冷卻水塔在工業(yè)熱交換設備中起著冷卻水的重要作用。保持出色的系統(tǒng)性能非常重要，因為水溫每升高 1 度，能耗就會增加 2%。適當?shù)木S護和小的升級可以提高冷卻塔的效率，同時還可以節(jié)約用水。

工業(yè)冷卻系統(tǒng)中最小的效率低下可以大大降低發(fā)電機的成本，許多能源生產商只需要看看比他們的冷卻塔更老就能找到效率低下的潛在溫床，從而緩慢獲利。隨著冷卻水塔效率的降低，冷卻水塔內的溫度升高，每升高1度，設備能耗增加2%。好消息是，有很多機會可以提高冷卻塔的效率，從風扇到噴嘴，再到填充介質，甚至是水本身。

效率取勝

當然，沒有人打算建造一個低效的系統(tǒng)，但今天的許多冷卻塔都是過去的遺物，雖然它們曾經(jīng)是最先進的-藝術，遠遠落后于今天的標準。老工廠落后的主要領域之一是填充材料。仍在使用的已有數(shù)十年歷史的冷卻塔繼續(xù)使用塑料、玻璃纖維或木材飛濺填料。該系統(tǒng)放置了防濺板，將落下的水分解成水滴。飛濺填充更適合橫流塔，因為空氣可以很容易地水平流動通過垂直的全高填充。較新的逆流塔可以結合飛濺填充或較新的薄膜填充系統(tǒng)。

隨著性能更好的填充介質的開發(fā)，冷卻塔的效率在 1980 年代左右有所提高。 “1980 年代逆流填充的突破是 PVC 薄膜填充包裝的引入，”SPX 現(xiàn)場安裝產品總監(jiān)說。這增加了表面積，從而增加了傳熱。”

事實上，據(jù)說快速提高冷卻塔效率的最簡單方法是更換填充介質。 “今天，我們擁有比多年前性能更高的填料。” “這有點像汽車，今天的燃油經(jīng)濟性比 20 年前要好。其中很多是發(fā)動機設計和技術。”

今天的高性能薄膜填充材料幾乎是現(xiàn)在的兩倍飛濺填充材料的熱性能。膜填充物由迷宮狀的材料組成，水和空氣以相反的方向流過該材料。薄膜填充大大增加了水面與空氣的接觸，從而使傳熱效率更高。

但是，膠片填充并非沒有缺點。如前所述，飛濺填充通過將水濺到塔內相對較寬的桿上（顧名思義）將水分解成水滴，而薄膜填充則通過一個小漏斗引導水。不幸的是，大多數(shù)冷卻塔都沒有過濾水，這并不奇怪。這些塔中使用的水通常很臟，富含礦物質和生物沉積物，很容易因微生物生長、結垢或結垢而堵塞填充物。

粗水

雖然飛濺填充在冷卻效率方面不利于現(xiàn)代填充樣式，但它并非沒有缺點。飛濺填充物密度較低，因此可以更輕松地處理困難的水。沉積物中的重水比飛濺填料更容易堵塞膜填料，但一般來說，這種權衡是不值得的，因為化學處理有助于快速處理困難的水。

發(fā)電機在保持其塔在頭頂運行時面臨的四個主要水質問題是腐蝕、污垢、結垢和微生物活動。

當水中的化學物質腐蝕冷卻塔部件時，就會發(fā)生腐蝕。這會導致傳熱損失，從而降低效率。腐蝕還會導致設備故障，從而導致工廠停工和設備更換成本。

污垢是溶解礦物質在設備上的堆積。這也可能導致系統(tǒng)交換熱量的能力下降，因為水垢充當絕緣體，使系統(tǒng)更難以有效冷卻。

與結垢類似，結垢是懸浮顆粒的堆積。雖然結垢僅限于礦物質，但結垢適用于從有機物到油的任何事物。充其量，結垢通過充當絕緣體（如阻垢劑）來抑制結垢。在最壞的情況下，結垢會完全堵塞填料，減少系統(tǒng)的蒸發(fā)面積并影響系統(tǒng)的效率。

最后，微生物活動是指系統(tǒng)中的任何微生物對植物的影響。微生物可以懸浮在水中或可以在冷卻塔設備的表面上生長，由于填充材料的絕緣和堵塞，再次導致傳熱減少。

冷卻塔使用大量水，因此在許多情況下，市政當局和州政府將質量最低的資源用于發(fā)電機也就不足為奇了。根據(jù)美國地質調查局最新的全國用水報告，2010 年，火力發(fā)電占美國所有取水量的 45%。然而，報告指出，火力發(fā)電的用水量一直在下降（圖 1）。 2005 年至 2010 年間，此類取水量下降了 20%。

冷卻水塔

1．力挽狂瀾。更高效的冷卻塔可減少從湖泊、河流或海洋中抽取的水量，以滿足熱電廠的冷卻需求。 Courtesy: Cooling Water Tower Manufacturer Water Treatment Technology

為保存淡水，國內部分地區(qū)要求冷卻塔使用市政灰水或多循環(huán)使用（詳見本期動力《再生水減輕壓力》淡水供應”）。廣東冷卻水塔廠家水處理技術公司的客戶就是這樣。

“我們的客戶必須使用市政灰水。這是來自市政工廠的廢水。一旦分區(qū)啟動，他們將無法使用難以處理的河流或湖泊淡水。”該公司執(zhí)行產品經(jīng)理 Peter Macios 表示。

Water Treatment Technologies 為處理難處理水的發(fā)電機提供各種可定制的化學和設備處理選項。說：“我們能夠開發(fā)和設計程序，讓我們的客戶（第一）盡可能[高效]地使用這些水，并消除對……微生物控制、處置和腐蝕的所有影響。”

冷卻塔水的化學處理是一個復雜的平衡過程。不幸的是，許多解決一個問題的化學處理會對解決另一個問題的化學處理產生負面影響。幸運的是，我們相信我們已經(jīng)找到了正確的平衡點，并且已經(jīng)開發(fā)出不會產生不利相互作用的化學處理方法。

活動部件

即使冷卻塔的填充物干凈且運行高效，低效率仍然存在。一個通常很少受到關注的效率問題是頂置噴嘴的性能。

普遍認為噴水呈傘狀，形成圓形噴水圖案。這樣做的問題是很難排成一圈以將水均勻地分布在表面上。如果圓圈對齊僅用于接觸，則充滿介質的整個區(qū)域將保持干燥。

為了解決這個問題，塔的設計者將噴嘴移得更近一點，以便噴霧重疊。然而，行動計劃仍然導致水資源分布不均，淹沒了重疊區(qū)域的填料。當一部分填充物被淹沒時，空氣無法通過，從而降低了設備的效率。

確定問題

與生活中的大多數(shù)事情一樣，解決冷卻塔效率問題的第一步是確定問題。當發(fā)電機感受到冷卻塔效率低下的影響時，快速準確地確定問題的根源對于制定有效的游戲計劃至關重要。

那就是廣東冷卻塔廠家等企業(yè)。該公司提供在高峰運行期間進行的冷卻塔效率研究，以確定冷卻塔的熱運行條件。此類審核將查看設備的空氣和水流、傳熱面積評估以及塔的紅外熱掃描，以確定任何潛在問題。

在確定塔是否按預期運行時，公司還將盡可能考慮塔的原始設計。 “我相信這是最好的做法，”廣東冷卻塔廠的工程顧問保羅奇拉說。 “[這些塔] [建造] 是為了以一定比例的效率運行。我們要做的是，盡可能地嘗試挖掘那些舊的設計表，一旦我們準備好圖片，就把測量效率與他們的設計進行比較，讓他們知道他們的立場，并比較所有規(guī)格表。”

廣東冷卻塔制造商還提供定期維護和監(jiān)控其處理計劃。利用已知的信息作為水監(jiān)控系統(tǒng)，廣東冷卻塔制造商可以實時跟蹤客戶冷卻塔內發(fā)生的情況。該產品使客戶能夠快速響應可能出現(xiàn)的任何問題。在這種實時跟蹤技術可用之前，運營商當問題威脅到塔的效率時，被迫采取主動而不是主動的措施。“如果你考慮一下，當你手動執(zhí)行時，它總是一個后視鏡的樣子。你得到數(shù)據(jù)，你評估它，然后它通過” “我的想法是：我可以提取數(shù)據(jù)、運行分析并了解系統(tǒng)中發(fā)生了什么？”

告別低效率

雖然升級冷卻有很多選擇塔以提高效率，在某些時候，可能是時候將 1975 年的橫流換成閃亮的新逆流模型。當然，更換冷卻塔并不是草率的決定，但如果冷卻塔變得如此退化或效率低下以至于發(fā)電機可能會離線或更糟，有崩潰的風險，利大于弊。

冷卻塔技術和設計在過去幾年中有了顯著改進，但許多發(fā)電機選擇升級他們的舊塔而不是從頭開始。“在 60 年代和 70 年代建造的數(shù)以千計的冷卻塔單元都是舊冷卻塔，主要是帶有溢流填料的橫流冷卻塔。”

更換冷卻塔和 Does這總是意味著從頭開始更換整個設備。可以將塔逆流并將其轉換為逆流裝置。 “這可能是一個挑戰(zhàn)，因為有時很難在相同的占地面積上安裝逆流冷卻塔，而且你必須做很多管道，但即使你有一個舊的逆流冷卻塔，也可以更換它。

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