电厂冷却塔的作用和原理是什么?
电厂冷却塔的作用和原理是什么?
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朋友们好,我是电子及工控技术,我来回答这个问题。在我所居住的附近就有一座火力发电厂,在发电厂的厂区里就耸立着这么两座具有双曲线型的冷却塔,我们时常能在冷却塔的上部看到有白色的水蒸气随风升起。在我小时候总以为这个冷却塔是发电厂里的烟囱呢,直到上了中学在解析几何中讲到双曲线的知识时,老师在举具体事例时讲到了发电厂的这几个具有双曲线造型的高大建筑才知道它的名字叫冷却塔,它专门是为热力发电厂里的冷凝器修建的,在热力发电厂中是一个非常重要的建筑物,下面我们一起来聊聊发电厂中的冷却塔的作用和原理吧。
发电厂冷却塔的作用
我们知道火力发电厂作为我们国家现在主要的发电形式之一,在一些内陆城市会经常看到有这样高耸入云的建筑物,它是热力发电厂的主要标志性建筑,这个具有双曲线形状的建筑物叫冷却塔,它的主要作用是把蒸汽轮机里出来的水蒸气在凝汽器中冷却出水的一种装置,由于建立热电厂的地区一般水资源都不充足,在发电过程中需要把大量水加热到水蒸汽的状态,通过水蒸汽来推动蒸汽轮机旋转从而带动发电机运转发电。在这个过程中为了节约用水,就需要建造一个循环冷却水的装置和建筑,这样以来就可以把冷凝器中排出的热水在冷却塔中冷却后就可以重复利用了。由于热力发电厂一般功率都比较大,为了提高冷却的效率一般都是把冷却塔的外形建成双曲线形状的。
对于发电厂的冷却塔一般是有四部分组成,它们分别是由塔身、支柱、集水池和淋水装置构成。集水池一般在冷却塔的最下面,深度一般在2米左右,它的形状是圆形的。支柱是冷却塔的支撑结构,它不但要能够承受冷却塔身的自身重力,同时还要能够适应温度的变化带来的应力以及风力的影响,从外观看,它的支柱都是双向倾斜状的,像“V”字形结构。为了增强通风效果,提高冷却效率,除了外形按双抛物线设计外,在建造结构上采用的是无梁柱的薄壁空间结构,所用材料是钢筋混凝土。一般冷却塔通风筒部分包括下环梁、筒壁和塔顶刚性环三部分组成。
为了有较好的通风效果,热力发电厂的冷却塔高度一般都在70米到150米这个高度的范围,塔底的直径范围一般在60米到120米的范围。由于双曲线型冷却塔占地面积有限,并且布置紧凑,水量损失小同时冷却效果不受风力影响,在大型热力发电厂的冷却塔一般都用这种结构。
热力发电厂冷却塔的原理
我们先看一下冷却塔的结构,冷却塔的上部称为风筒,在冷却塔10米以下位置是配水槽和淋水装置。由于热电厂的冷却塔一般都采用是双曲线外形并且比较高这些都会形成上下的空气压差,因此就会有风从塔底进入从塔顶流出来了。这时冷却塔里通风的空气以一定的角度吹向滴下来的热水,当空气通过这些水滴的时候,一部分水就蒸发了,我们看到冷却塔上烟雾缭绕的那些雾气就是蒸发在空气中的水蒸气。由于蒸发水滴热量的原因就会使水的温度降低。
我们从冷却塔的工作示意图中可以看出从蒸汽轮发电机冷凝器来的热水打到水塔中部喷射成水滴状,水滴下落时会遇到上升的冷风,从而冷却了热水,而加热了空气,这样就会使得空气在水塔中的流动更快,冷却热水的效果更好。被冷却的水滴下落到塔底的水池内收回,重新打入汽轮发电机的凝结器,继续循环使用。从这里我们就可以看出,热力发电厂冷却塔的主要工作过程是利用水与空气流动接触后进行冷热交换时产生蒸汽,蒸汽挥发带走热量达到蒸发散热的目的。冷却塔在工作时,水从配水槽向下流淋滴溅,空气从塔底侧面进入,与水充分接触后带着热量向上排出,冷却过程以蒸发散热为主,一小部分为对流散热。
为我们也可以从物理的热力学定律中解释这个问题,当高温热源与低温热源温差越大的时候,它们的内能转化为机械能就越多。我们看到热力发电厂一般都有两个以上的冷却塔。它是利用自然通风冷却塔,在没有风机作为排风动力时,水会从上面淋下来,热空气会向上走,这样就带走了大量的热量,使大量没法重新利用的水蒸气变成水得到了循环利用的目的,这种冷却方式有点类似我们平时看到的“烟囱原理”,这种冷却塔一般比较高大,外形呈现双曲线形状。以上就是我对这个问题的回答,欢迎朋友们参与讨论,敬请关注
电子及工控技术
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电厂冷却塔的作用和原理是什么?
答:在背压式汽轮机的最后一级排除来的蒸汽称之为乏汽,其压力为负压、温度也比较低,为了将这一部分蒸汽回收再利用,所以就需要将这部分蒸汽的显热带走,也就有了冷凝器,冷凝器中循环的冷却水带走这部分乏汽中的热量将蒸汽冷凝成水,然后冷却水在冷却塔中将冷却水中的热量与空气对流换热,冷却水温度降下来后再回到冷凝器中带走乏汽中的热量。
其工作的原理在于冷却塔的结构,冷却塔的结构一般都比较高,且采取双曲线的结构,冷却水泵将冷却水打至冷却塔的顶端,通过布水板将这些水均匀的洒下,在重力的作用下水下落,与冷却塔中的空气对流换热,热空气向上走,由于是双曲线的结构,在中间口径比较小,空气得到充分的加速,尽量完成与冷却水的换热,在空气温度与水温换热差不多的时候,
冷却塔的直径变大空气的流速变慢。然后冷却塔的底部都是很大的通风孔,尽可能的加大通风量。
以上是个人观点,如果给你有一定的帮助,给个点赞关注吧!
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电厂冷却塔的作用和原理是什么?
电厂主要是以火力发电为主的能源供应模式,而且这种发电模式在相当长的时间维持不变,是因为我国是缺油、少气、多煤的自然资源分布特征。
应该在电厂看到很多双曲线设备,就是冷却塔,称双曲线自然通风冷却塔或自然通风风筒式冷却塔。冷却塔技术是上世纪八十年代末从比利时哈蒙公司引进。这种双曲线自然通风冷却塔能在我国电厂广泛应用,还得益于有限元分析电脑辅助计算和绘图程序的开发。
冷却塔有干式冷却塔和湿式冷却塔,干式冷却塔是密闭式冷却塔,湿式冷却塔是敞开式冷却塔。
干式冷却塔;其依靠喷洒在冷却水管上的水滴蒸发散热和流动空气接触传热降低来降低密闭管内的热水温度。湿式冷却塔;热水与空气直接接触,是通过蒸发传热和接触传热来降低水温,从而达到热水冷却作用。这两种冷却塔有各自的优缺点。干式冷却塔的优点;水质质量有保证、水量损失小。其缺点;热交换效率低,且造价高。湿式冷却塔优点;热交换效率高,其缺点是水质质量差,水量损失大。
题目说的,电厂冷却塔的作用是什么?
电厂冷却塔作用是将携带热量的冷却水在塔内和空气进行热交换,使冷却水的热量传输给空气并且散入大气中,从而使冷却水温度降低。像有时看到的那些敞开式冷却塔,上面还冒热气,那就是进行热交换所产生的现象,飘的是雾气。其实就是自然通风冷却塔,又称之为风筒式或双曲线型冷却塔。
双曲线自然通风冷却塔
其利用了塔内外空气密度差造成的通风抽力使空气流通,冷却效果稳定,风筒高飘滴和雾气对环境影响小。其优缺点;即节电又节水,风损小,水蒸发损失小,运行维护费少。不足之处,降温效率不是很好,淋水密度小,布局困难,冷却效果一般,室内外空气密度差小,而且通风抽力也小。
双曲线自然通风冷却塔体型大,表面装饰是无法进行的,所以说与周围建筑物相融合是很难实现的,因此美观是谈不上的。
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电厂冷却塔的作用和原理是什么?
有时坐火车的时候经过某工业园区,可能看到很多像烟囱一样的设施不断的“冒烟”。自从接触了该行业之后,才知道它是冷却装置,专业术语叫双曲线自然通风冷却塔,所谓的“冒烟”是湿热空气。
双曲线自然通风冷却塔
我们看到的高大风筒像烟囱一样,那就是冷却塔的身体。
工作原理
;依靠风筒内外空气密度差产生通风抽力,使筒外空气流向筒内,实现气液两相传热从而起到冷却作用。
双曲线自然通风冷却塔不适应在高温高湿地区建造。因为高温高湿地区建造的双曲线自然通风冷却塔,由于筒内外空气密度差小产生通风抽力也小,筒外的空气抽不进塔内。
一座完善的双曲线自然通风冷却塔组成部分较为复杂。
身体:钢筋混泥土双曲线旋转薄壳通风筒。双曲线形式的风筒有助于创造良好的空气动力条件,利于减小通风阻力,将湿热空气排入大气中,有助于减少湿热空气回流。
淋水填料:起到热交换作用。有它就能把待冷却的热水溅散为水滴或水膜,有助于增加空气的接触面积和时间,达到较为理想的冷却效果。
配水系统:此系统就是为了将待冷却的热水溅洒到淋水填料上,有利于淋水填料将热水处理成水滴或水膜。
还有斜支柱、除水器、集水池等,组成了一个较为完整的双曲线自然通风冷却塔。
双曲线自然通风冷却塔虽然很多领域用的多,主要集中在石油化工、火电行业,尤其是火电行业最常见。
火力发电厂是采用双曲线自然通风冷却塔最多的,也是应用最成熟的,在火电厂具体应用?
火力发电厂的汽轮机的乏气需要凝结冷却,就采用了双曲线自然通风冷却塔。
乏气:高速流动的蒸汽推动汽轮机转子转动形成机械能,而释放出热势能的蒸汽从汽轮机下部的排汽口排出,则称为乏汽。
由于汽轮机乏气背压较低,基本上是饱和状态,温度也较低,又只有单一的冷却器即凝结器,整个系统相对简单,因此采用双曲线自然通风冷却塔是比较理想的。
双曲线自然通风冷却塔,利于循环水冷却,有助于汽轮机乏气回收利用。可见,双曲线自然通风冷却塔在电力、石油、化工、冶金等行业的工业部门发挥着举足轻重的作用,而且在节水、节能、环保等方面有着非凡意义。
根据上述可知,有时看到像烟囱一样的高大的筒状设施还不断向外“冒烟”,此烟非彼烟。例如是火力发电厂的双曲线自然通风冷却塔,所谓的“冒烟”那就是参与汽轮机乏气冷却的空气经过热交换后排入大气的湿热空气,对环境是友好的。
双曲线自然通风冷却塔是火力发电厂、核电厂、核反应堆巨量循环冷却水供应系统中最为关键的构筑设施之一,节水、节能、环保它功不可没。最早应用在英国,我国在20世纪30年代应用在火力发电厂了。
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电厂冷却塔是给经过汽轮机的蒸汽降温,冷凝成水回流,从而不断循环使用!在水资源丰富的区域使用的有白烟的老式冷却塔模式,不过在缺水的地区有目前新的风冷式的大型冷却塔,也许以后你看到这种老式的冷却塔会被新的模式取代!
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电力系统
该行业系统生产要求安全、长周期。负荷可能因季节和用电时段等等发生调整。
<1>安全稳定运行,设备有较大富余量设计。
<2>主要为透平凝汽器冷却用水,水质单一洁净。
国内电力系统习惯使用自然通风冷却塔。单塔处理能力很大。国内趋向60万大型机组建设,推崇100万超超临界特大型机组,单塔几万吨小时~十余万吨小时处理水量也是常见的。
由于电力布局分布与新环境概念的需要,海水冷却塔与烟塔合一工程作为新的发展趋势已在电力系统日渐重视。
工业冷却塔分类及技术
1.
按换热形式分类
1)横流冷却塔概述
横流塔主要是由于在填料换热区内循环冷却水与空气呈交叉流动,即水自上而下、空气水平横向流过而得名。
2)逆流冷却塔概述
逆流塔也是泛指在填料换热区内循环冷却水与空气呈逆向流动,即水自上而下、空气自下而上流过填料区的这一类冷却塔。
2
.按冷却方式分类
1)点滴填料塔
该类塔是指所使用的填料在换热区能使冷却水呈点滴状,以增加水与空气的接触表面,从而提高冷却效率的冷却塔。
2)薄膜填料塔
该类冷却塔均使用不同花纹的膜片状填料,以使循环水在通过填料时形成水膜而增强热交换。
3)喷雾无填料塔简介
该塔利用喷嘴将循环水喷入塔中,以雾滴状循环水来提高塔内水与空气的热交换能力。喷雾塔虽然有较低噪音与无运转设备的优点,但有高扬程与高水质的特别要求。
未见大型工业系统采用。
4)闭式冷却塔简介
“闭式”是相对于一般冷却塔在换热中水与空气开放式接触而言,所以,闭式冷却塔是系统冷却水在密闭环境中仅有换热过程而无传质过程的冷却塔。该塔仅使用在对系统循环水质有特别要求的项目中,结构复杂,造价自然也是昂贵的。
机力冷却塔与自然通风冷却塔特点比较
关于自然通风与机力通风两种塔型其实各有利弊,只有在特定条件下才能进行定量比较,以下只是根据一般情况作如下定性比较:
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本人就是电厂工人,对这个问题还是非常清楚的。
冷却塔其实就是一个特大号换热器。
电厂冷却塔的作用就是冷却汽轮机排出的乏汽,回收凝结水。汽轮机排出的乏汽不能继续做功,但是这些工质又不能直接排掉,一方面太浪费水资源,另一方面也增加了电厂化学制水的负担,所以要回收这些工质,回收的工质称为——凝结水。
凝结水通过凝结水泵打入除氧器,除氧器通过蒸发沸腾除氧,之后通过给水泵,将水送入锅炉中继续加热为高温高压的蒸汽,通过管道送至汽轮机做功,做功完毕之后的低压低温蒸汽排出到冷却塔继续冷却成为凝结水,完成一个循环。这只是非常简单的原理介绍,实际系统是非常复杂的。
以前水冷机组多,现在空冷机组和间冷机组更多,特别是比较缺水的西北地区,间冷机组很多,单纯的水冷机组现在可能南方多水地区多一些吧!冷却塔使需要水来冷却汽轮机排出的乏汽,而间冷是利用空气流动来冷却,节水方面非常给力。
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作用:首先,循环水对汽轮机做完功的乏汽进行冷却。冷却塔的作用是对循环水进行自然通风冷却。
原理:循环水回水冷却塔竖井进入排水管道,再通过喷淋头均匀淋下,利用自然通风对循环水进行冷却再利用。
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热电厂的循环冷却水,需要经过冷却塔冷却后,不断循环使用。冷却原理主要是蒸发散热,也可以利用空气对流,温差和热辐射散热。蒸发过程会流失一部分水,需要不断添加经过处理后的补充水。
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这是节能型风冷塔,底部直经60多米,高80多米。是利用塔身结构形成的上升气流将塔底部散热器产生的热量散发掉,散热器里是蒸汽锅炉的热气,遇冷后冷凝成水再流回锅炉重复利用。不损失水分所以说是节能型。原理:地面空气通过塔周围的ⅩX口进入塔内,空气经过塔身蛮腰处被压缩从而加大了上升速度,形成空气的流动一一风。从而达到散热,没有任何污染。远处的烟囱高120米,上口直径9米,底部直径I7米。冒出的是经过脱硫、脱硝后达8O度左右的水蒸气。排放达标。
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电厂冷却塔是冷却犮电年轮机排出的尾气的,把o,6Mpa的尾蒸汽泄成常压,并通过冷却塔的空冷放出蒸汽中的汽化热而使蒸汽变或同温度的水。这些水可重复再用于发电锅炉用水。
这些排向大气中的热量是一种巨大的浪费,如何利用这些宝贵热量应是一个节能的大课题。如用气轮机尾气通过換热加热热水,向居民供应热水就是好办法,既节能还增加电厂收入。
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