选用水做为冷却介质已经有年的历史。因为水的换热系数比较高,可让机器设备紧密、项目投资低,因而获得重视,并成为了一种最主要的冷却方式。可是,伴随着制造业的快速发展,工业需水量大幅增加,水资源污染已经成为制约中国经济发展的“瓶颈”难题。节水已经成为工业化生产的一个重要关键研究课题。
敞开式循环系统别名开式冷却塔,密闭式循环系统别名
闭式冷却塔,两者在工业与民用型系统中得到广泛运用。开塔多用于地势平坦,对水要求较低的冷却水系统;闭塔则用于对水要求高的冷却水系统或者工艺介质减温等多个方面。闭塔近几年在空调通风设备还是生产工艺流程上都有很大运用,此设备初项目投资其实比开式塔大,但是其减温效果明显,通常是省水,省电,机器设备运行长久效益大。并且它比常规开塔加集水池加热交换器方法项目投资上类似,但机器设备更紧密,更有效率,更绿色环保,因而广受客户青睐。
密闭式循环系统即冷却水在系统内进行密闭循环热交换,冷却工艺介质升温后的冷却水仍在不与空气直接接触的密闭系统中,经空冷换热设备或水冷换热设备减温以后再供冷却工艺介质循环使用;
敞开式循环系统即冷却水通过工艺热交换设备后水的温度升高,再通过冷却塔直接与空气接触,经空气冷却功效降低水的温度,热量释放到周边大气中去,减温后的水,用水泵再次输送至工艺热换机器设备,这般周而复始。
敞开式循环冷却水是当前加工厂运用最常见的一类冷却水系统,但是这种开式循环也会产生几个问题:
1.冷却循环水在冷却塔内及大气全面接触,使水中溶解氧获得补充,因此循环系统水中溶解氧一直饱和的,水中溶解氧会导致金属电化学反应。
2.水冷却塔中蒸发,使循环系统水中的含盐度逐步增加,再加上水中CO2在冷却塔中分析自由散发,使水中CaCO3在换热面上积垢析出。
3.冷却水和空气触碰,消化吸收粉尘、泥沙、微生物和孢子,使全面的污泥提升,冷却塔内光照、最适宜的温度、充沛的氧和营养物质都有益于细菌和病毒藻类生长,从而使得系统粘泥提升,在换热器内沉淀下来,导致了粘泥的不良影响。
这个问题也会产生沉积物的粘附、设备管路的浸蚀穿孔、微生物很多滋生,导致换热器换热作用降低,能量损耗,过水断面降低,通水能力降低,很容易酿成意外。为净化水质,降低上述影响,需要对冷却循环水开展水质处理,除氧或添加阻垢缓蚀剂、缓蚀阻垢剂和杀菌剂。
闭式循环冷却水系统解决了敞开式循环系统的缺点,冷却水在密闭系统内重复利用,不和大气接触,水质不受到污染,主要有以下优势:
1.大大提升了工艺设备使用年限。对相关统计数据的分析表明,选用闭式循环系统,运行管理较好的换热设备使用年限可以达到7~10年左右,而使用开启式循环系统,水质处理和运行管理差的热力设备,运作不到2年即发生积垢堵塞或浸蚀穿孔而损毁。
2.闭式循环冷却水系统的新水补充量仅是敞开式冷却水系统的20%,减少了水资源的消耗,节水成效显著。
3.闭式循环冷却水系统便于完成冷却水的恒温恒湿操控,有益于工艺技术的操作。
3.经济运行分析:以100m3/h循环系统需水量为例,闭式循环系统与开启式循环系统的投资估算比照如下:
工程项目密闭式(闭塔系统)敞开式(开塔系统)土建工程花费0.5万2万设备购置费用15万2.5万用电3万/年8万/年水费0.8万/年8万/年(含水处理费)运维费用0.5万/年3万/年生产成本19.8万23.0万注:闭式循环冷却水系统工艺技术、管路寿命按传统提升1倍考虑。