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在工業(yè)生產(chǎn)中,快速散熱是一個(gè)至關(guān)重要的環(huán)節(jié)。循環(huán)水系統(tǒng)在其中扮演著至關(guān)重要的角色,其核心功能在于有效帶走生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢熱。今天我們來聊聊工業(yè)循環(huán)水的分類及冷卻塔的選擇。
一、循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的類型
根據(jù)其形式和用途,可以分為直流冷卻水系統(tǒng)、敞開式蒸發(fā)冷卻系統(tǒng)、密閉式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)。這些類型的選擇和運(yùn)用,對(duì)于工廠的高效運(yùn)行和廢熱的有效處理至關(guān)重要。
1、直流冷卻水系統(tǒng)
這種系統(tǒng)特點(diǎn)是冷卻水僅在換熱設(shè)備中流經(jīng)一次,使用后即被排放,無需其他冷卻水構(gòu)筑物,因此初期投資較低,操作也相對(duì)簡(jiǎn)便。然而,由于該系統(tǒng)對(duì)冷卻水的需求量較大,且直接排放可能對(duì)環(huán)境造成一定影響,所以通常適用于那些臨近湖泊或海洋的電廠,一般少見。
2、敞開式蒸發(fā)冷卻系統(tǒng)
在該系統(tǒng)中,冷卻水經(jīng)過熱交換器后,會(huì)因吸收熱量而溫度升高,進(jìn)而變?yōu)闊崴?。隨后,這些熱水被引入冷卻塔,通過曝氣與空氣充分接觸。在接觸過程中,水的蒸發(fā)和接觸散熱共同作用,使得水溫得以降低。經(jīng)過冷卻后的水再次被循環(huán)利用,這就是我們常說的冷卻塔系統(tǒng)。此類系統(tǒng)在工廠中得到了廣泛應(yīng)用。
3、密閉式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)
在此系統(tǒng)中,冷卻水處于密閉狀態(tài),進(jìn)行循環(huán)使用,同時(shí)交替完成冷卻與加熱的過程,且始終不與空氣直接接觸。通常,水的再次冷卻是通過另一臺(tái)換熱設(shè)備,利用其他冷卻介質(zhì)來實(shí)現(xiàn)的。這類系統(tǒng)常被節(jié)水、對(duì)換熱設(shè)備有特殊要求的場(chǎng)合。
二、工業(yè)冷卻塔的類型及選擇對(duì)比
目前大部分工廠去除廢熱主要采用敞開式蒸發(fā)冷卻系統(tǒng)和密閉式循環(huán)冷卻水系統(tǒng),根據(jù)其結(jié)構(gòu)和運(yùn)行方式的不同,冷卻塔通常被劃分為開式冷卻塔和閉式冷卻塔兩大類。盡管這兩種類型的冷卻塔都致力于降低水溫,但它們?cè)趯?shí)際應(yīng)用中卻各自展現(xiàn)出獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)和適用性。
1、敞開式冷卻塔
敞開式冷卻塔,一種廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)的設(shè)備,其核心作用在于降低工藝過程中產(chǎn)生的廢熱。通過與外界空氣的熱交換,開式冷卻塔有效地將廢水中的熱量傳遞到大氣中,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)水溫的降低。即將循環(huán)水以噴霧形式,噴淋到的填料上,通過循環(huán)水與空氣的接觸,進(jìn)行換熱,最后通過風(fēng)機(jī),把水與空氣換熱后的熱氣流帶出塔外,達(dá)到冷卻的目的。這樣的運(yùn)行過程,循環(huán)水直接與空氣接觸,會(huì)產(chǎn)生雜質(zhì),且很容易產(chǎn)生結(jié)垢,易滋生細(xì)菌、藻類、結(jié)晶等,需要經(jīng)常進(jìn)行維修,同時(shí)開式冷卻系統(tǒng)需要大量的水資源消耗,大大增加了企業(yè)成本。但其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、投資成本低,且在大多數(shù)工業(yè)場(chǎng)景下都能發(fā)揮出色的冷卻效果。結(jié)構(gòu)圖示意圖如下:
2、封閉式冷卻塔
封閉式冷卻塔,與敞開式冷卻塔不同,其工作原理及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)有著顯著差異。閉式冷卻塔在工業(yè)生產(chǎn)中同樣扮演著重要的角色,主要用于冷卻循環(huán)水系統(tǒng)中的介質(zhì),如油、鹽水等。其工作原理是通過密閉式循環(huán),將介質(zhì)中的熱量傳遞到冷卻水或空氣中,從而達(dá)到降溫的目的。即分內(nèi)外兩個(gè)循環(huán)降溫系統(tǒng),且這兩個(gè)循環(huán)系統(tǒng),是完全隔絕的。
(1)內(nèi)循環(huán)系統(tǒng):封閉式的循環(huán)系統(tǒng),循環(huán)介質(zhì)在換熱盤管內(nèi)封閉循環(huán),不與外界接觸,整個(gè)循環(huán)過程,循環(huán)介質(zhì)幾乎是不損耗的,并且不會(huì)產(chǎn)生雜質(zhì),不容易結(jié)垢。不僅節(jié)省大量的水資源、而且環(huán)保安全,不結(jié)垢不堵塞,系統(tǒng)故障率很低,不用花更多的錢去維修和保養(yǎng),節(jié)省了開支。
(2)外循環(huán)系統(tǒng):外循環(huán)系統(tǒng)就是給冷卻塔本身進(jìn)行降溫的,開啟噴淋泵,噴淋泵從集水槽收水,送到換熱盤管上部,通過噴嘴,均勻地灑在換熱盤管上,形成一層薄薄的水膜,水膜吸收盤管內(nèi)循環(huán)水的熱量,溫度降低。另外,冷風(fēng)與噴淋水經(jīng)過多次冷、熱交替,大大降低了塔內(nèi)溫度,最后,高溫高熱的氣體北塔頂?shù)娘L(fēng)機(jī)帶出塔外。
另外,這兩個(gè)循環(huán)系統(tǒng),可根據(jù)工況自行調(diào)節(jié),在春夏季節(jié),環(huán)境溫度較高的情況下,需要兩個(gè)循環(huán)系統(tǒng)同時(shí)開啟運(yùn)行,在秋冬季節(jié),環(huán)境溫度較低的情況下,往往只需開啟一個(gè)循環(huán)系統(tǒng)就能達(dá)到冷卻目的。
閉式冷卻塔前期投資成本高,具有結(jié)構(gòu)緊湊、冷卻效率高以及適用范圍廣泛等特點(diǎn),因此在許多工業(yè)領(lǐng)域都有著廣泛的應(yīng)用。
3、兩種冷卻塔的選擇對(duì)比
綜上所述,在循環(huán)水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和選型上,我們需要綜合考慮上述因素進(jìn)行選擇合適的系統(tǒng)。
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