1.自然通風冷卻塔的傳熱原理
自然通風逆流冷卻塔在我國閉式循環(huán)火電廠中得到廣泛應(yīng)用。鑄造時,其循環(huán)水回水(熱水)通過管道經(jīng)豎井送至熱水分配系統(tǒng)。這種配水系統(tǒng)在平面上呈網(wǎng)狀布置。為槽式配水,然后通過防濺裝置將水灑在填料上;移除并重新使用。塔底為進風口,由人字柱或十字柱支撐。空氣從進風口進入塔體,經(jīng)過填料下方的雨區(qū),以與熱水流相反的方向流經(jīng)填料(故稱逆流式),經(jīng)過水滴后空氣中的空氣經(jīng)除水器回收后,由塔出口排出。
冷卻塔外的冷空氣進入冷卻塔后,吸收熱水蒸發(fā)和接觸損失的熱量,溫度升高,濕度增大,密度減小。因此,消除器上方的空氣常常是飽和的或接近飽和的。塔外空氣溫度低、濕度低、密度大。由于塔內(nèi)外空氣密度不同,進風口內(nèi)外產(chǎn)生壓力差,使塔外空氣源源不斷地流入塔內(nèi),無需通風機械提供動力,因此稱為自然通風。
2.冷卻塔布水及濺水裝置
1.冷卻塔配水
循環(huán)水回水(熱水)通過管道送至冷卻塔,通過四個豎井至槽式配水系統(tǒng)(由三級柵欄式配水結(jié)構(gòu)組成)由主水箱、配水箱和配水箱組成),將水分配到塔的整個截面,然后通過噴淋裝置將熱水轉(zhuǎn)化成小水滴,盡可能均勻地灑在整個塔體上。填充以增強冷卻效果。整個過程包括:將熱水提升至配水液面,分配至整個灌裝段,并通過噴嘴噴灑在灌裝物上。水箱的布置原則是布水均勻、水頭損失小、氣流阻力小、維護方便。為了使水分布均勻,水箱內(nèi)水面應(yīng)保持基本水平。
2.噴水裝置
噴水裝置基本上可以分為兩種,一種是通過沖擊力將水絲撕成水滴;另一種是通過沖擊力將水絲撕成水滴。另一種是旋轉(zhuǎn)式,依靠離心力將水流撕裂并灑向四周。前者要求水壓較低,多用于槽式配水;后者要求水壓較高,多用于管道配水。
3.冷卻塔結(jié)冰情況
我廠冷卻塔冬季運行時,氣溫較低時,塔內(nèi)某些部位會結(jié)冰,影響正常運行。
4.結(jié)冰部位及其原因
(1)塔進風口。自然通風逆流式冷卻塔一般在塔內(nèi)壁下緣或擋水檐上容易結(jié)冰。嚴重時,大部分進風口會被人字柱堵塞。我廠的冷卻塔上述部位也存在結(jié)冰現(xiàn)象,但不是太嚴重。
水結(jié)冰必須滿足一些條件,即水的溫度降到冰點以下,要求水的熱含量小,有足夠的冷空氣使水結(jié)冰。冷卻水。冰點與水的流動有關(guān),靜止的水冰點高,流動的水冰點低。
塔的上述部位很容易結(jié)冰,因為滿足了這些結(jié)冰條件:塔內(nèi)壁下緣往往不是被熱水覆蓋,而是從塔內(nèi)濺出的水。填料沿著塔管內(nèi)壁流向這些部位,熱水量并不大;外部冷空氣從進風口上緣大流量進入塔內(nèi),提供充足的低溫空氣;水的流速低,冰點高。
(2)梁、柱的填充和支撐。一般情況下,當機組負荷減小、循環(huán)水溫或水量減小、氣溫突然下降時,如果不及時采取相應(yīng)措施,填料下端和支撐梁上可能結(jié)冰。結(jié)冰會壓碎支撐梁或塌陷填充物。我廠兩臺機組冬季零度以下運行時,即使機組滿負荷運行,上述部位仍會嚴重結(jié)冰,有時還會將浸水的填料拉下。
(3) 塔頂。自然通風冷卻塔塔管頂部的剛性環(huán)內(nèi)外,塔內(nèi)出來的濕熱空氣的水蒸氣在其上凝結(jié)成冰。有的形成大冰塊,增加塔頂負荷,甚至掉落傷及下方行人。
5.結(jié)冰的危險
(1)影響塔的冷卻效果。塔進風口形成冰幕后,進風面積減小,導(dǎo)致進風量減少,從而影響塔的冷卻效果。填料凍結(jié)后,影響填料的效率,從而也影響塔的冷卻效果。
(2)增加結(jié)構(gòu)荷載。結(jié)冰后,冰的負荷增加。如果設(shè)計中不考慮或沒有充分考慮這種荷載,就會造成結(jié)構(gòu)損壞。部分填料結(jié)冰后,會導(dǎo)致填料塌陷,這種情況很多。
(3)降低結(jié)構(gòu)的使用壽命。混凝土的多次凍融會降低使用壽命,特別是在裂縫部位,更容易造成混凝土損壞。
6.冷卻塔防冰措施
正常運行時,冷卻塔內(nèi)部的循環(huán)水全部分布在填料上,然后在一定的運行條件下,需要將部分或全部熱水排出。通過旁路直接送至集水坑,提高池水溫度。
進風口上檐塔內(nèi)壁增設(shè)一圈防凍管,從進水管引水,并增設(shè)分水閥,調(diào)節(jié)水量體積。最大設(shè)計防凍水量約為循環(huán)水總量的20-40%。在防凍管上開孔,向下噴水,形成熱水幕,可以防止塔體在進風口結(jié)冰。同時,由于大量的熱水未經(jīng)填料冷卻而直接進入儲水箱,提高了儲水箱的水溫,也可以防止水箱結(jié)冰。這種方法雖然有效,但塔內(nèi)壁安裝空間小,且成本費時費力。是否使用需要待上述措施實施后才能確定。
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