关于环保节水型冷却塔的探究

冯浪

我国水资源储量丰富，但是人均资源量却相对较少，只能达到世界平均水量的1/3或者更少。北方部分缺水地区的缺水情况严重，水资源短缺依然成为我国经济发展和社会人民生活水平提高的重要制约性因素。大型工业企业在进行工业生产活动的过程中，需要使用湿式冷却塔，这种冷却方式造成了水资源的大量消耗。改善冷却塔的用水环境是目前企业研究与发展的重大问题。同时，湿式冷却塔一方面会造成水体消耗，另外一个方面是会造成水体污染。加强对湿式冷却塔的环保节约设计至关重要。

一、环保节水型冷却塔概况

湿式冷却塔应用在传统工业生产当中具有其明显的优势，湿式冷却塔造价相对低廉，换热效能较高以及降温极限符合工业生产需要，这些都造成了湿式冷却塔被广泛应用在我国的工业生产当中。但是，湿式冷却塔同样具有缺陷，在进行蒸发换热的过程中，水蒸发会造成大量热量的流逝，实现降温，但是同时造成了水体流逝。湿式冷却塔的水体流失是实现降温的前提条件，这对于我国存在的水资源不足情况，呈现出矛盾性。干式冷却塔的水体流失为零，但是干式冷却塔的降低效率相对更低，而且造价较高，不适用于工业生产。

通过综合上述中的两种冷却塔特点，本文分析环保节约的冷却塔，这种冷却塔主要保留的是干湿式冷却塔的优势特点，并在此基础上实现有效保护和利用水资源的冷却循环。本文中探讨的环保节水型冷却塔主要是在湿式逆流式的冷却塔特征基础上对冷却系统进行改进。形成了收水器干式换热器的设计。这种情况冷却塔在塔的一侧设计的额空气引风道。并在这基础上实现了换热器的预设降温。这样做就能有效的保留水分同时降低温度。

二、环境保护与节水型冷却塔的换热与气动分析

根据上述内容的结构分析，环保型的冷却塔在收水器和下部分的设计上明显有了改进。这部分在整个结构当中可以被作为是湿段，换热器则可以被看作为干段，基于这种情况，两个部门共同组成了冷却器的整个系统，其中体积流量情况分别用GI、GZ表示。在此基础上，在实现风筒与系统之间的连接。风机向系统提高工全压。

这个过程中，湿段的空气阻力主要内容包括以下几个方面：系统风口受阻情况、导风系统的受阻情况、气流转弯的风阻情况以及、淋水装置承受力阻情况以及水装置的承受力阻情况等。而空气换热器的换热计算主要采用： NTU法对换热器进行分微元层计算。需要指出的是，冷却塔整体总空气阻力及总空气流量应当与所采用风机的性能曲线相匹配，因此新型塔塔内换热及阻力计算需要对各部分进行祸合匹配、迭代计算。系列计算结果分析表明：新型塔尤其适合年平均气温较低的地区，因为干球温度越低，换热器的冷却效果越好；且冷却塔的截面尺寸越小，整体匹配后换热器可承担的冷却负荷越大，从而节水率越大。

三、计算设计分析

本文在进行环保节水型冷却塔设计分析过程中主要结合了我国北方的气候条件，在进行设备的搭配过程中主要采用的是有助于保持水分以及换热器等情况。另外，就是在不同的环境当中，空气干球会出现温度差变化，设计计算应当将这个内容放在计算内容当中。根据具体情况分析，环境干球温服的变化主要与换热器以及填料层相关。干球出现的温度变化，主要与换热器温降关联在一起。且环境干球的温度会随着环境温度以及水降温情况递减。

我国的北方城市如内蒙古等严重缺水，年平均气温低，每年绝大多数时间都在15℃以下，而且非常长的时间是在零度以下，有时甚至零下30多度，这样的气候非常有利于新型冷却塔的应用。由于当环境温度很低时，普通湿塔在填料层下端进风口处会出现结冰问题。

由于环保节水型冷却塔本身的温度降低呈现逐渐递增的情况，冷却塔的出口空气当中空气湿度也会逐渐降低，当空气相对湿度达到一定程度之后，这种逐渐降低的过程中又会趋缓，并呈现逐渐增加的情况。造成冷却塔出口空气相对变化的主要原因是出口空气当中存在一部分的水蒸气，这部分水蒸气主要是受到循环部分的水蒸发所致的。另外一部分的水蒸气则是存在于空气当中的。在进行具体的计算过程中环境空气具有相对湿度稳定的特征，这种情况下，入口的空气中会造成水蒸气的总量减少，相对的循环系统中的蒸发总量就会增加。

总之，采用结合了干湿式冷却塔优势特征的环保节水型冷却塔具有两者共同的有点，但是同时却能很好的减弱两者的不足。湿式冷却塔在进行热交换过程中，工作效率较高，同时造价低廉。另外一方面，干式冷却塔具有无水蒸发特征，但是存在着造价高等劣势。环保节约型的冷却塔将这些问题都一一克服，因此，在节水以及环保性能上效果俱佳。

结语：

综上所述，节约环保型的冷却塔设计主要目的是为了实现工业生产当中的湿式冷却塔水资源节约和保护。本文通过计算研究表明，上文中的设计内容缺失具有节约环保的作用，能够有效的降低水体污染以及水资源的节约。同时，还会实现冷却塔出口的空气湿度以及露点温度的降低。尤其是在降低水污染方面，效果明显。对于北方地区而言，节水与环境保护意义重大。

（作者单位：553513贵州省盘县老厂镇农业综合服务中心）