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冷却塔的曲线确定与校正方法: zhao1203 2019-9-23 10:18; 7190宣惯材料2019-09.pdf; 个人分类: 论文|3053 次阅读|0 个评论

冷却塔为什么做成收腰的形状？: 热度 3 zhao1203 2017-1-20 14:04; 赵顺安大家看到的自然通风冷却塔通常都是收腰的形状，即下面粗，中间细，出口又变大，形似双曲线，如图1。图1自然通风冷却塔为什么冷却塔要做成这种形状呢？这要从塔内的空气流动特性说起。冷却塔内的空气温度较塔外高，密度比塔外空气小，塔内空气受到浮力作用，向上运动。对于不同的流体有不同的流动曲线，如图2示，若空气是理想流体，即，流体不会产生能量损耗，塔内空气持续受到浮力作用，不断加速，由于流体流量固定，加速时间越长，即随高度空气流速增加，过渡面积减小；而实际空气是粘性流体，当空气运动时会产生能量损耗，损耗量与速度平方呈正比，塔内空气同时受到浮力和空气运动阻力作用，当高度低时，流速小空气阻力小于浮力，空气呈加速运动，流体的流动断面渐减小，当阻力浮力相当后空气将不加速，但能量仍有消耗，这时，流体流动将以减速补偿能耗，流动断面将渐变大。冷却塔的外壳就是符合了塔内空气流动的特性，设计成下大，腰收细，上扩口的形状。图2 塔内流体流动; 7184 次阅读|6 个评论

冷却塔为什么会冒“白烟”？: 热度 3 zhao1203 2017-1-6 15:50; 文/赵顺安我们看到的冷却塔总是冒着“白烟”，如图1示，其实，它不是烟，而仅是热气。冷却塔是将工业生产过程中的废热通过与空气进行热质交换后传给大气，由于湿式冷却塔中工业循环冷却水与空气直接接触，热水的一部分蒸发带走潜热到空气中。空气的温度升高，湿度增长，可达90%~100%。图1 冷却塔出口冒“白烟”，而后消失。经过冷却塔的的空气，在塔出口为什么会出现类似冒白烟的现象呢？这是和空气的性质有关系，空气是由干空气和水蒸气组成。干空气恒定成分是氮气、氧气以及稀有气体，这些成分之所以几乎不变，是自然界各种变化相互补偿的结果。空气中的水蒸气量的变化却可以是很大，空气和特性也会因水蒸气含量不同而有变化。空气中水蒸气的含量是有极限的，当含量达到这个极限后空气就不能再容纳更多的水蒸气，此时的空气为饱和空气。空气中水蒸气含量的极大值随气温的升高而增大，空气中含水蒸气的多少的程度用相对湿度来表示，即在某一气温下空气中的含的水蒸气量与该温度时饱和空气的含水蒸气量比，饱和空气的相对湿度为100%。处于饱和的空气温度降低时，由于空气的所能容纳的水蒸量变小，一部分水蒸气便变为液态，液态水以极微小粒存在，看上去就象“白烟”。自然界中的雾也便是如此形成的。冷却塔出口的湿热空气处于饱和或接近饱和，出冷却塔后与周边的低温空气掺混后，湿热空气中的水蒸气一部分变为液态，形成“白烟”。其变化过程可从图2中看的很清楚，图中曲线为饱和空气曲线。冷却塔出口空气为A，处于饱和状态，温度30度，塔外的空气处于C，温度2.5度，为非饱和状态。塔出口湿热空气与塔外的冷空气掺混，最终达到C点，在这个掺混过程中，空气状态由A到B为过饱和状态，此时便出现“白烟”。图2 湿空气含湿图; 12277 次阅读|6 个评论

节能冷却塔的节能争议: 热度 1 zhao1203 2016-12-16 16:19; 赵顺安 1、节能冷却塔的缘起常规的机械通风冷却塔的结构如图1示，工业循环水进入冷却塔由喷头喷洒至填料与空气进行热交换把废热传给空气，热空气由风机抽出遣散给大气。冷却塔的风机运转是由电动机提供动力，冷却塔只要运行必然有能量消耗。图1 机械通风冷却塔示意图在我国的一些循环水系统中，特别是早期的石化循环水系统，循环水进入冷却塔为保持循环水系统的压力，在进前塔管路阀门约有10水柱多的压力由阀门消耗，造成能量浪费。于是，便有了将冷却塔的电动机改造为水轮机来替代电动机驱动风机，称为水轮机冷却塔，如图2示。后来国家推行节能技术，发改委将冷却塔水轮机技术列入了《国家重点节能技术推广目录》（第三批）的第26项。并指出目前该塔型占比为1%，预计2015年行业中推广至10%，投入70亿元。此后，水轮机冷却塔便与节能连在了一起，你百度一下“节能型冷却塔”便明确指出了，就是水轮机冷却塔。图2 水轮机冷却塔示意图 2、“节能型冷却塔”并不节能水轮机冷却塔的能量消耗与常规冷却塔可以作一对比，要将冷却塔的热量散给大气，风机的轴功率是必须的，二者的区别仅是在于谁给风机提供动力。常规冷却塔的能量消耗是风机的轴功率除以电动机的效率，电动机的效率可达90%以上。水轮机冷却塔的能量消耗是风机轴功率除以水轮机的效率，再除以循环水泵效率，再除以循环水泵电动机效率。水泵、水轮机效率一般可达80%，即使达到90%以上也必是小100%的。风机的轴功率相同很直观水轮机冷却塔消耗更多的能量，因此，将水轮机冷却塔称为节能型冷却塔不合适。 3、水轮机冷却塔的有条件使用水轮机冷却塔的最早出现是利用循环水系统的余压，在其被列为重点推广节能技术后。很多场合为采用该技术而人为地将循环水系统的水泵扬程选高，这样不仅不节能而且还成了浪费能量。循环水管路系统的余压问题是循环水系统管路设计不合理造成的，采用水轮机冷却塔可以利用这部分能量达到节能。但是若对循环水管路系统重新进行水力学设计改造方案可行，仍应用常规冷却塔，系统节能效果将会更好。对于早期设计不合理的必须存在余压的循环水系统进一步设计改造投资过大，可采用水轮机冷却塔，其它条件一般不适合采用水轮机冷却塔，那样更耗能。更不宜为采用水轮机塔而人为加大水泵杨程。; 7692 次阅读|1 个评论

冷却塔数值模拟计算边界设置易出的错误: zhao1203 2016-12-9 15:02; 文/赵顺安 1、数值模拟是冷却塔工艺研究的一种手段冷却塔是流体力学与传热传质学交叉形成的学科，研究冷却塔的工艺问题离不开冷却塔的空气和水流动的研究。流体力学的研究方法有三种，理论分析、模型试验、数值模拟，再结合原型观测进行验证构成流体力学解决工程问题的一套完整体系。如图1所示，自然通风冷却塔塔内的空气流动在无自然风的条件下，为轴对称流动，可以按二维柱坐标方程描述。热水进入冷却塔后，在配水层将热水喷洒在填料顶面，热水与空气发生传热传质后，空气温度升高，密度减低，在塔筒内保持低密度，空气便受至浮力作用沿塔筒向上运动，形成空气流动。研究塔内的的空气流动可采用数值模拟方法进行。其实，冷却塔的数值模拟研究很早就开始了，最早开展冷却塔数值模拟工作的是著名湍流模拟专家罗迪（Rodi）于1986年，英国著名流体力学家斯波尔丁（Spalding）于1988年进行了塔内空气流场的数值模拟。我国在世界上是开展塔内空气流动数值模拟较早的国家，1986年中国水科院硕士研究生文建刚首次对塔内流动进行了数值模拟，塔内流动近层流处理，1988年博主的硕士论文采用了大涡模拟对塔内流动进行了数值模拟，1990年代清华大学采用双方程模型对塔内空气流动进行了数值模拟。早期流体计算软件商业化程度很低，国内数值模拟均是作者们自己编制FORTRAN程序进行计算。图1 自然通风冷却塔的塔内空气流动示意 2、流体流动数值模拟计算边界条件在流体问题研究中常会遇到研究不能包含所有流体流动区域的情况，这时需取流体的一部分区域进行研究，那么，如何选取边界是一个即有理论也有经验的事情。对于流体计算而言就是求解NS偏微分方程组，方程组的求解区域如何选取，边界条件如何设置对于计算结果至关重要。若此二问题解决不好是，将可能使方程组不能定解或得到错误的解。边界条件分为三类：第一类边界条件也称为狄里克莱 (Dirichlet) 条件，也是定值边界条件，也就是这个计算边界线或面的待求量是已知的。第二类边界条件也称诺依曼 (Neumann) 条件，这类边界条件待求量的边界法向导数为 0 或定值。第三类边界条件也称洛平 (Robin) 条件，这类边界条件给出待求量在边界上的值和外法向导数的线性组合。 3、冷却塔流动计算边界设置易犯的错误上述三类边界条件的选取要求是不同的，第一、三类是已经知道某边界线或面的值或值和法向导数，它可以取任何一个流体流运动的线或面，只要你能够有足够理由说明你给定的值的合理性和正确性；第二类边界条件也一样，要选取的边界线或面，要求流体在该线或面的法向导数值为 0 ，比如选择流体的收缩断面，就是一个沿流动方向导数为 0 的面。冷却塔的塔内流场研究有两种方式，一种是知道塔内空气的流量，要求模拟计算塔内的流场来进一步研究传热传质，称之为冷态数值模拟。另一种是通过模拟计算出塔内空气的流量，称为热态数值模拟。冷态数值模拟合理的计算区域如图 2 示（ a ），计算区域选择冷却塔的进风口断面、塔筒壁、水池面、中心线、喉部断面为边界，其中边界 2 和边界 3 为流体流动自然边界，边界 1 、边界 4 和边界 5 为人为边界，是人为选取的。边界 1 为进风口，该断面设置为第一类边界条件，给定风速的分布值，风速分布规律来自于原型观测，所以，人为选取该断面为边界是合理的。边界 4 为冷却塔的喉部断面是第二类边界条件，该断面是塔内气流由收至扩变化的一个断面，该断面必然为均匀流动，该断面各量的法向导数均为 0 ，所以，人为选择该断面是合理的。边界 5 为塔内流动的对称中心线，该线上各量在线的法向导数均为 0 ，所以，选择该线作为第二类边界条件也是合理。边界 2 和边 3 为固壁，流体在该面的流速等均为 0 ，可作为第一类边界条件，其它量在固壁边界也可处理为第三类边界条件。若将边界 4 取为塔的出口，那么边界 4 的边界条件将无法给出，因为边界 4 为塔的出口断面，流体处于扩散流动状态，在该面的法向导数不为 0 ，所以，给定第二类边界条件是错误的，给定第一类或第三类边界条件无法给出，因为该处的值是待解值。图 2 冷态计算方法计算区域示意图对于热态数值模拟合理的计算区域如图3 示（ a ）示，以冷却塔的中心线为一个边界，取计算域远大于冷却塔内流动区域，因为边界 1 、边界 2 已经远离冷却塔的进风口与出口，在该边界上流速、压力等量的变化微弱，可近似取为第二类边界条件，近似的边界条件对我们关注的塔内流动影响较小。相反若选取图 3 （ b ）计算域，热态计算方法在边界 1 和边界 2 无法给定第一类边界条件，只能给定第二类边界。但是边界 1 和边界 2 两个断面为非均匀流，所以，给定第二类边界条件是错误的，若视为近似，又因其与塔内流动紧连，边界条件对塔内流动的计算结果影响较大，可能得出错误的计算结果。边界 2 为塔的出口断面，流体处于扩散流动状态，在该面的法向导数不为 0 ，所以，给定第二类边界条件是错误的，给定第一类或第三类边界条件无法给出；同样边界 1 为冷却塔的进口，气流处于急变之中，该处取第二类边界也显然不合理，对紧邻的塔内雨区、填料区的流动影响很大，所以计算结果的偏差也很大。图3 热态数值模拟计算区域示意图 4、模拟评价中国水科院所进行的冷却塔数值模拟是冷态数值模拟，设置的边界条件为图2（a），主要研究塔流场对传热传质的影响，塔内空气量，通过热量平衡和浮力积分获得。进风口设置为第一类边界条件，根据实测进风口风速分布给定各计算点的流速，出口设置在喉部，为气流收缩断面，导数为零，设置为第二类边界正确。清华所进行的数值模拟是热态，研究的主要问题也是流场对传热传质的影响。边界设置为图3（b），尽管计算结果与设置为图3（a）相差不大，但从理论上讲是错误的。热态与冷态比热态从物理现象与塔内流动更接近，但一是由于塔内部支撑等结构和流动复杂，模拟很难准确模拟塔内气流阻力；二是热态本身求解过程也是近似的，因为，NS方程本身是椭圆型方程，其解不仅与初始条件有关，同时也受边界条件控制，热态模拟所取计算域的边界条件为第二类本身就是近似，只是说由于计算区域较大，计算域上参数的变化不大近似为第二类条件，对塔内流动影响较小而已。所以，通风量可能与实际相差更多。; 5760 次阅读|0 个评论

排烟冷却塔是环保技术吗？: 热度 5 zhao1203 2016-12-5 11:08; 文/赵顺安 1、排烟冷却塔产生背景上世纪 80 年代初期，德国（西德）注意到了由于空气污染的原因引起的德国森林减少，观测表明 8% 的德国森林受到影响。于是，德国于 1983 年颁布了大型燃烧设备条例（ Large Combustion Plant Ordinance ）法令，该条例规定了已经建成的和新建的燃煤电厂的二氧化硫与氮氧化物的排放标准。大型燃煤电厂二氧化硫排放不能超过 400mg/m 3 ，二氧化氮不超过 200mg/m 3 ，对已经运行的电厂规定了须在 5~6 年的时间进行改造。要求二氧化硫须于 1988 年 7 月 1 日达标，二氧化氮 1989 年底达标。较常用的脱硫方法是石灰石湿法脱硫（ wet scrubbing with lime orlimestone ），脱硫过程将烟气的温度降至 100 ℃ 以下，致使在不进行再加热的情况下，用烟囱排放烟气方式，扩散不能满足条例规定的地面硫化物浓度要求。这时，需要增加一套用烟气加热烟气的系统，即 GGH 系统，将脱硫降温后的烟气加热至排放要求的温度。在 GGH 系统中，脱硫与未脱硫烟气直接接触，系统容易产生腐蚀，同时增加了系统的运行费用，使电厂运行成本增加。因此，人们就注意到很早就已经有的一些概念与专利（早在 1918 年德国就有一个专利（ Germany patent n 347 141 ）提出了烟气从冷却塔排出，之后有很多发明家提出了更好的想法。 1973 年 9 月匈牙利的公司（ Transelektro Magyar villamosagikulkereskedelmi ）档案中有一个专利（ E c 2174 ）提议一个有多个气体排放口的冷却塔；美国 1974 年 5 月专利（ 3 965 672 Westinghouse ）描述了一个带有多个排气通道的冷却塔。）。如将烟气从塔底部通入塔内，可利用比烟气流量大 10 倍的热气流量获益，如图示。后经试验确认由冷却塔将烟气排入大气，硫化物的扩散比烟囱排放更有效。造价比较也表明这是一个经济的方案。利用自然通风冷却塔排放烟气是一项既可减少投资与运行费用，又可较好满足环保标准的技术，这一技术在德国最后得到广泛应用。排烟冷却塔可以说既符合环保要求，又节省运行费和投资，是一个很好的解决环保要求的方案。 2、排烟冷却塔在我国的利用国内第一个排烟塔建成于华能高碑店电厂，排烟塔于 2006 年 9 月抽入运行。高碑店电厂排烟塔是我国 2008 年奥运会前的环境治理的一个脱硫技改项目，电厂为供热电厂，排烟塔按四炉一塔的方案由德国基伊埃公司完成工艺设计，华北电力设计院负责结构设计，如图 14-9 示。排烟塔淋水面积300 0 ㎡、塔总高度120m、进风口高度6.5m、底部直径67m、喉部直径39m、出口直径42m，烟气由两根直径7m的玻璃钢管道送入塔内。国内第一个自主设计的排烟冷却塔是三河电厂二期的排烟冷却塔，三河电厂担负着北京地区的冬季供热任务，机组容量为 300MW 。排烟冷却塔淋水面积450 0 ㎡、塔总高120m、进风口高度7.8m、底部直径83m、喉部直径44m、出口直径47m，烟气由一根直径5.2m的玻璃钢管道在标高39m处送入塔内，如图14-10示。之后一批热电厂的排烟冷却塔方案开始实施，如：天津东北郊电厂5000㎡排烟塔、哈尔滨第一热电厂3850㎡排烟冷却塔、辽宁锦州热电厂4000㎡排烟塔、天津军粮城5000㎡排烟塔、大连甘井子电厂4000㎡排烟塔等。直到2010年7月江苏徐州彭城电厂三期 2 ×1000MW机组投运，排烟冷却塔推进到了百万级纯凝机组， 2011 年 12 月宝鸡第二发电有限公司 6 号机组的投运成功，间接空冷机组的脱硫塔、间接空冷塔和烟囱的三塔合一技术达到了 660MW 级。 3、排烟冷却塔的环保特性的争议排烟冷却塔是利用冷却塔中多于十倍烟气的湿热空气将烟气在大气中扩散的更高更远，比专门建造一个烟囱更环保，这在德国八十年代就得到了验证，如下图示。然而在我国华能高碑店电厂第一个采用该技术后，国家环保总局对此进行了观测，得出了排烟塔并不能将污染的烟气排放的更高更远，并不是一个环保技术。在项目审查中，环保局对此技术持保留意见。为什么在德国采用的一项环保技术在我国却不环保呢？反观排烟塔在我国的应用，不难发现，我国早期采用排烟塔的电厂均为供热电厂。供热电厂有一个特点就是在冬季供暖期间，冷却塔内排出的热量非常低，而排烟塔是利用塔内大于烟气十倍量的特点，这正是供热电厂的弱项。很直观的是供热电厂冬季供热冷却塔没什么热气，那冷却塔就变成了烟囱。冷却塔与烟囱比，一是高度低，二是出口走私远大于烟囱，出口流速低。结果可想而知，一定不如烟囱。还有就是将多台机组烟气从一个冷却塔排放，结果是热气量仍不足，排出的气体中污染物浓度却增大了，所以，必然达不到环保要求。明显，我国排烟塔技术在使用上出了些问题，造成了达不到环保要求。直到2010后排烟塔才在纯凝机组得到使用，排烟塔才发挥出其环保经济的特性。; 6029 次阅读|13 个评论

热力发电厂为什么要建冷却塔？: 热度 7 zhao1203 2016-11-29 14:32; 文/赵顺安热力发电是指将化石燃料或核燃料的热能在锅炉或反应堆里将水加热为高温高压的蒸汽，然后进入汽轮机转化为机械能，再由发电机将机械能转换为电能的过程，如图所示。高温高压的蒸汽在汽轮机中作功后成为低温乏汽，要想再利用蒸汽，就必须将蒸汽转化为液态水进行锅炉或反应堆重新加热形成循环过程。要将乏汽液化就要将乏蒸汽中的汽化潜热去掉，同时去掉汽化潜热后的温度越低，汽轮机的效率就越高。早期的热力发电厂的乏汽潜热通常是通过取大自然的水源的水，如江、河、湖、泊、海等，进入凝汽器（换热器）将热量带向环境水域。环境水域水温一般比较低，那么乏汽冷却后的温度也较低，发电效率也高。但随差电厂建设的增加（装机容量），较有利利用自然水域作为散热资源的厂址，已经被人们开发利用，另一方面由于乏汽的潜热带给自然水域后，引起环境的热污染。河流环境海洋要得到保护，可利用的自然水资源就非常有限，要完成热力发电过程，还必须排出大量的乏汽废热。冷却塔就是一个必然的选择，冷却塔就是将发电过程中乏汽的潜热传递给大气的一个装置。因为电厂排出的废热量非常之巨大，大约锅炉或反应堆产生热量的40%以上要通过冷却塔排放至大气，所以冷却塔是巨大的一个建筑，人们看到大多电厂的配制是高高的烟囱和粗高的冷却塔。冷却塔是一个高度达200米，直径150 米的一个薄壳结构，最薄的地方仅0.2米，电厂发电乏汽的潜热通过每小时十万吨循环冷却水在冷却塔中喷洒并与空气进行热交换，空气被热水加热加温湿后由冷却塔的出口排向大气环境，塔出口排出的中高温高湿的空气。; 23947 次阅读|24 个评论

关于冷却塔概念的误区: 热度 1 zhao1203 2016-11-24 14:25; 好多人在谈到冷却塔时，大脑中的印象是下列图片。这些塔大家都叫它冷却塔，不错它们是冷却塔的一部分，是最常见的冷却塔。然而，有个误区是人们将作为冷却塔的全部。从百度词条不难看出这个误区，百度摸索冷却塔，可看到冷却塔词条，内容为“ 冷却塔(The cooling tower)是用水作为循环冷却剂，从一系统中吸收热量排放至大气中，以降低水温的装置；其冷是利用水与空气流动接触后进行冷热交换产生蒸汽，蒸汽挥发带走热量达到蒸发散热、对流传热和辐射传热等原理来散去工业上或制冷空调中产生的余热来降低水温的蒸发散热装置，以保证系统的正常运行，装置一般为桶状，故名为冷却塔。”这词条解释前半句话没什么问题，但后半句显然就不全面了。也就是说按此定义，冷却塔仅是蒸发冷却塔，即开式冷却塔。那问题来了，冷却塔中有无干式冷却塔？这是问题关键，若冷却塔中包含干式冷却塔（或称闭式冷却塔，即循环冷却介质不与大气直接接触），百度词条就是不对的。为探究竟，可查阅一下关于冷却塔方面的专某著标准是如何对冷却塔分类的。早在1980年德国人，汉佩出版了一本“冷却塔”书中对此是这样描述的，冷却塔分为湿式冷却塔和干式冷却塔，书中还对电厂的采用的干式冷却塔--空冷塔进行原理、计算方法论述；1981年上海科学出版社出版的“冷却塔”、1984年石油工业出版社出版的“凉水塔”、1984年中国电力出版社出版的“冷却塔运行与试验”、1997年和2001年和中国水利水电出版社出版的“冷却塔”等专著中对冷却塔的分类都有明确的论述，冷却塔包含干式和湿式冷却塔。所以，百度的解释是不全面的，若再看百度词条的后面部分，冷却塔分类中也包含了干式冷却塔，本身定义与分类前后也矛盾。冷却塔既然包含干式冷却塔，那么冷却塔的完整的定义应为：冷却塔是一种将循环介质（水）所携带的热量传递给大气的工艺装置。按循环介质是否与大气直接接触可将冷却塔分为开式（湿式）冷却塔和闭式冷却塔。在开式冷却塔中，根据气流与循环介质的流动方向可分逆流式和横流式，根据通风方式可分为抽风式、鼓风式、自然通风和机械通风。闭式冷却塔可分为闭式蒸发冷却塔和空冷塔，空冷塔根据凝汽器不同而分为直接空冷和间接空冷（又分为哈蒙式间接空冷和海勒式间接空冷）。又根据循环介质不同分为海水冷却塔、淡水冷却塔。根据增加功能不同还有，排烟冷却塔、干/湿式除雾冷却塔等。; 6830 次阅读|2 个评论

冷却塔的发展与展望: zhao1203 2016-11-23 09:40; 冷却塔发展仅一百年的历史，中间经历了不同的阶段和事件。现在已经形成理论系统门类齐全，内容涉及开式冷却塔，如自然通风逆流塔、自然通风横流塔、机械通风逆流塔、机械通风横流塔、干湿式除雾冷却塔等；闭式冷却塔，如闭式蒸发冷却塔（混流式、复合式、逆流式和横流式）、空冷却塔等。冷却塔的发展与展望.pdf; 个人分类: 论文|3443 次阅读|0 个评论

冷却塔的工艺理论是流体力学与传热传质学的交叉产物: 热度 3 zhao1203 2016-11-22 11:05; 冷却塔是一门古老又年轻的学科，是一门涉及的学科包括了流体力学、水力学、传热传质学、机械传动学和材料学的边沿学科。它是随着生产实践不断完善发展起来的一门学科，总共的发展也仅一百年。目前，冷却塔已经由 1940 年前的湿冷塔发展成为包含自然通风冷却塔、机械通风冷却塔、空冷塔、干湿式冷却塔和蒸发冷却塔等种类多样综合学科。冷却塔正在石油、化工、冶金、电力、纺织、轻工、电子以及我们的日常生活中发挥着作用。在冷却塔的百年发展历史中，我们不能忘记一百年间一些特别的人、特殊的阶段、特殊的事促使了冷却塔学科的进步与发展。 1925 年麦克尔提出焓差理论，从而冷却塔有了自己的理论体系； 1940 年代起发展直接空冷技术，开启了节水冷却的新纪元； 1950 年代海勒教授提出混凝式间接空冷技术， 1960 年代应用于工程，丰富的节水冷却技术； 1960 年代首先在冶金行业提出了蒸发冷却技术，开始了闭式冷却塔的技术； 1970 年代表面式间接空冷技术发展起来，使空冷技术适用于了更大的机组；也是在这个年代，焓差理论得到广泛接受和工程采用。 1970 年代法国电力公司花了大量人力、物力进行了自然通风冷却塔的技术研究，研究的内容不仅是冷却塔自身的设计问题，还将研究拓延至冷却塔与环境的相互影响等问题； 1980 年代法国电力公司和德国电力公司通过研究提出了高位集冷却塔和排烟冷却塔。而远离欧洲大陆的美国重点发展了机械通风横流式冷却塔和逆流塔，中国也在不断地发展着自己的冷却塔技术， 1960 年代开发了 LF4.7 机械通风冷却塔，还重点研究了冷却塔的核心部件淋水填料。 1980 年代中国引进了哈蒙公司冷却塔技术， 1990 年代国内与电厂冷却塔配套的 PVC 淋水填料如雨后春笋般涌现。 2000 年后冷却塔的发展热点转移到中国，至 2007 年世界规模最大的空冷机组已经都在中国了，为适应电力对冷却塔技术的需求，中国电力工程顾问集团公司设立了海水冷却塔、排烟冷却塔、超大型冷却塔以及核电超大型冷却塔的相关研究课题，对冷却塔相关技术进行深入研究。中国核电工程公司、中广核工程公司、国核规划设计院、西南电力设计院、中南电力设计院、华北电力设计院、河北省电力设计院以及广东省电力设计院等单位都对冷却塔的相关技术展开了研究工作，为冷却塔的技术发展作出了贡献。经过百年的发展，冷却塔的基本理论已经形成相对完善的体系。博主主持参与了冷却塔的工艺理论与技术研究，并系统地总结了冷却塔工艺理论，出版了《冷却塔工艺原理》一书。宗旨在于将冷却塔，包括湿冷塔、干 \ 湿式冷却塔、蒸发冷却塔（闭式塔）、自然通风塔、机械通风塔、排烟冷却塔、海水塔基本工艺理论和最新研究成果系统地综合起来，介绍给读者，以促进冷却塔的研究和设计制造工作的不断发展。《冷却塔工艺原理》一书共有十九章约八十万字，内容包括了空冷塔、湿式自然通风冷却塔、湿式机械通风冷却塔、海水冷却塔、排烟冷却塔、干 / 湿式冷却塔、闭式冷却塔等的发展历史、现状及热力阻力计算与设计方法。第一章为概述，介绍各种冷却塔的分类和基本情况；第二章为空冷塔和干 / 湿式冷却塔与闭式冷却塔相关的传热基础，第三章为空冷塔、干湿式冷却塔与闭式冷却塔核心部件性能介绍；第四章空冷塔主要介绍了直接空冷塔、表面式间接空冷塔和混凝式间接空冷塔的设计与运行相关问题与处理；第五、六章是湿式冷却塔的基础理论，包括理论模型与发展历史，模型求算方法等；第七章为湿式冷却塔核心部件的发展历史与特性分析；第八章为机械通风冷却塔的设计与计算方法以及与塔的相互干扰；第九章介绍自然通风冷却塔，包括高位集水冷却塔的设计与计算方法；第十章为如何采用现代计算流体软件进行自然塔的优化设计；第十一章为冷却塔的配水设计与水力计算；第十二章介绍自然能风冷却塔的塔型与性能的关系；第十三、十四、十五、十六章分别介绍了海水冷却塔、排烟冷却塔和干湿式冷却塔及闭式冷却塔的发展历史和设计与计算方法；第十七章为电力系统冷端优化与冷却塔的优化设计；第十八章介绍冷却塔对环境影响及环境对冷却塔性能的影响与评价方法；第十九章给出了进行冷却塔相关工艺问题试验研究的方法。书的内容新颖全面、概念清晰、理论系统、论述详细，可供从事冷却塔设计、科研、运行和制造人员阅读，也可供高等院校相关专业师生参考。; 个人分类: 论文|3631 次阅读|8 个评论

对《说热机效率，话冷却塔》的补充说明: liwei999 2010-11-18 02:22; 对《说热机效率，话冷却塔》的补充说明 (4222 bytes) Posted by: mirror Date: November 17, 2010 04:25AM 武老师换照片了，十分阳光。镜某到这个年龄是否还能有这样的照片呢？很没有自信。本篇是对武老师《说热机效率，话冷却塔》的回应（）。本想应上海火灾，写一下楼房绝热的话题。但是写到一半就没有情绪。感觉对武老师文章的题目也许更好些一些。也许是对红戳本能的反逆吧。比较不客气地说，武老师的这篇文章是题目好、骨架好而细节不好。题目中的一冷一热，显得般配。此乃题目好。骨架好是说从工业革命时代的蒸汽机到今天这么多年，热机效率和冷却塔依然是个前沿的话题。细节问题也是国人大学、尤其是北大的老毛病了没有了工学，失去了实学的传统。当然这个问题正在努力地解决当中，比如成立了工学院。但是失去的传统再回复，恐怕要花十几年、几十年的努力。闲话休提，冷却塔在瓦特的蒸汽机上叫做冷凝器。正如武老师所说的那样，这个部件才是是瓦特的发明。这个发明的重大意义远远超过了蒸汽活塞的结构。因为有这个冷凝器，使得热机形成了闭合系统。这一个发明是个质的飞跃。为了强调这个循环，冷凝器也叫做复水器从蒸汽又还原到了水。从热蒸汽到冷却后变成水，这个过程热能变成了机械能。瓦特们的工作是通过实践来改进热原动机。相比之下，这方面法国要落后的多。落后有落后的活法，这就是卡诺的思路。究竟效率的极限在哪里？在机械上具体改良上的不足，反倒促成了抽象思考的发达。将热能转变成机械能的机器叫热机。这一点武老师说得不错。但是反过来，把机械能转变成热能的机器应该叫做热泵。以前做过文章谈过此事。热机的做功效率不能超过100％，因为其效率是两个热源的绝对温度定的。反过来看这个事情则是机械能从两个热源间传送热能的效率可以超过100％。这个事情本来没有必要大声宣扬，属于自明的事情。但是要做到超过100％的传送热能效率，就需要有可靠的机械。这是穷人办不到的地方。更可悲的是想不到。榨取的概念在穷人那里不发达，因为他们是被榨取的阶级。而热泵的高效率就是来自对低温热源的榨取。武老师的蒸汽的温度不能超过560度一段里面有个小小的飞跃。少了一个压力与温度的环节。这个环节在文中始终没有露过面。也许在武老师那里是自明的，但是对于多数人的理解而言，这个飞跃是致命的。由于蒸汽温度决定了压力，所以锅炉的使用温度上限就在560度了。如果有好材料可以经得住更高的压力，蒸汽温度还可以上升。用蒸汽的热机燃烧在外，因此也叫外燃机。相比之下，汽车发动机、飞机发动机属于内燃机，燃气温度可以比560度更高，如同武老师文章里说的那样，1200度以上。这也是蒸汽机车被淘汰的理由。新一代人大约不知道为什么叫做火车了，只知道救火车。武老师的这句话有些脱离现场了：普通可行的提高热机效率的办法是降低热机出口的温度。这就是要对出口介质进行冷却。的确从公式上看是这个道理，但是这个事情不是那么好操作，因为环境的温度是改变不的。从文脉上看，也许武老师的思维中是在主张冷却热介质（蒸汽）的温度。但是既然援引的公式是说热源的温度，这个降低热机出口的温度的说法只能理解为大气或者环境的水温。当然，这样的讨论对大众来说是云里雾里的事情了。实际上降低热机出口的温度的思考是通过降低冷凝器中的压力实现的。这里又一次出现了压力比例于温度的定理。也就是说通过降压，比大气压略低的小环境，实现了看上去比环境温度还要低的一个状态。冷却塔可以理解成为另一个类型的锅炉。因为从热交换的观点上看，两个的作用是一致的不同的是一个是高能量密度型，一个则是低能量密度型，其中的差就是某些人们喜欢议论的熵。玩儿太阳能的人如果也能多有这样的思考，就会多些理智型的行动了。武老师的思路是往结构力学上靠，因为这方面是车轻熟路。但是冷却塔作为热交换的部件，作为瓦特发明的正宗传人，其机能必须要解释清楚。冷却塔不能被泛泛地解释为提供发电设备的冷却水用的。而是作为一个热机的组成部分，将蒸汽还原成水的一个部分。水冷却塔的设计是充分利用了水的蒸发热，水的这个特质也是作为水的行星地球的福分，不是武老师文中所说的水被空气冷却空气被加热的过程。被冷却的工作介质重新回到锅炉，冷却塔外边的水则如同武老师文中所说的那样循环。冷却塔内的说法实际上很容易引起误解：有冷却塔壳内与冷却塔管内两个。如同人的消化体系：是个体内的体外概念。武老师在行文中也是没有有意识地区分这两种状态。如果没有被武老师的行文所惑，那就是没有能读懂武老师的文章。读了不理解就说明是与一般大众有些不同了。能理解镜某人的这番刻薄的说法，那您就不是一般的人了。至于镜某是高人还是民科，那就要由看官您来定了。写完了这篇后，看到了很多赞扬。不是要特意地驳武老师的面子、扫大家的兴，镜某以为看不出来武老师文章的弱点乃是国人最悲哀的事情。当然这样事态不是要由武老师或者是众看官来负责。镜某只不过是想为王老师的那个激进的说法提供一个实例。就是论事儿，就事儿论是，就事儿论事儿。 http://www.starlakeporch.net/bbs/read.php?1,71785; 个人分类: 镜子大全|4102 次阅读|3 个评论

说热机效率，话冷却塔: 武际可 2010-11-17 14:19; 个人分类: 科普|8225 次阅读|11 个评论

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