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自然通风冷却塔工作原理介绍
浏览:发布日期:2021-05-20 15:09
自然通风工作原理介绍
自然通风冷却塔(自然对流冷却塔)利用对流流动原理提供空气循环。天然通风塔通常非常高,以引起足够的空气流通,它们的建造也很昂贵,仅用于需要多年持续大量冷却的应用;火力发电厂就是这样一种应用。
 
自然通风冷却塔如何工作
以下视频摘自我们的《冷却塔简介》在线视频课程。
 
冷却水从冷却塔水槽泵送到发电厂。该过程将冷却的冷却水加热,并且其温度升高。现在,温暖的冷却水被泵送回冷却塔进行冷却。
 
自然通风冷却塔水系统
进来的热水通过塔内的喷嘴分配。喷嘴将温水均匀地喷洒到整个冷却塔填料上。水向下通过冷却塔填料,而空气向上通过。
 
当水向下流过冷却塔填料时,其中一些会蒸发,从而导致剩余的水被冷却(蒸发冷却)。
 
当空气通过冷却塔填料时,其温度升高,并由于烟囱效应而上升至冷却塔的顶部(热空气的密度小于冷空气的密度,因此上升至冷却塔的上方)。离开塔架顶部的空气在塔架底部吸入更多的空气,从而形成从塔架底部到塔顶的自然气流。这是堆效应,只要冷却水不断循环,它就可以连续进行。
 
逆流
自然通风的冷却塔可以采用逆流或错流设计。横流自然通风冷却塔的底座比逆流自然通风冷却塔的底座宽得多。
 
自然通风冷却塔好处和优点
维护成本低。
运营成本低。
低系统损耗(通常小于总流量的1%)。
低噪音水平,因为没有使用风扇。
制冷量大。
 
自然通风冷却塔缺点
大量的初始资金投入。
 
自然通风的冷却塔可能在零以下的环境中运行,这可能导致储层水冻结。有几种方法可以防止这种情况的发生。
 
排放冷却水塔。一种简单有效的方法来消除由于水冻结而造成损坏的可能性,但是这会使电站无法运行。
循环冷却水,以保持冷却塔盆中的温度低于零下​​。大多数工厂都使用这种方法,因为它经济且易于实施。
给冷却塔水添加防冻剂。这样可以防止水冻结,但是由于系统中的水量很大,因此这不是经济上可行的解决方案。
加热冷却塔盆。此选项通常在经济上不可行。
 
为什么自然通风冷却塔具有如此怪异的形状?
自然通风的冷却塔由于多种原因而具有非常独特的形状。第一个原因是,形状减少了建造这么大的塔架时所需的建筑材料的数量。第二个原因是塔的抛物面形状加速了通过塔的气流,从而提高了塔的冷却能力。自然通风的冷却塔有时被称为双曲线塔,尽管正确的术语是双曲面。
 
叠加效果是什么?
加热空气后,空气密度降低。由于热空气的密度小于冷空气,因此由于密度差异,它会上升到冷空气之上。基于密度的冷热空气分离过程称为烟囱效应或烟囱效应。
 
例如,由于包含在气球内的热空气,热气球在空气中飞行。热空气的密度小于周围的环境空气,这就是为什么热空气上升并随之将气球向上拉的原因。
 
自然通风冷却塔
 
此自然通风冷却塔图片显示了与典型的引伸双曲面冷却塔相关的所有主要组件,包括:
填充(换热器)
喷雾喷嘴
管道
盆地/水库
漂移消除器
扇子
塔结构(双曲面塔)
这是自然通风冷却塔的3D模型。
 
自然通风冷却塔(自然对流冷却塔)利用对流流动原理提供空气循环。它们很高以引起足够的空气流通。它们的构造也很昂贵,并且仅用于需要多年持续大量冷却的应用。火力发电厂就是这样一种应用。
 
集水盆(水库)
集水盆是冷却塔下方的容器,用于收集冷却塔冷却后的水。它通常是用混凝土建造的。 “冷”冷却水从冷却塔水槽泵送到过程中,例如发电厂。
 
分发系统
冷却塔的将水分配到整个填充区域的部分通常由法兰入口,流量控制阀,喷雾支管,计量孔,喷嘴和其他相关组件组成。分配系统的目的是确保将水均匀分配到所有喷嘴。
 
污水坑
贮槽(抽水槽)是集水盆的凹陷部分,从中将“冷”水吸入离心泵,然后排放到过程中,例如发电厂。油底壳通常包含滤网,防涡流装置和排水或清理连接。
 
填料
冷却塔填料实质上是使冷却水和空气之间的接触表面积最大化的热交换器。空气通过冷却塔填料向上流动,而水由于重力而下降。当空气通过水时,一些水会蒸发,剩余的水将被冷却(蒸发冷却)。冷却塔使用两种主要的填充设计,即“薄膜填充”和“飞溅填充”设计。薄膜填充效率更高,但价格更高,并且更容易结垢。
 
漂移消除器
“漂移”是由于蒸发而从冷却水系统中损失的水分子的名称。通常可以看到自然通风的冷却塔冒出大量白色水分,这是“漂流”,这意味着经济损失(必须更换丢失的水)。除水器减少了水的流失,从而降低了运营成本。
 
除水器由布置在塔架排气侧的平行叶片组成,以从排出的空气流中除去夹带的水滴。除水器的形状要求夹带的水滴在从塔筒中排出之前改变方向几次(曲折的流动路径)。空气改变方向并通过除水器几乎没有问题,但是水滴会撞击除水器,凝结,然后滴落回填料上,然后返回冷却塔水池。
 
双曲面塔
天然通风冷却塔具有如此独特形状的主要原因有两个。第一个原因是,形状减少了建造这么大的塔架时所需的建筑材料的数量。第二个原因是塔的双曲面形状加快了通过塔的气流,从而提高了塔的冷却能力。 “冷”空气进入塔架的底部,向上被冷却塔填料吸引,被加热,然后从塔架的顶部排出。正是空气温度的差异(进而是空气密度)导致对流空气​​流过塔架(较热的空气密度较小,并通过塔架向上上升,从而导致周围较冷的空气从塔架的底部吸入) )。热空气(密度较小)上升到较冷空气(密度较高)的过程称为“烟囱效应”或“烟囱效应”。
 
喷雾喷嘴
喷嘴的目的是使水均匀地分布在冷却塔填料中,从而使水和空气之间的接触表面积最大。期望大的接触表面积,因为它产生更大的传热能力。所有热交换器都依赖于流动介质之间的大接触表面积,因为这确保了它们之间的高度热接触。