參數(shù)介紹
無填料噴霧式冷卻塔在塔內(nèi)設(shè)置多組向上噴霧的裝置,采用與冷風(fēng)順向噴霧的方法,使冷卻具有順流和逆流兩個過程。首先,噴頭將水與冷風(fēng)同向向上噴出,在順流換熱的過程中水滴被冷風(fēng)吹散霧化,達(dá)到一定高度后霧化的細(xì)小水滴開始向下運動,與冷風(fēng)逆流換熱。與填料塔和下噴式噴霧冷卻塔相比較,水在上噴式無填料噴霧冷卻塔內(nèi)的換熱時間長,降溫效果要明顯優(yōu)于前兩種塔。所以從操作過程來看上噴式塔保留了下噴式塔的優(yōu)點,同時徹底解決了它的兩個主要缺點,即水不易形成霧狀和下落速度較快,使降溫效果得到了很大程度的提高。
目前這種塔型正在國內(nèi)較大面積地推廣,從降溫效果上看,要比填料塔好得多,特別是在高溫水的降溫上更加明顯。同樣的條件下,采用無填料噴霧冷卻塔可降低溫度10℃左右,在降溫效果上具有很明顯的優(yōu)勢。
基本原理
從熱力學(xué)角度,無填料噴霧冷卻塔和傳統(tǒng)填料冷卻塔都屬于濕式冷卻塔,主要通過水與空氣直接接觸時的熱濕交換進(jìn)行熱量傳遞。熱濕交換的結(jié)果是熱量由水傳給空氣,水溫下降,空氣溫度和含濕量增加。
由熱力學(xué)理論可知,溫差是傳熱過程的推動力,而水蒸汽分壓力則是濕(質(zhì))交換的推動力??諝馀c水接觸時,部分水吸收主體水的熱量,蒸發(fā)形成水蒸汽,水蒸汽很快進(jìn)入附近空氣中,在水表面形成飽和空氣邊界層。飽和空氣邊界層和主流水之間存在熱傳導(dǎo),同時與主流空氣之間存在分子擴散和紊流擴散。正是這些擴散作用,使得邊界層的飽和空氣與主流空氣不斷摻混,主流空氣越來越接近飽和狀態(tài),因此,水與空氣的熱濕交換過程可以視為水蒸發(fā)吸熱過程、水與飽和空氣邊界層之間的導(dǎo)熱過程和主流空氣與邊界層空氣不斷混合過程的疊加。假定與空氣接觸的水質(zhì)量無限大,空氣與水的接觸時間無限長,即在所謂極限條件下,那么全部空氣都能達(dá)到等于水溫的飽和狀態(tài)。而在冷卻塔系統(tǒng)中,極限情況就是水溫降低到進(jìn)入冷卻塔的空氣初狀態(tài)下的濕球溫度。
眾所周知,冷卻塔的冷卻降溫效果取決于3個方面:(1)氣水比,即塔內(nèi)冷卻空氣量與冷卻水量的比值;(2)塔內(nèi)冷卻空氣和冷卻水接觸的比表面積;(3)冷卻水在塔內(nèi)與空氣的換熱時間。無填料噴霧冷卻塔去除了填料,極大地減小了塔內(nèi)系統(tǒng)阻力,增大了冷卻空氣量,從而增大了氣水比;同時,無填料噴霧冷卻塔通過噴霧裝置將冷卻水霧化成細(xì)小水滴,在換熱區(qū)內(nèi)熱水滴與冷風(fēng)進(jìn)行顯熱交換和潛熱交換,增加了換熱面積,從而增大了氣液接觸的比表面積。
結(jié)構(gòu)特點
1、無填料噴霧冷卻塔采用***低壓離心霧化裝置作為冷卻元件取代了傳統(tǒng)的填料塔的填料和布水裝置,使整塔幾乎成為一個空塔,結(jié)構(gòu)大大簡化。
2、無填料噴霧冷卻塔在取消填料和布水裝置后,將霧化裝置安裝在進(jìn)風(fēng)道上方,水的噴射方向與軸流風(fēng)機抽吸的冷風(fēng)同向,同時水有上升和下降兩個過程,冷卻也有順流冷卻和逆流冷卻兩個過程。
3、無填料噴霧冷卻塔是通過霧化裝置將水噴成霧狀,使空氣和水的微小粒狀均勻接觸,而填料塔是通過布水噴頭將水分布在填料上以膜狀與冷風(fēng)接觸。
4、無填料噴霧式塔因填料取消,使塔體載荷大大減小,勿需更多支承梁板,土建結(jié)構(gòu)簡化,節(jié)約土建投資。
優(yōu)點
1、阻力小、冷卻溫差大、效果好
該型冷卻塔由于取消了填料,塔的系統(tǒng)阻力降至原來的1/2,在風(fēng)機相同的情況下,由風(fēng)機特性曲線可知,風(fēng)量增至原來的1.2倍。氣水比也增至原來的1.2倍,因此冷卻溫差較填料塔大2℃。無填料噴霧式冷卻塔噴霧霧粒均勻、無堵塞、無維修、運行穩(wěn)定可靠。由于無填料冷卻塔的冷卻元件(***低壓離心霧化裝置)將水噴射成0.5mm微小霧滴,其比表面積遠(yuǎn)大于水被填料分散成膜狀的比表面積,氣水傳熱表面積大,且布水均勻,避免了填料老化變形及堵塞而產(chǎn)生的死區(qū)、溝流等導(dǎo)致冷卻點溫度分布不均勻現(xiàn)象,冷卻效果明顯優(yōu)于填料塔。
2、壽命延長
該型克服了填料塔填料老化、變形脆裂和布水噴頭堵塞及沖落、填料脆片堵塞管道、泵和換熱器等一系列影響塔和工藝系統(tǒng)設(shè)備性能的現(xiàn)象。其壽命較填料塔延長叁年以上。
3、運行費用低,后期維護(hù)費用少
節(jié)能效果顯著:低壓霧化裝置工作壓力僅為0.035MPa,比水壓自轉(zhuǎn)式霧化裝置工作壓力0.2MPa低0.17MPa,配套水泵功率大大降低。無填料噴霧塔系統(tǒng)阻力為填料塔的1/2左右,在冷卻水量、風(fēng)機相同時,配套電機功率降至填料塔的60%,節(jié)能效果顯著,加之消除了清洗更換填料和布水噴頭的費用,運行費用大大降低。