蒸發式空冷器是一種將水冷與空冷、傳熱與傳質過程融為一體且兼有兩者之長的節能冷卻設備。它具有結構緊湊、傳熱、投資省、操作費用低、安裝、維護方便等優點。在煉油、冶金、電力、制冷、輕工等行業中有著廣闊的應用前景,是空冷技術發展的新方向。蒸發空冷的研究始于六十年代,主要應用于發動機引擎夾套水冷卻、壓縮機級間冷卻、潤滑油冷卻等。我國在八十年代初從國外引進的十幾套石蠟成型裝置中均采用了蒸發空冷作為氨氣的冷凝器。
蒸發式空冷器是將管式換熱器置于塔內,通過流通的空氣、噴淋水與循環水的熱交換降溫效果。由于是閉式循環,其能夠水質不受污染,很好的保護了主設備的運行,提高了使用壽命。外界氣溫較低時,可以停掉噴淋水系統,起到節水效果。推著國家節能減排政策的實施和水資源的日益匱乏,近幾年密閉式冷卻塔在鋼鐵冶金、電力電子、機械加工、空調系統等行業得到了廣泛的應用。
蒸發式空冷器,也叫做閉式冷卻塔、封閉式冷卻塔或密閉式冷卻塔。
節能型水膜式空冷器的主要特點是通過管外水膜的蒸發來強化傳熱,其工作過程是利用循環水泵將循環水水箱中的循環冷卻水輸送到位于管束上方的噴水系統,由噴水系統將冷卻水向下噴淋到管束表面,使管束外表面形成薄水膜;與此同時,用軸流風機將空氣從百葉窗吸入,使空氣從管束下面向上橫掠傾斜放置的管束。
節能型水膜式空冷器主要依靠管外表面水膜的迅速蒸發來強化管外傳熱,從而達到冷卻管內軟水的目的。這主要是因為水具有比較高的汽化潛熱(水在一個大氣壓下的汽化潛熱為570kcal/kg),使得總體傳熱效率大大的提高。
設備運行時,管外表面水膜的蒸發使得空氣穿過管束后濕度大大增加而接近飽和狀態,軸流風機將濕空氣抽吸并使其穿過位于噴水系統上方的捕霧器,除去濕空氣中夾帶的水滴后從空氣出口排入大氣。
因為軸流風機位于設備上部,向上抽吸空氣時在軸流風機下部形成了負壓區域,加速管外表面水膜的蒸發,所以強化了管外傳熱。
在運行過程中,軟水在管內流動,空氣、冷卻水走管外,空氣由下往動,噴淋水則由上向下流動,冷卻水、空氣與軟水為交叉錯流形式,而冷卻水與空氣為逆流形式。就整個流程的布置而言,也強化了傳熱傳質的過程。
蒸發式空冷器從結構上看大的特點是將空冷器、冷卻塔和列管式水冷器合為一體,從而省略了單的循環水冷卻系統,使一次性投資費用大大降低,并且減少了設備的占地面積,使設備的造價進一步降低。在合理設計下可使管內的熱流體流出口溫度冷到接近環境濕球溫度,故其冷卻效果好,同事解決了干空冷為了獲得較低冷卻冷凝溫度而配帶后水冷器的問題。夏季環境氣溫對蒸發式空冷器的冷卻效果影響較小,所以蒸發空冷的操作彈性大,使用地區廣,可操作性好。
在水泵房冷卻系統中的環保優勢
蒸發式空冷器在水泵房冷卻系統中的應用還具有一定的環保優勢。蒸發式空冷器在冷卻過程中不會產生廢氣和廢水,使得煉鐵高爐的生產過程更加環保。蒸發式空冷器還可以減少二氧化碳和其他溫室氣體的排放,降低環境污染。
蒸發式空冷器優點:
1、生產,軟化水重復,無結垢、無堵塞、沒有損失;
2、設備使用時間長,保障設備穩定運行,減少故障,減少事故;
3、全封閉、無雜質進入、無介質蒸發;
4、廠房利用系數高,不需要水池,減少占地,節省空間;
5、占用空間小,安裝、移動、布置方便,結構緊湊;
6、操作方便,運行穩定,自動化程度高;
工作流體(水或其他液體),在熱源以及蒸發式空冷器的盤管內進行循環。工作流體的熱量流經盤管壁以顯熱換熱的方式傳遞給流經盤管外表面的水中。吸收熱量的水落入水盤,通過噴淋泵,經噴淋水管到達噴嘴。空氣和水直接接觸,一小部分水蒸發,在這個蒸發過程中,噴淋水將熱量以潛熱換熱的方式傳遞給流過機組的空氣,飽和的氣流通過通風機傳遞到空氣中,從而將熱量消散,噴淋水被冷卻后淋向盤管,如此循環。
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