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乾式冷卻塔

鎖定
乾式冷卻塔是凝汽器的冷卻水不直接同空氣接觸的冷卻塔。乾式冷卻塔是乾式冷卻系統中最主要的設備。在嚴重缺水地區,可採用乾式冷卻系統。乾式冷卻塔可以採用自然通風,也可採用機械通風。按其是否直接冷卻工藝流體又可分為間接冷卻和直接冷卻兩類。
中文名
乾式冷卻塔
外文名
dry cooling tower
特    點
冷卻水不直接同空氣接觸
分    類
直接冷卻/間接冷卻
應    用
火力發電
學    科
熱力工程

乾式冷卻塔結構與原理

乾式冷卻塔主要由散熱盤管、風機、風筒、空氣分配裝置及塔體等組成。有的乾式冷卻塔在散熱盤管上還設有淋水裝置,包括噴淋配水系統、過濾器、集水槽、噴淋水泵等,以提高換熱效果。
與濕式塔主要不同之處為,乾式冷卻塔熱介質(冷卻工藝設備所需的水或工藝流體本身)在密閉狀態下在散熱盤管內被冷卻,不與空氣接觸。冷卻塔外的空氣在散熱盤管外由下而上流經散熱盤管,熱空氣由冷卻塔頂部的風機排入大氣;而熱介質(冷卻工藝流體所需的水或工藝流體本身)在冷卻塔的散熱盤管內流動,熱介質因接觸傳熱作用而得到冷卻,已被冷卻的介質經工藝設備後帶出熱量,再由循環泵送至冷卻塔的散熱盤管內繼續冷卻,如此往復循環。 [1] 
乾式冷卻塔的工藝構造 乾式冷卻塔的工藝構造

乾式冷卻塔分類

乾式冷卻塔可以採用自然通風,也可以採用機械通風。按其是否直接冷卻工藝流體又可分為間接冷卻和直接冷卻兩類。間接冷卻是指先用冷卻塔冷卻工藝設備所需的冷卻水,然後再用這已被冷卻了的水去冷卻工藝流體;直接冷卻是將需要冷卻的工藝流體用管道引入冷卻塔進行冷卻。
直接乾式冷卻系統
一般以鼓風方式供給冷凝排汽用的空氣。凝汽器由許多翅片管束組成。大型空氣冷卻的凝汽器及風機佈置在汽輪機外側高度為20~45 m的上方,不影響變壓器及出線的佈置。這種系統的優點是隻有一個凝汽冷卻設備,通過翅片管束空氣流速可較大,使管束的數量減少;系統防凍性能可靠。但這種系統要用巨大的排汽管在真空條件下把排汽引到廠房外的凝汽器,空氣容易漏入;風機的耗電較大,約佔汽輪機出力的2.5%~3.0%; 機械的維修量亦較大。
間接乾式冷卻系統
冷卻系統圖 冷卻系統圖
這種系統的凝汽器仍佈置在汽輪機下面。升温後的冷卻水送入佈置在自然通風冷卻塔進風口外側四周或塔內的密閉冷卻器,被冷卻後,再流回凝汽器重複使用。根據凝汽器型式的不同,系統可分為帶混合式凝汽器的和帶表面式凝汽器的乾式冷卻系統,如下所示。
帶混合式凝汽器的間接乾式冷卻系統: 冷卻後的水在混合式凝汽器內經噴嘴射成薄的水膜,排汽與水膜混合而凝結。升温後的冷卻水用循環水泵將其大部分送到冷卻塔,小部分仍作為凝結水返回到主凝結水系統。這種系統的優點是混合式凝汽器結構簡單,造價較低; 凝汽器的出力與排汽理論上沒有温度端差而有較高的熱效率。但也存在着系統及設備比較複雜的缺點,主要是循環水泵要在高真空的凝汽器熱井中吸水,水泵技術要求等同於凝結水泵;冷卻水與凝結水是同一水質,水處理要求高;為預防空氣漏入,冷卻水在高約15m的冷卻器頂部仍要保持正壓,會使回水系統有過高的剩餘壓頭,這不但要用水輪機回收能量,而且回水的調節系統亦較複雜。
帶表面式凝汽器的間接乾式冷卻系統: 這種系統的凝汽器型式和汽輪機房佈置都和常規的濕式冷卻系統相同。冷卻水在凝汽器和冷卻器之間密閉循環,與凝結水系統完全分開。循環水泵一般設在冷卻塔的回水管路上,其水頭只需克服系統阻力,其功率為汽輪機出力的1.5%~2.0%。在冬季運行時,冷卻水中可加入適量的防凍劑,以提高系統的防凍性能。

乾式冷卻塔特點

乾式冷卻塔的熱水在散熱器管內流動,靠與管外空氣的温差,形成接觸傳熱而冷卻。所以乾式冷卻塔的特點是:
①沒有水的蒸發損失,也無風吹和排污損失,所以乾式冷卻塔適合於缺水地區,如我國的北方地區。因為沒有蒸發,所以也沒有但空氣從冷卻塔出口排出所造成的污染。
②水的冷卻靠接觸傳熱,冷卻極限為空氣的乾球温度效率低,冷卻水温高。
③需要大量的金屬管(鋁管或鋼管),因此造價為同容量濕式塔的4~6倍。因乾式冷卻塔有後兩點不利因素,所以在有條件的地區,應儘量採用濕塔。幹塔可以用自然通風,也可以用機械通風。以火電廠常用的乾式冷卻塔為例,分為間接冷卻和直接冷卻兩類。間接冷卻是指用冷卻塔中冷卻後的水,送往凝汽器中冷卻由汽輪機井出的乏汽。直接冷卻是指不用凝汽器,將汽輪機排出的乏汽,用管道引人冷卻塔直接冷卻,變為凝結水,用水泵送回鍋爐重複使用。
參考資料
  • 1.    張曉健,黃霞編著.水與廢水物化處理的原理與工藝:清華大學出版社,2011.03:415