参数介绍
无填(tián)料喷雾式冷却塔在塔内设置多组向上喷雾的装置,采用与冷风顺向喷雾的方法,使冷却具有顺流和逆流(liú)两个过程。首先,喷头将水与冷(lěng)风同向向上喷出,在顺流(liú)换热的过程中(zhōng)水滴被冷风(fēng)吹散雾化(huà),达到一定高度后雾化的细小水滴开(kāi)始向(xiàng)下运动,与冷风逆流换热。与填料塔和下喷式喷雾(wù)冷(lěng)却塔相比较,水在上喷式无填料喷雾冷(lěng)却塔内的换热时(shí)间长,降温效果要明(míng)显优于(yú)前两种塔。所以从操作过程来看上喷式塔保留了下喷(pēn)式塔的优点,同时彻底解决了它的两(liǎng)个主要(yào)缺点,即水不易形成雾状和下落速度较快,使降温效果得到了很大程度的提高。
目前这种塔型正在国内较大面积地推广,从降温效(xiào)果上看,要比(bǐ)填(tián)料塔好得多,特别是在高温水的降温上更加明显。同样的条件下,采用无填(tián)料喷雾冷(lěng)却塔可降低温度10℃左右,在降温效(xiào)果上具有很明(míng)显的优势。
基本原理
从热力学角度,无填料(liào)喷雾冷却塔和传统填料冷却塔都(dōu)属于湿式冷却塔,主要通过(guò)水与空气直接接(jiē)触(chù)时(shí)的热湿交换进(jìn)行热量传(chuán)递。热湿交换的结果是热(rè)量由水传给空(kōng)气,水温下降,空气(qì)温度和含湿量增加。
由热力学理论可知,温差是传热(rè)过程的推动力,而水蒸汽分压力则是湿(质)交(jiāo)换的推动力。空气与水接触时,部分水吸收主体水的热量,蒸发形成水蒸汽(qì),水蒸汽很快进入附近空气中,在水表面形成饱和空气边界层(céng)。饱和空气边界层和主流水之间存在热(rè)传导,同时与主流空气之间存在分子扩散和紊流扩散。正是这些扩散作用,使得边界(jiè)层的(de)饱和空气与主流空气不断掺混,主流空(kōng)气越来越接近(jìn)饱和状态,因此,水与空气的热湿交换过程可以视为水蒸(zhēng)发吸热过程(chéng)、水与饱和空气边界层之间的导热过程和主流空气(qì)与边界层空气不断(duàn)混(hún)合过程的叠加。假定与空气接触的水(shuǐ)质量无限(xiàn)大,空气与水的接(jiē)触时间无限长,即在所谓极(jí)限条件下,那么全部空气都能达到等于水温的(de)饱和状态。而(ér)在冷却塔系统中(zhōng),极限情况(kuàng)就是水温降低到进入冷(lěng)却塔的空气初状态下的湿球(qiú)温度。
众所周知,冷却塔的(de)冷却降温效果取决于3个方面:(1)气水比,即塔内冷却空气量与冷却水量(liàng)的比值;(2)塔(tǎ)内冷却空气和冷却水接触的比表面积;(3)冷却水在塔内与空气的换热时间。无填料喷雾冷却塔(tǎ)去除了填(tián)料,极大地减小了塔内系统阻力,增大了冷(lěng)却空(kōng)气量,从而(ér)增大了气水比;同时,无填料喷雾冷却塔通过喷雾装置将冷却(què)水雾化成细小水(shuǐ)滴,在换热区内(nèi)热水滴与(yǔ)冷风进行显(xiǎn)热交换和潜热交换,增加了换(huàn)热面积,从而增大了气液接触的(de)比(bǐ)表面(miàn)积。
结构特点
1、无填(tián)料喷雾(wù)冷却塔采用***低压离心雾化装置作为冷却元(yuán)件取代了传统(tǒng)的填(tián)料塔的填料和布水装置(zhì),使整塔几乎成为一个空塔,结构大大简(jiǎn)化。
2、无填料(liào)喷雾冷却塔在(zài)取消填料和布水(shuǐ)装置后,将(jiāng)雾化装置安(ān)装在进(jìn)风道上方,水(shuǐ)的喷射方向与轴流风(fēng)机抽吸的冷风同向(xiàng),同时水有上升和下(xià)降两个过程,冷却也有顺流冷却和逆(nì)流冷(lěng)却两个过程。
3、无填料喷雾冷却塔是通过雾化装置将水喷成雾(wù)状,使空气和水的微(wēi)小(xiǎo)粒(lì)状均匀接触,而填料塔是通过布水(shuǐ)喷头将(jiāng)水分(fèn)布在填料上以膜状与冷风接触。
4、无填(tián)料喷(pēn)雾式塔因填料取消,使塔体载荷大大减小,勿需(xū)更多支承梁板,土建结构简化,节约(yuē)土建投资。
优点
1、阻力(lì)小、冷却温差大、效果好
该(gāi)型冷却塔由(yóu)于取消了填料,塔的系统阻力降至原来的1/2,在风机相同的情况下,由风机(jī)特性曲线可知,风量增至原来的1.2倍。气水比(bǐ)也增至原来的1.2倍,因此(cǐ)冷却(què)温差较填料塔大2℃。无填料喷雾式(shì)冷却塔喷雾雾(wù)粒均匀、无堵塞、无维(wéi)修、运行稳定(dìng)可靠。由于(yú)无填料冷却塔的冷却元件(jiàn)(***低压离心雾化装置(zhì))将水喷射成0.5mm微小雾(wù)滴,其比表面(miàn)积远大于(yú)水被填料分(fèn)散成膜状的比表面积,气水传热表面积大(dà),且布水均匀,避免了填料老化(huà)变(biàn)形(xíng)及堵塞而产生的死区、沟流等(děng)导致冷却点温度分布不均匀现象,冷却效果明显优于填料塔。
2、寿命延长
该型克服了填料塔填(tián)料老化(huà)、变形脆裂和布水喷头堵塞及冲落、填料(liào)脆片堵塞管(guǎn)道、泵和换热器等一系列影响塔和工艺系统设备性能的现象。其寿命较填(tián)料塔延长叁年以上。
3、运行费用(yòng)低,后期维护费用少
节能效果(guǒ)显著(zhe):低压雾化装置工作压力仅为0.035MPa,比(bǐ)水压(yā)自转式雾化装置工作压力(lì)0.2MPa低0.17MPa,配(pèi)套水泵功率大大降低。无填料喷雾塔系统阻力为填料塔的1/2左右,在冷却水量、风机相(xiàng)同时,配套电机功率降(jiàng)至填料塔的60%,节能效(xiào)果显著,加之消除了清洗更换填料和布水喷头的费用,运行费用大(dà)大(dà)降低。