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工業(yè)生產(chǎn)或制冷過(guò)程中產(chǎn)生的廢熱通常通過(guò)冷卻水帶走。從自然水體(如河流,河流,湖泊和海洋)中抽取一定量的水作為冷卻水。冷卻過(guò)程設(shè)備吸收廢熱以提高水溫,并將其排入河流,河流,湖泊和海洋。這種冷卻方法稱為直流冷卻。如果沒(méi)有直流冷卻條件,則需要冷卻塔進(jìn)行冷卻。冷卻塔的作用是在夾帶廢熱的冷卻水與塔中的空氣之間進(jìn)行熱交換,從而使廢熱傳遞到空氣中并散布到大氣中。以火力發(fā)電廠為例,鍋爐將水加熱回高溫高壓蒸汽。它推動(dòng)蒸汽輪機(jī)(2)做功,使發(fā)電機(jī)(3)發(fā)電。汽輪機(jī)工作后的廢氣被排入冷凝器(4),與冷卻水進(jìn)行熱交換并冷凝成水,然后將其抽回鍋爐進(jìn)行回收。在該熱循環(huán)期間,排氣的廢熱被傳遞到冷凝器中的冷卻水中,這會(huì)升高水的溫度。帶有廢熱的冷卻水將其熱量傳遞到冷卻塔(5)中的空氣(6),并從冷卻塔的出口排放到大氣中。在冷卻塔中冷卻的水變?yōu)榈蜏厮?,水泵將其送至冷凝器進(jìn)行回收。前一個(gè)循環(huán)是鍋爐中水的循環(huán),而后一個(gè)循環(huán)是冷卻水的循環(huán)。其他工業(yè)部門(mén),例如石油,化工,鋼鐵等,也廣泛使用冷卻塔。
冷卻塔中水與空氣之間的熱交換方法之一是,流過(guò)水表面的空氣直接與水接觸,水的熱傳遞通過(guò)接觸熱傳遞和蒸發(fā)傳遞給空氣。這種冷卻方式稱為濕式冷卻塔(簡(jiǎn)稱濕塔)。濕塔的熱交換效率高,冷卻水的極限溫度是空氣的濕球溫度。但是,水分由于蒸發(fā)而損失。蒸發(fā)還增加了循環(huán)冷卻水的鹽度。為了穩(wěn)定水質(zhì),必須將鹽分較高的部分水排干。風(fēng)也會(huì)造成水分流失。這些水損失必須不斷補(bǔ)充足夠的新水。因此,濕塔需要具有用于補(bǔ)充水的水源。
在缺水地區(qū),當(dāng)難以補(bǔ)充水時(shí);只能使用干式冷卻塔(稱為干式冷卻塔或空氣冷卻塔)。干塔中空氣和水(也包括空氣和排出的蒸汽)之間的熱交換是通過(guò)金屬管組成的散熱器表面?zhèn)鳠?,并將管中的水或排出的蒸汽的熱量傳給空氣流動(dòng)。在散熱器外面。干塔的熱交換效率低于濕塔的熱交換效率,冷卻的極限溫度是空氣的干球溫度。