摘要：冷卻塔是以水作為循環(huán)冷卻劑，從廢熱中吸收熱量排放至大氣中，進(jìn)行對(duì)流傳熱和輻射傳熱的熱交換裝置。然而現(xiàn)在廣泛使用的冷卻塔存在蒸發(fā)熱能損失大和出口水霧大的問題。本文重點(diǎn)講述了封閉式冷卻塔的節(jié)水消霧技術(shù)，在保證冷卻能力的同時(shí)節(jié)約水資源、減少水霧、達(dá)到環(huán)保要求。

　　冷卻塔的應(yīng)用

　　冷卻塔運(yùn)作時(shí)按水和空氣是否直接接觸分為：開式冷卻塔和閉式冷卻塔(也稱封閉式冷卻塔、蒸發(fā)式冷卻塔)。開式冷卻塔的冷卻原理是：噴淋系統(tǒng)將冷卻水以噴霧方式，噴淋到填充材料上，通過水與熱的空氣的接觸，達(dá)到換熱，再由風(fēng)機(jī)帶動(dòng)塔內(nèi)的空氣循環(huán)，將與水換熱后的熱氣流帶出，從而達(dá)到冷卻的效果。這種冷卻方式首期的投入成本比較少，但是運(yùn)營成本較高(水耗、電耗)，多用于火電廠、核電廠、鋼鐵等工業(yè)領(lǐng)域。本文主要討論封閉式冷卻塔的技術(shù)及應(yīng)用。

　　閉式冷卻塔實(shí)際上是一種蒸發(fā)式冷卻塔和濕式冷卻塔的組合，其特點(diǎn)是在表冷器外噴水并且強(qiáng)制通風(fēng)，熱從表冷器內(nèi)的被冷卻介質(zhì)中經(jīng)壁面?zhèn)鹘o壁面外的冷卻水，冷卻水受熱變?yōu)轱柡退魵猓偻ㄟ^強(qiáng)制通風(fēng)與外界空氣混合傳給外界大氣。被冷卻介質(zhì)(多為軟水)在表冷器內(nèi)管內(nèi)閉式循環(huán)流動(dòng)，空氣或噴淋水在管外流過，兩者互不接觸。

　　閉式冷卻塔是傳統(tǒng)冷卻塔的一種變形和發(fā)展，具有體積小、冷卻效率高等優(yōu)點(diǎn)，由于使用封閉式的冷卻介質(zhì)，所以不存在管道結(jié)垢、堵塞、水變質(zhì)等問題。然而由于閉式冷卻塔消耗件較多、結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜、價(jià)格昂貴，因此在應(yīng)用范圍上受到了較嚴(yán)格的限制，但閉式冷卻塔適用于對(duì)循環(huán)水質(zhì)要求較高的冷卻系統(tǒng)，比如在食品業(yè)、藥業(yè)、塑膠業(yè)、紡織業(yè)、冷鏈系列等許多工業(yè)部門有應(yīng)用前景。

　　冷卻塔使用現(xiàn)狀

　　目前國內(nèi)的冷卻塔技術(shù)相對(duì)還不成熟，冷卻塔使用中還有許多涉及居民生活及環(huán)保的問題等待解決。

　　1. 工業(yè)生產(chǎn)中產(chǎn)生的濃煙、白霧問題給周圍的環(huán)境和居民的生活都帶來了一定的危害。

　　2. 白霧使得城市空氣質(zhì)量下降，降低了附近城區(qū)的能見度，對(duì)城市交通狀況造成很大的壓力。特別是濕度較高的雨季、冬季或濕度較大的季節(jié)，白霧更加嚴(yán)重。

　　3. 冬季白霧降落會(huì)在地面上形成水蒸汽，冷凝后結(jié)冰會(huì)給人們的出行帶來不便

　　4. 冷卻塔的使用要消耗大量的水，雖然現(xiàn)在有海水冷卻塔，但在內(nèi)陸缺水的北方地區(qū)大量冷卻塔的使用仍然給當(dāng)?shù)厮Y源帶來很大的壓力。

　　隨著城市環(huán)保要求的提升，我國對(duì)冷卻塔的白霧控制也慢慢重視起來，使用冷卻塔設(shè)備的單位都需要面對(duì)和解決這種白霧現(xiàn)象。

　　封閉式冷卻塔的消霧節(jié)水技術(shù)

　　封閉式冷卻塔的消霧節(jié)水技術(shù)原理其實(shí)很簡(jiǎn)單，如下圖所示。下方換熱組件可橫向通過干冷氣流1，在此過程中，縱向的濕熱氣流2與換熱組件橫向吸入的干冷氣流1不進(jìn)行直接接觸，兩組氣流以組成換熱模塊的基片為傳熱介質(zhì)進(jìn)行熱交換。最后所產(chǎn)生的結(jié)果就是，濕熱氣流在通過時(shí)經(jīng)過降溫而冷凝，同時(shí)當(dāng)氣流通過換熱組件后，其含濕量會(huì)降低，溫度雖然有所降低，但仍然高于外界空氣溫度，而當(dāng)外界的干冷空氣1被換熱模塊風(fēng)機(jī)吸入并通過換熱模塊后，它的含濕量沒有發(fā)生任何改變，且會(huì)低于換熱組件流出的濕熱氣流，溫度上升但不高于濕熱氣流。在兩組氣流通過換熱組件的過程中，通過對(duì)濕熱氣流2的冷凝以及通過換熱組件后的兩股氣流的混合，使氣流含濕量逐步降低，從而達(dá)到消霧的目的。噴淋系統(tǒng)的冷卻水經(jīng)過表冷器換熱后變成飽和水蒸汽，再經(jīng)過換熱組件后冷凝并重新進(jìn)入蓄水池供下次循環(huán)使用，以此減少冷卻水的蒸發(fā)損失、提高冷卻水的使用率。

圖1 封閉式冷卻塔消霧節(jié)水原理

資料來源：五度易鏈行業(yè)研究中心

　　結(jié)語

　　冷卻塔節(jié)水消霧技術(shù)是通過審慎的計(jì)算與科學(xué)的實(shí)踐研發(fā)而產(chǎn)生的一項(xiàng)技術(shù)。該項(xiàng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)消除冷卻塔出口白霧的同時(shí)，又回收了塔內(nèi)蒸發(fā)的部分水分，提高了循環(huán)冷卻水的使用率，有效節(jié)約了水資源，非常符合我國節(jié)約資源的政策和構(gòu)建節(jié)約環(huán)保型社會(huì)的戰(zhàn)略需要，有很強(qiáng)的推廣、使用價(jià)值。同時(shí)，隨著生產(chǎn)自動(dòng)化水平不斷提升，生產(chǎn)制造逐步向?qū)I(yè)化、智能化、清潔化的方向發(fā)展，該項(xiàng)技術(shù)具有廣闊的應(yīng)用前景。