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冷却塔的工作原理及故障处理方法

2020-01-08

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。工业生产或制冷工艺过程中产生的废热,一般要用冷却水来导走。从江、河、湖、海等天然水体中吸取一定量的水作为冷却水,冷却工艺设备吸取废热使水温升高,再排入江、河、湖、海,这种冷却方式称为直流冷却。当不具备直流冷却条件时,则需要用冷却塔来冷却。冷却塔的作用是将挟带废热的冷却水在塔内与空气进行热交换,使废热传输给空气并散人大气。

一、冷却塔工作基本原理

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。

二、冷却塔的工作过程

以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。

三、冷却塔组成

1、淋水填料

将需要冷却的水(热水)多次溅洒成水滴或形成水膜,以增加水和空气的接触面积和时间,促进水和空气的热交换。水的冷却过程主要在淋水填料中进行。


2、配水系统

将热水均匀分布到整个淋水填料上,热水分布均匀与否,对冷却效果影响很大。如水量分配不均匀,不仅直接降低冷却效果,也会造成部分冷却水滴飞溅而飘逸到塔外。

陕西冷却塔

3、通风设备

在机械通风冷却塔中利用通风机产生预计的空气流量,以保证要求的冷却效果。

4、空气分配装置

利用进风口、百叶窗和导风板等装置,引导空气均匀分布于冷却塔整个截面上。

5、通风筒

通风筒的作用是创造良好的空气动力条件,减少通风阻力,并将排出冷却塔的湿热空气送往高空减少湿热空气回流。机械通风冷却塔的通风筒又称风筒。风筒式自然通风冷却塔的通风筒起通风和将湿热空气送往高空的作用。

6、除水器

将排出湿热空气中所携带的水滴与空气分离,减少逸出水量损失和对周围环境的影响。

7、塔体

冷却塔的外部围护结构,机械通风冷却塔和风筒式自然通风冷却塔的塔体是封闭的,起到支撑、维护和组织合适气流的功能;开放式冷却塔的塔体沿塔高做成开敞的,以便自然风进入塔体。

8、集水池

设于冷却塔下部,汇集淋水填料落下的冷却水,有时集水池还具有一定的储备容积,起调节流量作用。

9、输水系统

进水管将热水送到配水系统,进水管上设置阀门,以调节冷却塔的进水量,出水管将冷却后的水送往用水设备或循环水泵。在集水池还装设补充水管、排污管、溢流管、放空管等,必要时还可在多台冷却塔之间设连通管。

10、其他设施

包括检修门、检修梯、走道、照明、电气控制、避雷装置以及必要时设置的飞行障碍标志等,有时为了测试需要还设置冷却塔测试部件。上述各种部件的不同组合,构成各种形式和用途的冷却塔:开放点滴式冷却塔、风筒式自然通风冷却塔、抽风(或鼓风)逆流式冷却塔、抽风横流式冷却塔等。

四、冷却塔停机后的清洗、保养

1、散水系统

① 检查冷却塔主水管、分水管、喷头有无破损松动,及时时行修补、固定。彻底清除布水管及喷头内部的污物,以保证水管畅通,喷头布水均匀。② 彻底冲洗冷却塔水盘及出水过滤网罩,避免水垢污物积存堵塞管道。清洗完毕应打开泄水阀门,放尽水盘内积水,以免冻坏。③ 检查水盘、塔脚是否漏水,如有漏点,及时补胶。

2、散热系统

① 清洗冷却塔所有换热材(填料),彻底清除掉热材表面、孔间的水垢污物,保证换热材的洁净。拆装换热材时行修补更换。装填时注意布放紧密,不留间隙。② 清洗挡水帘、消音毯,去除污物。对破损处进行修补更换。挡水帘码放时要求紧密,防止漂水。将冷却塔充水,检查是否漏水(特别是塔体连接处),若漏则更换密封件。

3、传动系统

① 电机:检查电机的接线端子是否完好,电机转动是否正常,电机接丝盒作密封,电机轴承加油润滑,电机外壳重新喷漆。长期停机,建议业主每个月至少运转电机3个小时,保持电机线圈干燥,并润滑轴承表面。② 减速机:检查减速机转动是否正常,如有异声,立即更换减速机轴承。③ 皮带、皮带轮:调节顶丝,松开皮带,延长皮带使用寿命。检查皮带有无破损、裂纹,必要时建议业主更换新皮带。校核皮带轮,马达架水平度,紧固松动螺栓,有锈蚀螺栓予以更换。④ 风扇:清洗扇叶表面污物,检查扇叶角度,扇叶与风胴间隙,并进行调整。

4、塔体外观

① 对风胴、塔、入风导板进行彻底清洗,保证外观清洁美观。② 重新紧固各部位螺栓,并更换生锈螺栓。③ 检查塔体外观有无破损、裂纹,及时予以修补。④ 检查塔体壁板立缝处是否严密,必要时重新刷胶修补。

5、冷却塔附件

① 检查自动补水装置--浮球有无损坏、工作是否正常。发现异常及时修理、更换。② 对冷却塔铁件螺栓重新紧固、更换生锈螺栓,对锈蚀铁件新刷漆。③ 检查进、出水管,补水管的塔体法兰盘有无破损、漏水、冷却塔清洗保养完毕,建议业主用彩条围挡布将冷却塔风胴包裹密封,以防杂物进入冷却塔内部。


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