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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。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。
核心提示:1 逆流式玻璃钢冷却塔的概要 水是人们生产生活中不可缺少的重要资源,水的循环利用越来越显得重要。 冷却塔在水的循环利用中发挥1 逆流式玻璃钢冷却塔的概要 水是人们生产生活中不可缺少的重要资源,水的循环利用越来越显得重要。 冷却塔在水的循环利用中发挥着降低水温、保证工艺要求的至关重要的作用。常见的冷却塔有逆流式、横流式、喷射式、蒸发式4种。逆流式冷却塔主要由风机、收水器、喷淋装置、填料、钢结构、百叶窗、集水池、外壳、风筒等部件组成。 填料是冷却塔的重要组成部分,其质量和作用在很大程度上决定着冷却塔的冷却能力,据相关数据显示,填料产生的降温达到整个塔降温的60%~70%。它一般由凸凹不平的聚氯乙烯波纹板制成,亲水性能良好,保证水在填料上形成水膜和水滴,而不是水流,增强水气交换面积,延长水气交换时间,保证冷却效果。 逆流式冷却塔的工作原理:水在塔内与空气进行热质交换而得到降温。工作时,热水从塔顶向下喷淋,在填料之间形成新的水滴及表面形成水膜,空气在风机的作用下,由下向上与水滴和水膜逆向运动,水气进行蒸发传热和接触传热的交换,使水降温。 逆流式冷却塔的热工性能与气候条件尤其与湿球温度有密切关系,主要有以下3个技术指标。 1.1 进、出水温差△t △t=t1-t2(其中,t1为进水温度,t2为出水温度)。这是最重要的技术指标,随冷却塔的不同用途而不同。 1.2 冷幅Δt’ Δt=t2-ξ(℃),即出水温度t2与湿球温度ξ之差。它的大小反映出水温度和与湿球的接近程度,冷幅越小,冷却塔的热工性能越高,反之越低。一般情况下,Δt’=4~6℃。 1.3 冷效Ε E=△t/Δt’,即进、出水温差与冷幅的比值。是冷却塔热工性能的综合指针,数值越高,冷却塔的热工性能越好。 2 问题的提出 某制药公司有4台标准型的逆流式玻璃钢,型号为DBNL3—500,为抗生素发酵提供26℃左右循环冷却水。2006年曾对冷却塔进行了大修,更换了全部的填料,填料为斜交错填料。循环水质未进行任何处理。 2009年3月份以来,该制药公司抗生素生产车间提出循环冷却水温较高且不稳定,影响了抗生素的生产。多年来,对循环冷却水水温提出异议多在环境温度最高的6、7、8三个月,在3月份提出水温高还是第一次。 3 情况分析 3.1 原因分析 随机抽查3-4月份的运行记录,并对一组运行数据进行了分析。 当日湿球平均温度20℃,冷却塔的3个技术指标分别为: △t=1.13℃,冷幅Δt’=7.56℃,冷效Ε=0.149。 将以上数字与标准型冷却塔设计参数(表1)相比较,可以看出冷却塔运行效果不佳,丧失了大部分冷却能力,性能劣化。 因为在2006年对冷却塔进行了的大修,更新了全部的填料,短短的3年时间就出现了这么严重的问题,原因究竟是什么? 经检查得知:抗生素生产工艺和产量没有变化,环境温度与以往变化不大,冷却塔风机、上塔泵运行参数也正常,分析认为问题可能出在填料上。 冷却塔内共填充了约32m3斜交错填料。检查时发现单层填料间充满了约40mm厚的污垢,在污垢中间有两排交错的直径约10mm的不规则水流孔,填料和污垢黏合在一起,需用洋镐才能将填料和污垢挖出来,造成填料彻底报废。每一个塔清理的污垢约8m3。 因此可以得出结论:冷却塔性能劣化是因为填料间充满了大量的污垢,使得填料上根本不能形成水膜,而是形成一股股水流,严重影响了水气的热质交换,造成冷却塔冷却性能的大部分丧失,致使出水温度上升。由于冷却塔功能的丧失,环境温度变化成了决定出水温度的最主要的决定因素,出水温度随环境温度上下变化,这就是抗生素车间反应的出水温度不稳定的原因所在。 3.1 污垢的来源 由于冷却塔水系统与大气相同,空气中的尘土、杂物、细菌等都会进入水系统,微生物大量繁殖,形成生物粘泥。同时,循环水中的溶解盐不断浓缩,使水的硬度不断增加。以上是水垢形成的一般原因。但是与以往不同的是,此冷却塔运行不足三年却形成了罕见的污垢,初步判定可能是抗生素车间在2007年发生跑料而造成循环水污染形成的污垢。 4 处理办法 更换填料,是解决问题的根本办法。为了解决和防止下一次填料时的更换困难,同时探索采用更新的填料,提高冷却塔性能,我们使用了一种新型S型淋水填料。 该填料具有表面积大、亲水性好、风阻小、散热系数大、热力综合性能好、使用寿命长等特点,可根据冷却塔的实际尺寸,将单片组装成不同尺寸长方体的填料组装单元。 S型淋水填料单片板面上下成S型有凸台梯形波,以凹凸粘接点粘接组装,单片长度500~5000mm,宽度500~1000mm,片厚0.40±0.05mm。 但是,这种填料在使用中需要注意以下点:(1)单片与单片之间的波形一定要呈斜交错形式,这样才具有良好的热力阻力;(2)长方体的填料组装单元,最适合与方形塔相匹配,与圆形冷却塔圆周会形成缝隙,需根据间隙的大小用不同数量的单片填料填充;(3)一旦填料堵塞,不易清理。堵塞严重时,需要整体更换,会增加成本。 5 处理后的效果 随机抽取更换填料后的运行记录,在并对一组运行数据进行分析。 当日湿球平均温度为24℃,冷却塔的技术指标分别为:△t=3.37℃,Δt’=2.51℃,Ε=1.34。 可以看出,经过处理后的冷却塔性能已经恢复;热工性能达到设计参数,在实际生产中可以满足抗生素发酵工艺要求。 6 结论 (1)循环冷却水价格低廉。玻璃钢冷却塔结构简单,操作简单。因此,往往不为人们所重视,其实在生产中,它对保证工艺要求有着重要意义,而且也是产品成本控制的一个重要方面,同时在节约水资源,保护环境方面发挥着越来越重要的作用。 (2)冷却塔管理的重点应放在及时对运行数据进行分析,特别是对3个技术指标进行分析,发现异常应及时分析查造原因,并进行针对性处理。 (3)填料是冷却塔热交换的主要部件,与冷效高低相关密切,应加强对填料的管理,定期进行检查、清理、更换。 (4)循环水的水质管理同样是一个不容忽视的问题。
一,冷却能力问题 冷却能力是冷却塔质量的核心。冷却塔中重要组成部件——淋水填料,其作用是降低冷却水的水温,淋水填料产生的温降 达到整个塔温降的60%~70%,可见淋水填料的质量与性能在很大程度上决定了冷却塔的冷却能力。 经常出现的问题是:冷却塔用户在运行中发现冷却效果不是很好,或是冷却水的水温降越来越差;或是完全丧失了冷却能力。 二、水量损失问题 冷却塔损失水量是值得关注的节水运行参数。冷却塔补充新水量的多少取决于冷却水循环过程中损失水量的多少。 冷却塔损失水量包括:蒸发损失、风吹损失、排污损失。 1.风吹损失。风吹损失是指从冷却塔排出的热湿气流中有水滴被风吹飘移出塔外。 2.蒸发损失。在湿式冷却塔中蒸发损失是不可避免的。 3.排污损失。冷却塔的排污损失是防止溶解性固体形成结垢,而由冷却水池中排泄带走的水量。实际运行中,冷却塔用户对冷却水水质稳定无工序保证,造成冷却水浓缩倍数很高(浓缩倍率很低),加大排污量,增加了补充新水量。