冷却水塔：效率有待提升,冷却水塔的规格参数

冷却水塔在工业热交换设备中起着冷却水的重要作用。保持出色的系统性能非常重要，因为水温每升高 1 度，能耗就会增加 2%。适当的维护和小的升级可以提高冷却塔的效率，同时还可以节约用水。

工业冷却系统中最小的效率低下可以大大降低发电机的成本，许多能源生产商只需要看看比他们的冷却塔更老就能找到效率低下的潜在温床，从而缓慢获利。随着冷却水塔效率的降低，冷却水塔内的温度升高，每升高1度，设备能耗增加2%。好消息是，有很多机会可以提高冷却塔的效率，从风扇到喷嘴，再到填充介质，甚至是水本身。

效率取胜

当然，没有人打算建造一个低效的系统，但今天的许多冷却塔都是过去的遗物，虽然它们曾经是最先进的-艺术，远远落后于今天的标准。老工厂落后的主要领域之一是填充材料。仍在使用的已有数十年历史的冷却塔继续使用塑料、玻璃纤维或木材飞溅填料。该系统放置了防溅板，将落下的水分解成水滴。飞溅填充更适合横流塔，因为空气可以很容易地水平流动通过垂直的全高填充。较新的逆流塔可以结合飞溅填充或较新的薄膜填充系统。

随着性能更好的填充介质的开发，冷却塔的效率在 1980 年代左右有所提高。 “1980 年代逆流填充的突破是 PVC 薄膜填充包装的引入，”SPX 现场安装产品总监说。这增加了表面积，从而增加了传热。”

事实上，据说快速提高冷却塔效率的最简单方法是更换填充介质。 “今天，我们拥有比多年前性能更高的填料。” “这有点像汽车，今天的燃油经济性比 20 年前要好。其中很多是发动机设计和技术。”

今天的高性能薄膜填充材料几乎是现在的两倍飞溅填充材料的热性能。膜填充物由迷宫状的材料组成，水和空气以相反的方向流过该材料。薄膜填充大大增加了水面与空气的接触，从而使传热效率更高。

但是，胶片填充并非没有缺点。如前所述，飞溅填充通过将水溅到塔内相对较宽的杆上（顾名思义）将水分解成水滴，而薄膜填充则通过一个小漏斗引导水。不幸的是，大多数冷却塔都没有过滤水，这并不奇怪。这些塔中使用的水通常很脏，富含矿物质和生物沉积物，很容易因微生物生长、结垢或结垢而堵塞填充物。

粗水

虽然飞溅填充在冷却效率方面不利于现代填充样式，但它并非没有缺点。飞溅填充物密度较低，因此可以更轻松地处理困难的水。沉积物中的重水比飞溅填料更容易堵塞膜填料，但一般来说，这种权衡是不值得的，因为化学处理有助于快速处理困难的水。

发电机在保持其塔在头顶运行时面临的四个主要水质问题是腐蚀、污垢、结垢和微生物活动。

当水中的化学物质腐蚀冷却塔部件时，就会发生腐蚀。这会导致传热损失，从而降低效率。腐蚀还会导致设备故障，从而导致工厂停工和设备更换成本。

污垢是溶解矿物质在设备上的堆积。这也可能导致系统交换热量的能力下降，因为水垢充当绝缘体，使系统更难以有效冷却。

与结垢类似，结垢是悬浮颗粒的堆积。虽然结垢仅限于矿物质，但结垢适用于从有机物到油的任何事物。充其量，结垢通过充当绝缘体（如阻垢剂）来抑制结垢。在最坏的情况下，结垢会完全堵塞填料，减少系统的蒸发面积并影响系统的效率。

最后，微生物活动是指系统中的任何微生物对植物的影响。微生物可以悬浮在水中或可以在冷却塔设备的表面上生长，由于填充材料的绝缘和堵塞，再次导致传热减少。

冷却塔使用大量水，因此在许多情况下，市政当局和州政府将质量最低的资源用于发电机也就不足为奇了。根据美国地质调查局最新的全国用水报告，2010 年，火力发电占美国所有取水量的 45%。然而，报告指出，火力发电的用水量一直在下降（图 1）。 2005 年至 2010 年间，此类取水量下降了 20%。

冷却水塔

1．力挽狂澜。更高效的冷却塔可减少从湖泊、河流或海洋中抽取的水量，以满足热电厂的冷却需求。 Courtesy: Cooling Water Tower Manufacturer Water Treatment Technology

为保存淡水，国内部分地区要求冷却塔使用市政灰水或多循环使用（详见本期动力《再生水减轻压力》淡水供应”）。广东冷却水塔厂家水处理技术公司的客户就是这样。

“我们的客户必须使用市政灰水。这是来自市政工厂的废水。一旦分区启动，他们将无法使用难以处理的河流或湖泊淡水。”该公司执行产品经理 Peter Macios 表示。

Water Treatment Technologies 为处理难处理水的发电机提供各种可定制的化学和设备处理选项。说：“我们能够开发和设计程序，让我们的客户（第一）尽可能[高效]地使用这些水，并消除对……微生物控制、处置和腐蚀的所有影响。”

冷却塔水的化学处理是一个复杂的平衡过程。不幸的是，许多解决一个问题的化学处理会对解决另一个问题的化学处理产生负面影响。幸运的是，我们相信我们已经找到了正确的平衡点，并且已经开发出不会产生不利相互作用的化学处理方法。

活动部件

即使冷却塔的填充物干净且运行高效，低效率仍然存在。一个通常很少受到关注的效率问题是顶置喷嘴的性能。

普遍认为喷水呈伞状，形成圆形喷水图案。这样做的问题是很难排成一圈以将水均匀地分布在表面上。如果圆圈对齐仅用于接触，则充满介质的整个区域将保持干燥。

为了解决这个问题，塔的设计者将喷嘴移得更近一点，以便喷雾重叠。然而，行动计划仍然导致水资源分布不均，淹没了重叠区域的填料。当一部分填充物被淹没时，空气无法通过，从而降低了设备的效率。

确定问题

与生活中的大多数事情一样，解决冷却塔效率问题的第一步是确定问题。当发电机感受到冷却塔效率低下的影响时，快速准确地确定问题的根源对于制定有效的游戏计划至关重要。

那就是广东冷却塔厂家等企业。该公司提供在高峰运行期间进行的冷却塔效率研究，以确定冷却塔的热运行条件。此类审核将查看设备的空气和水流、传热面积评估以及塔的红外热扫描，以确定任何潜在问题。

在确定塔是否按预期运行时，公司还将尽可能考虑塔的原始设计。 “我相信这是最好的做法，”广东冷却塔厂的工程顾问保罗奇拉说。 “[这些塔] [建造] 是为了以一定比例的效率运行。我们要做的是，尽可能地尝试挖掘那些旧的设计表，一旦我们准备好图片，就把测量效率与他们的设计进行比较，让他们知道他们的立场，并比较所有规格表。”

广东冷却塔制造商还提供定期维护和监控其处理计划。利用已知的信息作为水监控系统，广东冷却塔制造商可以实时跟踪客户冷却塔内发生的情况。该产品使客户能够快速响应可能出现的任何问题。在这种实时跟踪技术可用之前，运营商当问题威胁到塔的效率时，被迫采取主动而不是主动的措施。“如果你考虑一下，当你手动执行时，它总是一个后视镜的样子。你得到数据，你评估它，然后它通过” “我的想法是：我可以提取数据、运行分析并了解系统中发生了什么？”

告别低效率

虽然升级冷却有很多选择塔以提高效率，在某些时候，可能是时候将 1975 年的横流换成闪亮的新逆流模型。当然，更换冷却塔并不是草率的决定，但如果冷却塔变得如此退化或效率低下以至于发电机可能会离线或更糟，有崩溃的风险，利大于弊。

冷却塔技术和设计在过去几年中有了显着改进，但许多发电机选择升级他们的旧塔而不是从头开始。“在 60 年代和 70 年代建造的数以千计的冷却塔单元都是旧冷却塔，主要是带有溢流填料的横流冷却塔。”

更换冷却塔和 Does这总是意味着从头开始更换整个设备。可以将塔逆流并将其转换为逆流装置。 “这可能是一个挑战，因为有时很难在相同的占地面积上安装逆流冷却塔，而且你必须做很多管道，但即使你有一个旧的逆流冷却塔，也可以更换它。

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