复合式闭环冷却塔的原理、技术特点及应用场合——循环水泵系统节能方案
【原理】
复合式闭环冷却塔是工作流体在塔的盘管内进行循环,工作流体的热量经过盘管散入流过盘管的水中。同时,机组外四周的空气从盘管上的进风格栅进入,与水的流动方向相反,向上流经盘管。完全靠水的蒸发潜热带走热量,而不像板换靠水的显热带走热量,对水的使用需求量大大减少。一小部分水蒸发而吸走热量,热湿空气由冷却塔顶部的通风机排出到大气中,其余的水落入底部水盘,由水泵再循环至水分配系统又回淋到盘管上。
【技术特点】
1、由于冷却水不与外界空气接触,补充水采用软化水,冷却水中不会产生水垢、细菌污泥等杂质污染,有效防止冷水机组冷凝器、换热器堵塞,延长冷水机组使用寿命,减少水处理药剂使用量,比开式冷却塔水损耗量减少。
2、冬季供冷时,可利用外界较低空气温度采用风冷降温,只开通风机,外循环水泵停开,既提供足够排热能力,又节水,防止结冰,减少结垢。
3、冷却水温度稳定,完全符合工艺要求。闭式空冷系统,冷却水冷却温度,可达到该地区年保证率不超过5天的环境温度,即开式冷却塔能达到的冷却温度,闭式空冷循环系统一样能达到。完全符合工艺要求。由于有很多调节温度的措施,可以确保出空冷器的冷却水温度稳定,进而使工艺操作稳定。
4、提高了工艺换热设备传热效率和寿命。与工艺换热设备换热的是软化水,软水硬度低,杂质少,PH值7-9,微碱性,况且在系统中闭路循环,不受大气污染。大大地减少工艺换热设备结垢和腐蚀,提高了工艺换热设备传热效率和寿命。如高炉的夹套,使用开式循环冷却时,寿命只3年,使用闭式空冷系统后,寿命可提高到8-10年。
5、降低新鲜补充水消耗,节水效果明显。管内软水闭路循环,基本不需补充。管外冷却主要靠空气,喷淋水作为调温手段,随着气温降低,逐渐减少。根据生产实践,每m3冷却水补充新鲜水0.01-0.012 m3,而开式凉水塔系统, 每m3冷却水补充新鲜水0.018-0.022 m3。故闭式空冷循环冷却水系统,比凉水塔的传统工业循环冷却水系统,可节水近50%。
6、减少排污,有利环保。若取相同的浓缩倍率来排污,由于闭式空冷系统蒸发量只为凉水塔系统的50%,故排污量减少也将近50%。有利环保,节省污水处理投资。
7、维护简单、运转费用低。无填料,不需要更换,减少费用和人工时。加药量少,加药量费用仅为开式塔系统的30%。加上节水,运转费用低。
【应用场合】
由于北方地区冬季空气干燥,灰尘大,尽管气温低,细菌不易繁殖,但生物粘泥在开式冷却塔中沉积,带入冷却水管路系统中,减小管道流通面积,增加管道阻力。例如,北方某半导体公司动力部门曾于1996 年冬季,用开式冷却塔直接给空调表冷器供冷却水,经过一个冬季运行后,尽管节约了一部分运行成本(停开冷冻机,电费减少),但空调机组表冷器进出口压差增加1.5 kg/cm2,换热效率急剧下降。因此,为解决冬季空调和设备冷却水对冷负荷需求,降低运行成本,采用闭式冷却塔是个不错的选择。