冷却塔讲义课件.ppt

1、循环水系统附属设备概述冷却塔：冷却塔： 工业生产过程中，生产设备或产品往往会产生大工业生产过程中，生产设备或产品往往会产生大量热量，使温度升高，必须及时冷却，以免影响生量热量，使温度升高，必须及时冷却，以免影响生产的正常进行和产品质量。水量吸收和传递热量的产的正常进行和产品质量。水量吸收和传递热量的良好介质，常用来冷却生产设备和产品。为了重复良好介质，常用来冷却生产设备和产品。为了重复利用吸热后的冷却水，常采用循环冷却水系统。供利用吸热后的冷却水，常采用循环冷却水系统。供水车间准确地说应是循环水车间。循环水系统的一水车间准确地说应是循环水车间。循环水系统的一般流程见图：般流程见图：用户换热器水

2、泵冷却塔 工业生产的循环水用水在使用过程中，少量水在冷工业生产的循环水用水在使用过程中，少量水在冷却塔中蒸发损失掉，水中盐类保留下来，发生浓缩成却塔中蒸发损失掉，水中盐类保留下来，发生浓缩成为盐垢；水不的悬浮物在循环过程中也浓缩；还有微为盐垢；水不的悬浮物在循环过程中也浓缩；还有微生物，藻类等进入系统，以上这些都会使循环冷却水生物，藻类等进入系统，以上这些都会使循环冷却水结垢和腐蚀。因此为了保证循环水的可靠运行，要做结垢和腐蚀。因此为了保证循环水的可靠运行，要做好以下两个方面。好以下两个方面。 1、如何提高降温效果。、如何提高降温效果。 2、对水质处理，防止结垢和腐蚀。、对水质处理，防止结垢和

3、腐蚀。 今天只对第一个问题进行探讨。今天只对第一个问题进行探讨。q 冷却塔的分类冷却塔的分类 冷却塔内，热水从上向下喷散成水滴或水膜，空气冷却塔内，热水从上向下喷散成水滴或水膜，空气由下而上或水平由下而上或水平 方向在塔内流动。在流动过程中，方向在塔内流动。在流动过程中，水与空气进行热交换，水温下降。水与空气进行热交换，水温下降。 冷却塔分为自然通风式冷却塔和机械通风式冷却塔。冷却塔分为自然通风式冷却塔和机械通风式冷却塔。自然通风式冷却塔处理水量较大，一般为双曲线式。自然通风式冷却塔处理水量较大，一般为双曲线式。大循环水冷却塔即为自然通风式的冷却塔。其它玻璃大循环水冷却塔即为自然通风式的冷却塔

4、。其它玻璃钢冷却塔或水泥塔等都是机械通风式冷却塔。钢冷却塔或水泥塔等都是机械通风式冷却塔。q 冷却塔的组成部分及其作用冷却塔的组成部分及其作用 水的流程：热水经进水管流入塔内，先进入收水器水的流程：热水经进水管流入塔内，先进入收水器下方的配水管，再经支管上的喷嘴均匀地喷洒入下部下方的配水管，再经支管上的喷嘴均匀地喷洒入下部的淋水填料上。水在这里以水滴或水膜的形式向下移的淋水填料上。水在这里以水滴或水膜的形式向下移动。冷空气从下部进风口进入塔内，热水与冷空气在动。冷空气从下部进风口进入塔内，热水与冷空气在淋水填料中进行热交换。湿热空气由风机经风筒抽出淋水填料中进行热交换。湿热空气由风机经风筒抽出

5、塔外。冷水流入下部集水池中。塔内的主要装置有：塔外。冷水流入下部集水池中。塔内的主要装置有：热水分配装置（配水系统、淋水填料），通风及空气热水分配装置（配水系统、淋水填料），通风及空气分配装置（风机、风筒、进风口）和其它装置（集水分配装置（风机、风筒、进风口）和其它装置（集水池、收水器）池、收水器）一、配水系统一、配水系统 配水系统的作用是将热水均匀地分配到冷却塔的整配水系统的作用是将热水均匀地分配到冷却塔的整个淋水面积上。如果配水不匀，会使淋水装置内部水个淋水面积上。如果配水不匀，会使淋水装置内部水流分布不均，从而在水流密集部分通风阻力增大，空流分布不均，从而在水流密集部分通风阻力增大，空气

6、流量减少，降低冷却效果；在水量过少部分，大量气流量减少，降低冷却效果；在水量过少部分，大量空气未充分利用而逸出塔外。因此配水系统要保证配空气未充分利用而逸出塔外。因此配水系统要保证配水均匀。水均匀。 在循环水系统中一般尽量采用余压上塔，即不专门在循环水系统中一般尽量采用余压上塔，即不专门增设热水泵，利用管网的压力，回水直接上塔。如厂增设热水泵，利用管网的压力，回水直接上塔。如厂南拜尔法系统、空压站、二氧化碳等都是利用余压上南拜尔法系统、空压站、二氧化碳等都是利用余压上塔，节约运行成本。简要介绍目前使用的配水系统。塔，节约运行成本。简要介绍目前使用的配水系统。1、固定管式配水系统、固定管式配水系

7、统 可以分为支状和环状配水，供水车间的各冷却塔的可以分为支状和环状配水，供水车间的各冷却塔的管式配水采用环状配水系统。具体见下图：管式配水采用环状配水系统。具体见下图： 在配水管的下方接出短管安装喷嘴，目前使用的是在配水管的下方接出短管安装喷嘴，目前使用的是三盘式溅水盘。一个塔内一般有三盘式溅水盘。一个塔内一般有100个溅水盘。水由喷个溅水盘。水由喷嘴喷出来，落在溅水盘上，比较均匀地布洒在填料上。嘴喷出来，落在溅水盘上，比较均匀地布洒在填料上。2、旋转式布水器、旋转式布水器 原空压站、二氧化碳泵房的玻璃钢冷却塔采用的就原空压站、二氧化碳泵房的玻璃钢冷却塔采用的就旋转式布水器，由于布水管采用的玻

8、璃钢管，强度低，旋转式布水器，由于布水管采用的玻璃钢管，强度低，易脆折，维修费用较高，后来就改为了固定式布水器。易脆折，维修费用较高，后来就改为了固定式布水器。在旋转本的四周沿辐射方向等距离接出若干配水管，在旋转本的四周沿辐射方向等距离接出若干配水管，水流通过配水管上的小孔喷出。推动配水管在出水相水流通过配水管上的小孔喷出。推动配水管在出水相反的方向旋转，将水均匀地洒在填料上。反的方向旋转，将水均匀地洒在填料上。3、槽式布水。、槽式布水。 大循环水系统的布水系统就是槽式布水。大循环水系统的布水系统就是槽式布水。二、淋水填料二、淋水填料 淋水填料的作用是将配水系统溅落的水滴，经多次淋水填料的作用

9、是将配水系统溅落的水滴，经多次溅散成为小水滴或水膜，增大水和空气的接触面积，溅散成为小水滴或水膜，增大水和空气的接触面积，延长接触时间，保证空气和水的良好交换作用。水泥延长接触时间，保证空气和水的良好交换作用。水泥格网填料目前使用的较多。见下图：格网填料目前使用的较多。见下图：塔内填料分几层，总高度塔内填料分几层，总高度12001600mm。各层间一。各层间一般布置错排布置。般布置错排布置。三、风机、减速机、空气导流装置三、风机、减速机、空气导流装置 在风筒式自然塔中，稳定的空气流量由高大的风筒在风筒式自然塔中，稳定的空气流量由高大的风筒所产生产抽力形成。机械通风冷却塔中则由轴流式风所产生产抽

10、力形成。机械通风冷却塔中则由轴流式风机供给空气。风机启动后，冷空气从下部进风口进入机供给空气。风机启动后，冷空气从下部进风口进入塔内。风机一般由叶轮、传动装置、电动机三部分组塔内。风机一般由叶轮、传动装置、电动机三部分组成。成。 叶轮由叶片和轮壳组成，叶轮直径一定条件下，增叶轮由叶片和轮壳组成，叶轮直径一定条件下，增加叶片和调整安装角度可以提高风压；传动装置包括加叶片和调整安装角度可以提高风压；传动装置包括减速齿轮箱、传动轴和联轴器三部分，齿轮箱的进轴减速齿轮箱、传动轴和联轴器三部分，齿轮箱的进轴转速为转速为1000r/min，通过一对弧锥齿轮和一对斜齿轮减，通过一对弧锥齿轮和一对斜齿轮减速输

11、出，转速为速输出，转速为200r/min。 百页窗：在小型逆流塔进风口四周往往设置向塔内百页窗：在小型逆流塔进风口四周往往设置向塔内倾斜与水平成倾斜与水平成45度角的百叶窗，主要是为了防止水度角的百叶窗，主要是为了防止水滴溅出，改善气流条件滴溅出，改善气流条件 。四、其它装置四、其它装置1、收水器：从冷却塔排出的湿热空气中，带有一些、收水器：从冷却塔排出的湿热空气中，带有一些水分，其中一部分是混合于空气中的水蒸气，因此水分，其中一部分是混合于空气中的水蒸气，因此在布水管的上方设有收水器，一方面减少水量损失，在布水管的上方设有收水器，一方面减少水量损失，同是改善冷却塔周围环境。同是改善冷却塔周围

12、环境。2、集水池：集水池起储存和调节水量作用，一般有、集水池：集水池起储存和调节水量作用，一般有溢流管和排空措施，为了拦阻杂物，在出水管前一溢流管和排空措施，为了拦阻杂物，在出水管前一般设置格栅。般设置格栅。3、塔体：塔体主要起封闭和围护作用。一般大、中、塔体：塔体主要起封闭和围护作用。一般大、中型塔用钢筋混凝土结构，小塔用玻璃钢。单塔处理型塔用钢筋混凝土结构，小塔用玻璃钢。单塔处理水量在水量在500方方/小时以下时，一般称为小型冷却塔。小时以下时，一般称为小型冷却塔。p水的冷却原理水的冷却原理 1、蒸发散热、蒸发散热 当热水表面直接与未被水蒸气所饱和的空气接触时，当热水表面直接与未被水蒸气所

13、饱和的空气接触时，热水表面的水分子将不断化为水蒸气，在此过程中，热水表面的水分子将不断化为水蒸气，在此过程中，将从热水中吸收热量，达到冷却效果。将从热水中吸收热量，达到冷却效果。 根据分子运动理论，水的表面蒸发是由分子热运动根据分子运动理论，水的表面蒸发是由分子热运动引起的。由于分子运动的不规则性，各个水分子的运引起的。由于分子运动的不规则性，各个水分子的运动速度的幅度很大。当液体表面的某些分子的动能中动速度的幅度很大。当液体表面的某些分子的动能中以克服液体内部对它的吸引力时，这些水分子即从液以克服液体内部对它的吸引力时，这些水分子即从液面逸出，进入空气中，带走一部分热量，从而使水温面逸出，进

14、入空气中，带走一部分热量，从而使水温降低。但这些逸出的水分子之间以及与空气分子互相降低。但这些逸出的水分子之间以及与空气分子互相碰撞中，又有可能重新进入液面。若在相同的时间内，碰撞中，又有可能重新进入液面。若在相同的时间内，逸出的分子多于返回水面的分子，水即不断蒸发，水逸出的分子多于返回水面的分子，水即不断蒸发，水温就不断降低。温就不断降低。 蒸发与空气温度无关，但与空气的湿度有关，如果蒸发与空气温度无关，但与空气的湿度有关，如果空气比较潮湿则不利于蒸发的进行。空气比较潮湿则不利于蒸发的进行。 为了加快蒸发速度，一般采取以下措施：为了加快蒸发速度，一般采取以下措施： 1）增加热水与空气之间的接

15、触面积。接触面积越）增加热水与空气之间的接触面积。接触面积越大则水分子逸出的机会就越多，蒸发就越快。大则水分子逸出的机会就越多，蒸发就越快。 2）提高水面空气流动的速度，使逸出的水蒸气分）提高水面空气流动的速度，使逸出的水蒸气分子迅速扩散。子迅速扩散。2、传导散热、传导散热 除蒸发散热外，当热水水面和空气直接接触时，除蒸发散热外，当热水水面和空气直接接触时，如水的温度与空气的温度不一致，将会产生传热如水的温度与空气的温度不一致，将会产生传热过程。如果水温高于空气温度，将水的热量传递过程。如果水温高于空气温度，将水的热量传递给空气，如果空气的温度高于热水，将空气的热给空气，如果空气的温度高于热水

16、，将空气的热量传递给热水，因此传热的方向取决于空气和热量传递给热水，因此传热的方向取决于空气和热水的温度的高低。水的温度的高低。 在冷却过程中在冷却过程中,虽然蒸发散热和传导散热一般同时虽然蒸发散热和传导散热一般同时存在，但随季节而不同。冬季气温很低，所以传导存在，但随季节而不同。冬季气温很低，所以传导散热量可占散热量可占50%，严冬时甚至达到，严冬时甚至达到70%左右。夏防左右。夏防温度较高，传导散热量很小，蒸发散热量约占温度较高，传导散热量很小，蒸发散热量约占80%-90%。另外，夏季有时湿度较大，蒸发也不利。另外，夏季有时湿度较大，蒸发也不利。p冷却塔运行维护中的注意事项冷却塔运行维护中

17、的注意事项 1、操作规程、操作规程 2、影响冷却塔降温效果的因素、影响冷却塔降温效果的因素 过滤器：过滤器： 在水处理过程中，过滤一般是指以石英砂等粒状在水处理过程中，过滤一般是指以石英砂等粒状滤料层截留水中悬浮杂质，从而使水获得澄清的工滤料层截留水中悬浮杂质，从而使水获得澄清的工艺过程。在循环水系统中艺过程。在循环水系统中的过滤器一般都采用旁滤，的过滤器一般都采用旁滤，即过滤一部分水量。即过滤一部分水量。1、过滤器的结构、过滤器的结构 及操作程序及操作程序 过滤：过滤： 打开过滤器的打开过滤器的进水门及出水门，进水门及出水门，关闭其它阀门，过关闭其它阀门，过滤器就开始过滤。滤器就开始过滤。进

18、水进水反冲洗进水反冲洗进水反反冲冲洗洗出出水水雨排水雨排水浑水流经滤料层时，水中杂质即被截留。随着滤层浑水流经滤料层时，水中杂质即被截留。随着滤层中杂质截留量的逐渐增加，滤料层水的水头损失也中杂质截留量的逐渐增加，滤料层水的水头损失也相应增加，出水量锐减，或出水不符合要求时，过相应增加，出水量锐减，或出水不符合要求时，过滤器必须停止冲洗。滤器必须停止冲洗。反冲洗：反冲洗： 反冲洗时，关闭过滤器的进水门及出水门，打开反冲洗时，关闭过滤器的进水门及出水门，打开反冲洗进水门及反冲洗出水门。冲洗水自下而上，反冲洗进水门及反冲洗出水门。冲洗水自下而上，进入过滤器，穿过承托层及滤料层，使滤料得到清进入过滤

19、器，穿过承托层及滤料层，使滤料得到清洗。（如果过滤器中接有风管，则首先打开风管，洗。（如果过滤器中接有风管，则首先打开风管，使滤料松动，摩擦。）冲洗的废水排入下水，冲洗使滤料松动，摩擦。）冲洗的废水排入下水，冲洗一直进行到滤料基本洗干净为止。一直进行到滤料基本洗干净为止。正洗：正洗： 反冲洗完毕后，需要对过滤器进行正洗。即打开反冲洗完毕后，需要对过滤器进行正洗。即打开过滤器的进水门及出水排下水的阀门，正洗几分钟过滤器的进水门及出水排下水的阀门，正洗几分钟 ，等出水正常后，关闭排水阀门，打开过滤器的出，等出水正常后，关闭排水阀门，打开过滤器的出水门，过滤器投入正常过滤。水门，过滤器投入正常过滤。

20、2、过滤器的过滤机理、过滤器的过滤机理 以压力滤器的单层砂滤为例，滤料粒径通常为以压力滤器的单层砂滤为例，滤料粒径通常为0.5mm-1.2mm，滤层厚度一般为，滤层厚度一般为70cm，经反冲洗，经反冲洗水力分选后，滤料粒径自上而下按由细到粗依次排水力分选后，滤料粒径自上而下按由细到粗依次排列。滤层中的孔隙也因此由上而下逐渐增大。列。滤层中的孔隙也因此由上而下逐渐增大。 水流中的悬浮颗粒能够粘附于滤料颗粒表面上，水流中的悬浮颗粒能够粘附于滤料颗粒表面上，认为是两个方面作用的结果，即迁移机理和粘附机认为是两个方面作用的结果，即迁移机理和粘附机理。迁移机理涉及颗粒脱离水流注线而向滤料颗粒理。迁移机理

21、涉及颗粒脱离水流注线而向滤料颗粒表面靠近；而粘附机理主要是讲依靠哪些力的作用表面靠近；而粘附机理主要是讲依靠哪些力的作用使他们粘附于滤粒表面上。使他们粘附于滤粒表面上。 被水流挟带的悬浮颗粒将随着水充流线运动，它被水流挟带的悬浮颗粒将随着水充流线运动，它之所以会脱离流线而与滤料表面接近，完全是一种之所以会脱离流线而与滤料表面接近，完全是一种力学作用，一般认为由以下几种作用引起的。拦截：力学作用，一般认为由以下几种作用引起的。拦截： 颗粒尺寸较大时，处于流线中的颗粒会直接碰到滤颗粒尺寸较大时，处于流线中的颗粒会直接碰到滤料表面产生的拦截作用；沉淀：颗粒沉速较大时会料表面产生的拦截作用；沉淀：颗粒

22、沉速较大时会在重力作用下脱离流线，产生沉淀作用；惯性作用在重力作用下脱离流线，产生沉淀作用；惯性作用等。等。 当水中颗粒迁移到滤粒表面上时，在范德华引力当水中颗粒迁移到滤粒表面上时，在范德华引力和静电力相互作用下，被粘附于滤料的颗粒表面上，和静电力相互作用下，被粘附于滤料的颗粒表面上，或粘附于滤粒表面上原告粘附的颗粒上。或粘附于滤粒表面上原告粘附的颗粒上。3、反冲洗的机理、反冲洗的机理 冲洗的目的是清除滤料层中所截留的污物，使过冲洗的目的是清除滤料层中所截留的污物，使过滤器恢复工作能力。一般冲洗是自下而上的水进行滤器恢复工作能力。一般冲洗是自下而上的水进行冲洗，有的在冲先的同时，采用压缩空气助

23、冲，对冲洗，有的在冲先的同时，采用压缩空气助冲，对清除包裹在滤料颗粒表面上的污物效果较好。清除包裹在滤料颗粒表面上的污物效果较好。 冲洗时，滤料层便膨胀起来。截留于滤层中的污冲洗时，滤料层便膨胀起来。截留于滤层中的污物，在滤层孔隙中的水流剪切力作用下，以及在滤物，在滤层孔隙中的水流剪切力作用下，以及在滤 料颗粒碰撞摩擦作用下，从滤料表面脱落下来，然料颗粒碰撞摩擦作用下，从滤料表面脱落下来，然后被冲洗水流带出滤池。后被冲洗水流带出滤池。4、滤料层、滤料层1）单一过滤层，以石英砂滤层较为普遍。）单一过滤层，以石英砂滤层较为普遍。2）双层或三层滤料。为了提高过滤效果，一般用双）双层或三层滤料。为了提

24、高过滤效果，一般用双层或三层滤料，常见的有无烟煤和石英砂的双层滤层或三层滤料，常见的有无烟煤和石英砂的双层滤料。料。3）纤维滤料。近几年来，滤料发展较快，使用的纤）纤维滤料。近几年来，滤料发展较快，使用的纤维滤料也较多。纤维滤料过滤精度高，由大量的纤维滤料也较多。纤维滤料过滤精度高，由大量的纤维束组成，系在过滤器的上下孔板间，过滤时，上维束组成，系在过滤器的上下孔板间，过滤时，上孔板下移，过滤束被压缩。反冲洗时，上孔板上移，孔板下移，过滤束被压缩。反冲洗时，上孔板上移，过滤束被拉伸，用压力水对纤维束进行反冲洗，纤过滤束被拉伸，用压力水对纤维束进行反冲洗，纤维过滤器的过滤原理及操作程序同其它一样

25、。维过滤器的过滤原理及操作程序同其它一样。 4）、自清洗过滤器的滤料采用的是不锈钢网，表面）、自清洗过滤器的滤料采用的是不锈钢网，表面积较大，但对颗粒的粘附作用很小，一般大于网径积较大，但对颗粒的粘附作用很小，一般大于网径的悬浮物被截留，使原水得到过滤。的悬浮物被截留，使原水得到过滤。 由于该滤料不由于该滤料不存在深度过滤，反冲洗所需时间短，自耗水量较小。存在深度过滤，反冲洗所需时间短，自耗水量较小。自清洗过滤器体积小，阻损低，可直接安装在管道自清洗过滤器体积小，阻损低，可直接安装在管道上，非常方便。上，非常方便。5、过滤器在使用过程中应注意的几个问题、过滤器在使用过程中应注意的几个问题1）过

26、滤器对来水水质要求较高。如果水质发生变化，）过滤器对来水水质要求较高。如果水质发生变化，比较恶劣，则应及时停运过滤器，否则会缩短过滤比较恶劣，则应及时停运过滤器，否则会缩短过滤器的运行周期，频繁反冲洗，浪费大量水资源。器的运行周期，频繁反冲洗，浪费大量水资源。过滤器还不适于处理含油量较大的来水，否则会造过滤器还不适于处理含油量较大的来水，否则会造成滤料粘结，致使过滤器报废。成滤料粘结，致使过滤器报废。2）要严格按规程进行操作。过滤）要严格按规程进行操作。过滤反冲洗反冲洗正洗正洗过滤，形成一个循环。在过滤器的中部设有风管，过滤，形成一个循环。在过滤器的中部设有风管， 其作用是在过滤器反冲前松动滤

27、料，使滤料在膨松其作用是在过滤器反冲前松动滤料，使滤料在膨松状态下，得到有效、彻底地反冲。而目前由于条件状态下，得到有效、彻底地反冲。而目前由于条件所限，一些岗位没有风管，一些岗位采用的是高压所限，一些岗位没有风管，一些岗位采用的是高压风，压力高，风量小，会造滤料层成风压不均，引风，压力高，风量小，会造滤料层成风压不均，引起滤料紊乱，不适合作为反冲洗用风；反冲洗时，起滤料紊乱，不适合作为反冲洗用风；反冲洗时，也存在着打开反冲洗阀，就任反冲水排入下水，对也存在着打开反冲洗阀，就任反冲水排入下水，对水质、水压的变化，是否有砂料带出一概放任不管水质、水压的变化，是否有砂料带出一概放任不管的情况；反冲

28、洗完毕，投入过滤前的过滤器正洗也的情况；反冲洗完毕，投入过滤前的过滤器正洗也经常被忽略。经取样观测，正洗水质是非常浑浊的，经常被忽略。经取样观测，正洗水质是非常浑浊的，直接进入系统将影响环水水质。直接进入系统将影响环水水质。3）应及时对滤料进行大修）应及时对滤料进行大修在传统的石英砂过滤器中，鹅卵石、石英砂、无烟在传统的石英砂过滤器中，鹅卵石、石英砂、无烟煤长期经过水流反复的磨洗、冲刷，粒径不断变小，煤长期经过水流反复的磨洗、冲刷，粒径不断变小，分层逐渐被破坏，较小的粒径有可能随水流分层逐渐被破坏，较小的粒径有可能随水流沉入滤料底部，带入系统，堵塞管道、设备，影响生沉入滤料底部，带入系统，堵塞管道、设备，影响生产。另外也存在滤料板结、料层短路，过滤器此时就产。另外也存在滤料板结、料层短路，过滤器此时就起不到过滤作用，反冲效果很差，浪费大量水资源，起不到过滤作用，反冲效果很差，浪费大量水资源，因此及时更换滤料非常必要。因此及时更换滤料非常必要。