橫流式冷卻塔是一種通過空氣與水的熱質交換實現冷卻的設備,其核心結構與運行機制具有顯著技術優(yōu)勢,在工業(yè)及民用領域應用廣泛。該設備采用水平進氣、垂直落水的氣流組織方式,冷卻水從塔頂均勻噴淋至填料層,形成大面積水膜,空氣則從塔體兩側水平進入,與水流形成垂直交叉流動。這種設計使熱交換效率顯著提升,冷卻水溫度降幅可達5-10℃。其填料層采用雙向點波片結構,通過表面凸點增強水膜均勻性,較傳統(tǒng)填料熱交換面積提升30%以上,同時通風阻力降低25%,有效減少風機能耗。
1、塔體結構(Tower Structure)
功能:支撐整個冷卻塔的骨架和外殼。
組成:
框架:通常由鍍鋅鋼、不銹鋼或玻璃鋼(FRP)制成,提供結構強度。
外殼/面板:由玻璃鋼(FRP)或金屬材料制成,起到圍護、防風、防雨和美觀的作用。FRP面板具有優(yōu)異的耐腐蝕性和長壽命。
2、進風系統(tǒng)(Air Inlet System)
功能:引導環(huán)境空氣均勻、低阻力地進入塔內。
組成:
進風格柵(Air Inlet Louver):位于塔體兩側。其主要作用是:
導流:使空氣均勻分布進入填料區(qū)。
防濺水:防止塔內水滴被氣流大量帶出(減少飄水損失)。
防異物:阻擋樹葉、雜物進入。
進風百葉窗:有時與格柵集成,可調節(jié)進風量(較少見)。
3、配水系統(tǒng)/布水系統(tǒng)(Distribution/Water Distribution System)
功能:將從冷凝器或工藝設備返回的熱水均勻地噴灑到填料的整個表面,形成水膜或水滴,為熱交換做準備。
組成(重力式配水常見):
配水槽(Distribution Troughs):位于填料上方,通常為PVC或FRP材質,熱水通過管道流入槽中。
濺水噴頭/濺水碟(Spray Nozzles/Splash Bars):安裝在配水槽底部或下方,將水流打散成細小水滴或水膜,確保在整個填料寬度上分布均勻。這是橫流塔的關鍵部件。
4、熱交換填料(Fill Media/Packing)
功能:增大水與空氣的接觸面積和接觸時間,是實現熱交換的核心區(qū)域。熱水在填料表面形成水膜,空氣橫向穿過時,部分水蒸發(fā)吸熱,從而降低水溫。
類型:
點滴式填料(Splash Type):由多層濺水條(如PVC條)交錯排列組成,水流逐層跌落并被打散成水滴。阻力小,不易堵塞,適合水質較差的場合。
薄膜式填料(Film Type):由波紋狀PVC薄板粘結而成,水流在板表面形成連續(xù)水膜。換熱效率更高,但對水質要求較高,易結垢堵塞。
材質:通常為改性PVC,具有良好的親水性、阻燃性和耐腐蝕性。
5、風機系統(tǒng)(Fan System)
功能:提供動力,強制空氣穿過填料,增強通風效果(機械通風式冷卻塔)。
組成:
風機(Fan):通常是軸流式風機,由多個葉片組成,產生大風量、低風壓的氣流。
電機(Motor):驅動風機旋轉。通常為戶外型、防水防潮的電機。
傳動裝置(Drive Mechanism):
直聯式:電機直接安裝在風機主軸上,結構簡單,效率高,維護少(現代主流)。
皮帶傳動式:電機通過皮帶和皮帶輪驅動風機,可調節(jié)風量,但需定期檢查皮帶張緊度和更換。
風筒(Fan Cowl):導流罩,安裝在風機外圍,引導氣流向上排出,提高風機效率。
6、收水器/除水器(Drift Eliminator)
功能:安裝在填料上方、風機下方。捕獲隨氣流帶出的微小水滴(飄滴),降低飄水損失(通常可降至0.001%-0.01%),并防止水霧對周圍環(huán)境造成影響。
材質與結構:由PVC制成的多折向通道板,氣流通過曲折通道時,水滴因慣性碰撞板壁而被捕獲,匯流后落回塔內。
7、集水盤/水池(Cold Water Basin/Sump)
功能:收集經過冷卻后下落的冷水,并暫時儲存,供循環(huán)水泵重新抽送至系統(tǒng)。
特點:
通常位于塔體底部。
內部設有過濾網或格柵,防止雜物進入水泵。
設有排污口,用于定期排放濃縮水和沉積物。
設有溢流口,防止水位過高。
材質多為鍍鋅鋼、不銹鋼或FRP。
8、補水系統(tǒng)(Make-up Water System)
功能:補充因蒸發(fā)、飄水和排污而損失的水量,維持集水盤水位穩(wěn)定。
組成:
補水管:連接城市供水或軟化水系統(tǒng)。
浮球閥(Float Valve):最常見的方式,根據水位自動開啟或關閉補水。
電動閥+液位計:更精確的控制方式,常用于自動化系統(tǒng)。
9、控制系統(tǒng)(Control System)
功能:監(jiān)控和調節(jié)冷卻塔的運行。
組成:
控制箱:包含斷路器、接觸器、熱繼電器等電氣元件。
傳感器:如溫度傳感器(進出水)、液位開關。
控制器:可能是簡單的啟停控制,或復雜的PLC/變頻器,用于根據水溫自動啟停風機或調節(jié)風機轉速(變頻控制),實現節(jié)能運行。