1. 冷却塔系统原理
冷却塔采用双曲面主要有三个原理:
从结构上讲,双曲线型结构更坚固。在此处,我们要先讲一下伯努利效应,即边界层表面效应,科学家伯努利通过无数次试验验证得出结论:流体速度大的地方压强小,流速小的地方压强大。例如我们在等待火车时,要站在黄线以外。因为越靠近火车的地方,气体速度越大,而远的地方流速小,这就形成了一个压强差,离得太近的话,则有可能被火车吸走。再讲回双曲线结构,因为靠近筒壁的位置空气流速要比中心慢,这样就会产生一个向内的拉力。这样筒身就容易被破坏。而曲面结构可以增加结构和强度。
从经济方面考虑,双曲面结构更容易建造。双曲面其实是一种直纹曲面,是通过直线连续运动形成的。利用这个特质,双曲面结构只利用直梁就可以建造,而直梁更容易建造。
从效果上讲,双曲线型更容易使空气流通。底部直径最大,可以最大限度的是冷空气进入。而达到最细部门时,由于管径变小,空气流速加快,可以尽快带走热量。而到达顶部后,管径变大,大量的热气在此处压力减小,将热量释放,形成白色的水蒸气。
2. 冷却塔 原理
一、冷却塔的工作原理:
热水经旋转洒水系统平均散布于胶片上,再由顶部轴流式风扇将干燥空气于底部带上,使热水与空气对流接触而产生挥发令水温下降。冷却水由底盆收集后经水泵运行至热源作循环再用。
二、冷却水塔的具体工作流程:
1、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。
2、净化工作台,通过播水管上的小孔将水均匀地播洒在填料上面。
3、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。
4、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。
5、蒸发降温与空气的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。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。
6、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,低温恒温槽,蒸发就越容易进行,水温就容易降低。
水冷式冷水机的使用离不开冷却水塔,冷却水塔能降低处于高效率运行的水冷式冷水机的温度,有效提高冷水机的制冷效果,节约能源。
3. 冷却塔的冷却原理
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。
4. 冷却塔系统原理图讲解
1.冷却塔循环水系统中必须存在一定的富余能量(20%-25%),在运行时就把这些能量聚集在某个阀门处,久而久之这些能量就白白地流失掉。外置式水轮机就是利用这些“富余能量”转换为高效机械能,从而100%取代冷却塔风机电机达到节电目的。
2.外置式水轮机如何能达到电机驱动效率的关键是:了解冷却塔循环水系统设计中的富余能量,同时水轮机的叶轮设计也是关键,富余能量的组成主要由以下6个部分:
1)循环水系统设计时必须考虑的余量值;
2)换热设备的势能利用;
3)水轮机的自身调节能力;
4)循环水系统的动能转换效率;
5)阀门没有开启到位时,由阀门所消耗的能量。
6)低流量通过合并再分流方法满足系统要求。
3.冷却塔旧塔节能改造
冷却塔与换热设备之间由水泵来循环驱动,外置式水轮机利用回水压力能来转换驱动水轮机作功带动风机,一般按照三个冷却塔做节能改造,设计时流量偏大实际用量在60%左右,考虑到生产需求变化,节能改造方法是:二台塔为水轮机驱动,一台塔为电机驱动在夏季时段备用,工作示意图
4. 冷却塔新塔设计
外置式水轮机的工作重点在于回水压力或回水流量来满足该水轮机带动风机作功能力,能量守恒定律——多少回水流量或压力转换=多少风机转速。外置式水轮机转速根据系统流量的增减而增减,该系统三台外置式水轮机冷却塔,水轮机出水管三台塔贯通,通过旁通阀调整流量和便于维护。
5. 冷却塔的构造与原理
冷却塔往往选用不会腐蚀水和大气的材料制作。中小型冷却塔的钢结构件往往采用镀锌钢或不锈钢板材制作。大型焊件采用热没镀锌。塔体围板、壳体和风筒、百页窗采用玻璃钢( FRP)材料制作。
冷却塔是用水作为循环冷却剂,从一系统中吸收热量排放至大气中,以降低水温的装置;其冷是利用水与空气流动接触后进行冷热交换产生蒸汽,蒸汽挥发带走热量达到蒸发散热、对流传热和辐射传热等原理来散去工业上或制冷空调中产生的余热来降低水温的蒸发散热装置,以保证系统的正常运行,装置一般为桶状,故名为冷却塔。
6. 冷却塔的基本原理
冷却塔的工作原理: 冷却塔是利用水和空气的接触,通过蒸发作用来散去工业上或制冷空调中产生的废热的一种设备。
基本原理是:干燥(低焓值)的空气经过风机的抽动后,自进风网处进入冷却塔内;饱和蒸汽分压力大的高温水分子向压力低的空气流动,湿热(高焓值)的水自播水系统洒入塔内。
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。
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。 冷却塔的分类:
一、按通风方式分有自然通风冷却塔、机械通风冷却塔、混合通风冷却塔。
二、按热水和空气的接触方式分有湿式冷却塔、干式冷却塔、干湿式冷却塔。
三、按热水和空气的流动方向分有逆流式冷却塔、横流(交流)式冷却塔、混流式冷却塔。
四、按用途分一般空调用冷却塔、工业用冷却塔、高温型冷却塔。
五、按噪声级别分为普通型冷却塔、低噪型冷却塔、超低噪型冷却塔、超静音型冷却塔。
六、其他如喷流式冷却塔、无风机冷却塔、双曲线冷却塔等。 双曲线型冷却塔 hyperboliccoolingtower 火电厂、核电站的循环水自然通风冷却的一种构筑物。
建在水源不十分充足的地区的电厂,为了节约用水,需设置冷却构筑物,以使从冷却器排出的热水在其中冷却后可重复使用。
大型电厂采用的冷却构筑物多为双曲线型冷却塔。 英国最早使用这种冷却塔。20世纪30年代以来在各国广泛应用,40年代在中国东北抚顺电厂、阜新电厂先后建成双曲线型冷却塔群。冷却塔由集水池、支柱、塔身和淋水装置组成。
集水池多为在地面下约2米深的圆形水池。
塔身为有利于自然通风的双曲线形无肋无梁柱的薄壁空间结构,多用钢筋混凝土制造,塔高一般为75~110米,底边直径65~100米。
塔内上部为风筒,标高10米以下为配水槽和淋水装置。
淋水装置是使水蒸发散热的主要设备。
运行时,水从配水槽向下流淋滴溅,空气从塔底侧面进入,与水充分接触后带着热量向上排出。
冷却过程以蒸发散热为主,一小部分为对流散热。
双曲线型冷却塔比水池式冷却构筑物占地面积小,布置紧凑,水量损失小,且冷却效果不受风力影响;它又比机力通风冷却塔维护简便,节约电能;但体形高大,施工复杂,造价较高。 了解了上述原理和分类后,就知道大型中央空调和火电厂的冷却塔常用的外形之一就是旋转单叶双曲面,它的优点是对流快,散热效果好。
7. 冷却塔供冷原理
冷却塔工在冷却塔进出水管间设连通管,设旁通电动调节阀,根据冷却水温调节旁通水量。 冷却塔旁通在冬季始终保持一定开度。冬季要保证冷却水温度不低于12度(再低就会出现低压保护我老是起停)
总之这个旁通阀可以解决冬季冷却水温度过低,机组难以启动的问题。