìn)風(fēng)口。殼體的荷載經(jīng)斜支柱傳到基礎(chǔ)上。基礎(chǔ)多做成帶斜面的環(huán)形基礎(chǔ)以承受由斜支柱傳來(lái)的部分環(huán)拉力，也可做成分離的單個(gè)基礎(chǔ)或樁基礎(chǔ)。通風(fēng)筒的喉部直徑最小，當(dāng)計(jì)算殼體受壓穩(wěn)定時(shí)，殼壁最薄，由此向上直徑逐漸增大構(gòu)成氣流出口擴(kuò)散段，塔頂處設(shè)有剛性環(huán)，喉部以下按雙曲線形逐漸擴(kuò)大，下段殼壁也相應(yīng)加厚，形成一個(gè)具有一定剛度的下環(huán)梁。通風(fēng)筒也可做成截頭錐殼或組合錐殼，或用鋼構(gòu)架外包木護(hù)板或石棉水泥護(hù)板的多邊形塔筒。 德國(guó)在施梅豪森的核電站的一座高146米的干式冷卻塔中采用了網(wǎng)索結(jié)構(gòu)的塔筒，外包鋁質(zhì)護(hù)板，外包鋁質(zhì)護(hù)板，具有較好的抗震和抗風(fēng)性能。