環(huán)保節(jié)水型冷卻塔的探究

楊成業(yè)

（秦皇島萊特流體設(shè)備制造有限公司 066004）

0 引言

在社會(huì)進(jìn)步的歷程中，現(xiàn)階段我國(guó)的人均水資源擁有量只相當(dāng)于世界人均水資源擁有量的四分之一，并且還有著大概三分之一的國(guó)民生活在缺水的地區(qū)和環(huán)境中，特別是在北方區(qū)域的一部分城市中，已經(jīng)出現(xiàn)了嚴(yán)重缺水的狀況，甚至還有部分城市由于水資源的嚴(yán)重缺乏導(dǎo)致國(guó)民的生命健康受到了威脅。因此，如何最大程度地在使用冷卻塔的過程中實(shí)現(xiàn)節(jié)水的目標(biāo)已經(jīng)成為當(dāng)今各個(gè)領(lǐng)域中需解決的關(guān)鍵性問題。本文主要對(duì)現(xiàn)階段有關(guān)生產(chǎn)領(lǐng)域中的環(huán)保節(jié)水型冷卻塔的情況進(jìn)行了簡(jiǎn)單的闡述，并且分析了環(huán)保節(jié)水型冷卻塔的換熱、氣動(dòng)等環(huán)節(jié)，進(jìn)而在一定程度上降低冷卻塔對(duì)水資源的利用程度，這樣一來，就可以適當(dāng)緩解我國(guó)部分地區(qū)水資源短缺的危急狀況。

1 環(huán)保節(jié)水型冷卻塔的推出

1.1 冷卻塔的分類

濕式冷卻塔在以往的工業(yè)生產(chǎn)過程中具有無可比擬的優(yōu)勢(shì)，濕式冷卻塔的價(jià)格低廉、換熱成效明顯以及降溫的極限值都符合工業(yè)生產(chǎn)的需求，這些優(yōu)勢(shì)在一定程度上使?jié)袷嚼鋮s塔被廣泛地應(yīng)用在我國(guó)的工業(yè)生產(chǎn)過程中。但濕式冷卻塔本身也存在著缺點(diǎn)，在其進(jìn)行蒸發(fā)換熱工作的過程中，采用水蒸發(fā)形式達(dá)到降溫的目的，但是這樣也會(huì)導(dǎo)致水資源被濫用。濕式冷卻塔工作過程中的水資源流失是達(dá)到降溫目標(biāo)的基礎(chǔ)條件，這勢(shì)必與我國(guó)水資源缺乏的現(xiàn)狀矛盾。

干式冷卻塔的水資源流失程度較低，但是干式冷卻塔的降溫效果卻不明顯，而且資金消耗程度高[1]。

1.2 節(jié)水型冷卻塔的利用優(yōu)勢(shì)

通過綜合以上兩種冷卻塔的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，本篇文章主要剖析了環(huán)保節(jié)水型的冷卻塔，環(huán)保節(jié)水型冷卻塔關(guān)鍵是在濕式逆流式冷卻塔的基礎(chǔ)上對(duì)冷卻體系進(jìn)一步完善，環(huán)保節(jié)水型冷卻塔是在冷卻塔的一側(cè)設(shè)計(jì)和安排一定的空氣引風(fēng)管道，進(jìn)而形成收水器和干式換熱器的設(shè)計(jì)，這樣的設(shè)計(jì)不僅可以在工作過程中高效節(jié)約水資源，而且還可以最大程度地降低溫度。

這種冷卻塔具有干式冷卻塔和濕式冷卻塔的大部分優(yōu)點(diǎn)，并且還以此為基礎(chǔ)盡可能的達(dá)成高效保護(hù)和節(jié)約水資源的循環(huán)冷卻目的，這對(duì)于節(jié)約水資源有著非常大的影響和現(xiàn)實(shí)意義。

2 節(jié)水型冷卻塔的換熱與氣動(dòng)分析

2.1 節(jié)水型冷卻塔氣動(dòng)環(huán)節(jié)分析

通過對(duì)當(dāng)前工業(yè)領(lǐng)域中環(huán)保節(jié)水型冷卻塔的利用程度以及上述內(nèi)容的結(jié)構(gòu)分析，環(huán)保節(jié)水型冷卻塔在收水設(shè)備和下半部分的設(shè)計(jì)上有了很大程度的改進(jìn)和完善。簡(jiǎn)單來說，這部分在環(huán)保節(jié)水型冷卻塔的整個(gè)構(gòu)造中可以被當(dāng)做潮濕環(huán)節(jié)，而換熱設(shè)施可以在一定程度上被看做干燥環(huán)節(jié)?？偟膩碚f，潮濕環(huán)節(jié)和干燥環(huán)節(jié)共同構(gòu)成了環(huán)保節(jié)水型冷卻塔的整個(gè)工作體系，其工作過程中的體積流量可以用GI 和GZ 來表示。與此同時(shí)，在傳統(tǒng)冷卻塔使用過程中，風(fēng)吹損失約占循環(huán)水量的0.5%；而在使用節(jié)水型冷卻塔后，其損失約為循環(huán)水量的O.1%。除此之外，環(huán)保節(jié)水型冷卻塔也達(dá)到了風(fēng)筒和冷卻體系有效連接的目的。并且風(fēng)向機(jī)體系和設(shè)施在很大程度上提升了工作全壓[3]。

2.2 環(huán)保節(jié)水型冷卻塔換熱環(huán)節(jié)分析

在這個(gè)過程中，潮濕環(huán)節(jié)中的空氣阻力主要內(nèi)容囊括以下幾個(gè)方面：體系風(fēng)口阻力狀況、導(dǎo)風(fēng)體系阻力狀況、氣流轉(zhuǎn)彎的阻力狀況、淋水設(shè)備承受阻力狀況以及水設(shè)備的承受阻力狀況等。與此同時(shí)，環(huán)保節(jié)水型冷卻塔中空氣換熱設(shè)施的換熱計(jì)算工作主要利用的是NTU 手段，其可以對(duì)換熱設(shè)備開展微元層的計(jì)算工作。值得有關(guān)企業(yè)和管理人員重視的一點(diǎn)是，環(huán)保節(jié)水型冷卻塔整體的空氣阻力以及總的空氣流量要和所利用風(fēng)機(jī)設(shè)施的性能曲線相匹配。因此，這就需要有關(guān)的企業(yè)和工作人員提前對(duì)新型冷卻塔內(nèi)部的換熱設(shè)備以及阻力開展計(jì)算工作，進(jìn)而進(jìn)行全方位的剖析。通過有關(guān)人員以及部門開展分析工作得出的結(jié)論是，新型冷卻塔特別適用于年平均溫度較低的區(qū)域。由于環(huán)保節(jié)水型冷卻塔內(nèi)部的干球溫度較低，換熱設(shè)備的冷卻成效明顯，而且冷卻塔的截面尺寸很小，這就使得整體匹配后換熱設(shè)施可承擔(dān)的冷卻負(fù)荷就較大，進(jìn)而最大程度的提升水資源的節(jié)約性能。

3 節(jié)能及適用效果分析

3.1 節(jié)能效果顯著

本文在對(duì)當(dāng)前工業(yè)領(lǐng)域中利用的環(huán)保節(jié)水型冷卻塔開展設(shè)計(jì)分析工作的過程中，主要融合了我國(guó)北方區(qū)域的氣候條件和天氣狀況。而在環(huán)保節(jié)水型冷卻塔及相關(guān)設(shè)施的安裝過程中主要利用的就是有助于節(jié)約水資源的換熱器。與此同時(shí)，假如環(huán)保節(jié)水型冷卻塔處在不同的工作環(huán)境中，會(huì)導(dǎo)致其中的空氣干球產(chǎn)生一定程度的溫度變化情況，因此，有關(guān)部門和企業(yè)在開展設(shè)計(jì)計(jì)算工作時(shí)要注意把這部分內(nèi)容放在計(jì)算內(nèi)容之中。除此之外，通過對(duì)目前環(huán)保節(jié)水型冷卻塔利用的實(shí)際狀況開展剖析工作得知，冷卻塔內(nèi)部的空氣干球溫度的改變主要和冷卻塔的換熱設(shè)施以及填料層有著非常緊密的聯(lián)系。并且環(huán)境干球的溫度還會(huì)緊跟著環(huán)境溫度的變化以及水溫降低的情況逐漸降低。例如在發(fā)電機(jī)組冷卻端使用的冷卻塔，冷卻循環(huán)水的溫度每降低1℃，可使機(jī)組真空提高400Pa～500Pa，使機(jī)組發(fā)電煤耗下降1.0～1.5 克/千瓦時(shí)。而要是利用節(jié)水型冷卻塔，通常可使發(fā)電機(jī)組冷卻循環(huán)水溫度降低3℃以上。可使機(jī)組發(fā)電煤耗下降3.0～4.5 克/千瓦時(shí)。

3.2 適用范圍廣泛

在當(dāng)前我國(guó)的發(fā)展歷程中，北方一部分城市水資源嚴(yán)重匱乏。例如：我國(guó)的北方城市內(nèi)蒙古嚴(yán)重缺水，并且年平均低溫和其他區(qū)域想比較非常低，一整年的時(shí)間內(nèi)幾乎大多數(shù)時(shí)間都在15℃以下，并且還有一段時(shí)間在0℃以下，嚴(yán)重的時(shí)候甚至可以達(dá)到零下30 多度。這樣的氣候條件和溫度對(duì)于企業(yè)利用環(huán)保節(jié)水型冷卻塔有著非常關(guān)鍵的促進(jìn)作用和現(xiàn)實(shí)意義。與此同時(shí)，因?yàn)楫?dāng)?shù)貐^(qū)域的環(huán)境溫度大部分時(shí)間都非常低，所以一般的冷卻塔在填料層下端進(jìn)風(fēng)口處會(huì)出現(xiàn)結(jié)冰問題，而環(huán)保節(jié)水型冷卻塔卻不存在這樣的問題[4]。

綜合而言，這種利用融合了干式冷卻塔和濕式冷卻塔優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)的環(huán)保節(jié)水型冷卻塔，可以在一定程度上提高生產(chǎn)工作的經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)快速提高企業(yè)的發(fā)展速度。以往工業(yè)領(lǐng)域中所利用的濕式冷卻塔在開展熱交換工作的過程中，工作成效明顯，并且資金利用程度非常低，但是水資源蒸發(fā)程度卻很高。與此同時(shí)，即使干式冷卻塔具有水資源蒸發(fā)程度低的優(yōu)點(diǎn)，但是其自身的資金利用程度卻非常高。而環(huán)保節(jié)水型冷卻塔融合干式冷卻塔和濕式冷卻塔的優(yōu)點(diǎn)，所以，其對(duì)于工業(yè)領(lǐng)域中的節(jié)水工作和環(huán)保工作有著非常明顯的促進(jìn)作用和現(xiàn)實(shí)意義。

4 結(jié)語

總的來說，當(dāng)前環(huán)保節(jié)水型冷卻塔設(shè)計(jì)和使用的關(guān)鍵目的就是為了實(shí)現(xiàn)工業(yè)領(lǐng)域生產(chǎn)過程中水資源的節(jié)約和保護(hù)。本文通過相關(guān)的研究和計(jì)算得出，環(huán)保節(jié)水型冷卻塔可以在一定程度上高效的降低水體污染程度和增強(qiáng)水資源的節(jié)約力度。因此，相關(guān)企業(yè)一定要及時(shí)利用環(huán)保節(jié)水型冷卻塔，特別是北方區(qū)域以及部分水資源匱乏的城市，這樣就可以最大程度地緩解我國(guó)水資源缺失的現(xiàn)狀以及促進(jìn)我國(guó)社會(huì)主義經(jīng)濟(jì)的進(jìn)步。