冷卻塔配水管道和水池

對配水管和水池設計與布置的基本要求與原則為：1、配水管道應布置在水面以上，沿水流方向有0、001～0、002的坡度。2、配水管上應設閘閥，閘閥以暗桿式為宜，配水管末端應設管道沖洗和放空的堵頭。3、配水總管兩個固定支座之間應安裝伸縮節。4、配水管變徑處應采用偏心異徑管接頭，以利管道放空。5、每3～5排配水管之間應留寬為1、3～1、5倍配水管間距的空氣通道。6、噴水冷卻池應選擇在通風良好的地段，水池宜建成矩形，池寬不宜大于60m，最外側噴嘴距池邊不宜小于7m。在風速大的地方，可采用10～12m或更大。噴水池的長邊應與夏季主導風向垂直。7、水池一般應不少于兩格，當允許間歇使用時亦可用單格。8、水池通常為地下式或半地下式，水池池頂應高出地面0、3m。9、池底、池壁通常采用混凝土做護面，隔一定間距設伸縮縫，縫隙要防滲漏。10、水池設計水深宜為1、5～2、0m。當噴水池兼做其他用途時，水深可適當增加。噴水池的池壁應有不小于0、25m的超高。11、水池應有排污、放空與溢流裝置。池底有0、003～0、005的坡度，坡向放空管。12、水池周圍應設回水臺，其坡度根據風向、風速和噴嘴前水頭等因素確定。一般不宜小于3m。回水臺坡向水池，坡度為2%～5%。回水臺外圍應有防止周圍地面水流入水池的截水溝。13、噴水冷卻池出水口處要有攔污設施。14、寒冷地區的噴水冷卻池應采取以下防凍措施：1進水干管上設旁流水管，旁流水管的排水點應于水池出水口的對面一側。2干管及配水管上的閘閥應安裝防凍放水管或采用其他保溫措施。

冷卻塔水冷卻不同溫度蒸發與傳導散熱

從上述討論可知，水的冷卻過程是通過蒸發散熱和傳導散熱兩個綜合作用的結果。現按圖4-5在不同溫度下，論述其蒸發散熱與傳導散發的不同情況。1、圖4-5中①，tfθ在tfθ的條件下，蒸發散熱與傳導散熱同時存在，并都從水面向空氣一個方向進行存在的Δt和ΔPq均為正值，兩者的總散熱量用H表示，則單位時間內從水面散發的總熱量為：這種情況下同時存在ΔPq和Δt為推動力的散熱，圖中Qu是蒸發散熱時被蒸發掉的水量，蒸發了多少水量Qu就帶走了多少熱量Hβ，故Qu與Hβ成正比Qu∞Hβ。2、圖4-5中②，tf=θ在tf=θ的條件下，說明Δt=0，不存在溫度差引起的傳導散熱的推動力，即傳導散熱Hα=0，水沒有熱量傳遞給空氣，空氣也沒有熱量傳遞給水，只存在蒸發散熱量Hβ，故得：H=Hβ傳導散熱保持平衡4-53、圖4-5中③，tf＜θtf＜θ時，則tf-θ=-Δt，說明空氣的熱量傳給水面，所以存在Hα值，但不是水面傳給空氣，而相反。但只要存在水面的蒸發散熱Hβ，并且HβHα，那么總散熱量H為正值，即：H=Hβ-Hα04-64、圖4-5中④，tf=τ＜θτ是濕球溫度，水冷卻的極限值。在圖4-5③中，tf＜θ，但還沒有達到tf=τ，雖然水冷卻很緩慢，但還是冷卻的，現在到了tf=τ＜θ，水的溫度就停止下降了，其理由從散熱量來說，因為這時候，水向空氣的蒸發散熱量Hβ與空氣傳導給水的熱量Hα處于平衡狀態平衡狀態是指兩者傳導的速度相等，不是處于停止狀態，即Hα=Hβ，而使H=0，這時水面的溫度tf就是空氣的濕球溫度τ，溫度τ稱為水的冷卻極限。從上述分析的四種情況可見：希望水在冷卻塔中的冷卻屬于第一種情況，因為既有蒸發散熱Hβ，又有傳導散熱Hα，水的冷卻效果好；在無法達到圖4-5①要求時，則希望水的冷卻狀況為圖4-5②，雖然這時Hα=0，但存在H=Hβ，即以蒸發散熱為主。而夏天炎熱的情況下，水面溫度tf與空氣干球溫度θ比較接近，故傳導散熱在總散熱量H中僅占10%～20%，而蒸發散熱在H中約占80%～90%，所以夏天水在冷卻塔中的冷卻基本上屬于圖4-5②的情況。冷卻塔的設計也是按夏季的情況即不考慮傳導散熱量Hα=0，只考慮蒸發散熱量Hβ進行的，通常指的標準型冷卻塔Δt=t1-t2=5℃，就是只考慮蒸發散熱的結果，沒有考慮傳導散熱Hα。圖4-5③的情況，一般來說不希望出現，但少數地區是存在的，如重慶、武漢、南京、杭州、南昌等地，夏季有幾天的空氣溫度很高，tf與θ更為接近，故按上海的氣象參數一般τ=28℃，θ=31、5℃設計的冷卻塔，在這些地方，這幾天的冷卻效果達不到Δt≠5℃，即t1-t2=Δt＜5℃，但水還是得到冷卻的，就是冷卻效果差。如果這些地方夏季都要達到Δt=5℃，那么塔體要放大，填料要增高，風量要增加等，是非常不經濟的。圖中4-5④是沒有意義的，因冷卻效果=0。在冬季tf與θ之間溫差很大即Δt=tf-θ很大，這就是溫差引起的傳導散熱的推動力很大，故傳導散熱量Hα在總散熱量H中可達50%，嚴冬時可達70%，在冬季，Hα冬Hα夏，Hβ冬Hβ夏，所以總散熱量H冬H夏，冬季冷卻效果特別好。但無論如何，對冷卻塔來說，夏天通常為HβHα，冬季Hβ≈Hα，Hβ越大，效果好，這是因為水的汽化熱為597、3kcal1kg0℃的水汽化為0℃的水蒸氣放出的熱量，而水的比熱為1kcalkg，這就是說1kg水全部被汽化可帶走幾乎為600kcal的熱量，那么1kg水中有1%被汽化即Qu=1100kg可帶走6kcal的熱量，則就可以使1kg水的溫度降低6℃。