敞開式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)是目前應(yīng)用最廣、類型最多的一種冷卻系統(tǒng)。根據(jù)熱水與空氣接觸的不同方式,冷卻系統(tǒng)可分為兩大類,即冷卻池和冷卻塔,分類如下。
冷卻池分自然冷卻池與噴水冷卻池兩種。
自然冷卻池又稱天然冷卻池。冷卻水取自天然水池,換熱后排回原水體自然冷卻;藉池面水與空氣接觸,以接觸、輻射和蒸發(fā)傳熱的過程散熱;適用于冷卻水量大、冷卻幅寬(即冷卻前后溫差)不大的循環(huán)系統(tǒng)。排出水的水溫和水質(zhì)變化對工農(nóng)業(yè)及漁業(yè)影響不大。所在地區(qū)還必須具備可利用的天然湖泊、洼地或人工水庫的條件。其常用于火力發(fā)電廠。
噴水冷卻池是利用人工或天然水池,在池上布置水管和噴嘴將熱水噴出,使水分散成細(xì)小水滴。這樣增加了水和空氣的接觸面積,使水的蒸發(fā)速率增加,單位水池面積的冷卻效率比自然冷卻池提高了。該種冷卻池適用于冷卻水量較小、冷卻幅寬不大的系統(tǒng),并且須有足夠開闊場地、洼地或池塘可以利用的地方,常用于小型化工廠。
冷卻池的特點(diǎn)是冷卻過程緩慢、效率低、冷熱水溫差小,需要很大的貯水量和占地面積。同時(shí)水池露天,水質(zhì)易受污染。冷卻池是最早采用的冷卻系統(tǒng),目前已多采用冷卻塔作冷卻設(shè)備了。
冷卻塔又稱涼水塔,是塔形建筑物,水氣熱交換在塔內(nèi)進(jìn)行,可以人工控制空氣流量來加強(qiáng)空氣與水的對流作用以提高冷卻效果。冷卻塔分為自然通風(fēng)與機(jī)械通風(fēng)兩大類。逆流式自然通風(fēng)冷卻塔為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),風(fēng)筒高,塔體高大;特點(diǎn)是不需要?jiǎng)恿?,單塔處理量大,可達(dá)到每小時(shí)水量數(shù)千立方米,甚至27000m3/h,多用于火力發(fā)電廠。機(jī)械通風(fēng)冷卻塔用風(fēng)機(jī)通風(fēng),需要?jiǎng)恿Γ鋮s效果好,多為方形或長方形結(jié)構(gòu),可以多塔并列布置,能節(jié)省占地面積。機(jī)械通風(fēng)冷卻塔又分鼓風(fēng)式與抽風(fēng)式兩種。鼓風(fēng)式冷卻塔的風(fēng)機(jī)設(shè)在塔的旁側(cè)進(jìn)風(fēng)口內(nèi),只用于冷卻水腐蝕性較大的情況。抽風(fēng)式冷卻塔的風(fēng)機(jī)設(shè)在塔頂排風(fēng)口處,是目前應(yīng)用廣泛的塔型,尤以化工系統(tǒng)最常用。大中型抽風(fēng)式冷卻塔單塔處理水量為1000~6000m3/h。