了解正確選擇涼水塔填料的重要性
作者：晶杰冷卻塔 時間：2021-09-02 08:29 閱讀：
選擇首先必須考慮水的污染傾向。本文向您展示了解并正確為涼水塔選擇填料是多少的重要！涼水塔在許多化工廠中發揮著重要作用。與任何其他熱交換器一樣，從設備設計和防止結垢、結垢和腐蝕的角度來看，最大限度地提高效率至關重要。對于涼水塔，填料選擇是這方面的一個關鍵方面。乍一看，高效薄膜涼水塔填料似乎是最理想的選擇。但是，如果水質不佳導致這種涼水塔填料物迅速結垢和堵塞，則可能會產生過多的維護成本。因此，在這里，我們將研究涼水塔填料類型的基本原理，并研究影響選擇的重要化學問題。適當的補充水預處理可以選擇比其他方式更高的涼水塔填料效率。一、環境濕球溫度
環境溫度和濕度會影響性能，通常涼水塔中 65-90% 的傳熱來自一小部分 (1-3%) 再循環水的蒸發。因此，所有涼水塔的基本準則是加強空氣/水接觸。一開始，這是通過使用飛濺涼水塔填料來實現的——一系列木板條以交錯的形式放置在噴水嘴下方。當水撞擊板條時，它會分解成小水滴，從而增加表面積。
填料已經從那個基本的飛濺涼水塔填料設計有了顯著的發展。大多數涼水塔現在利用薄膜涼水塔填料來增強空氣/水的接觸。薄膜涼水塔填料，顧名思義，就是誘導冷卻水在材料表面形成一層薄膜。成膜機制使液體表面積最大化。涼水塔填料設計和選擇背后的指導原則是“增加空氣與水的接觸，促進對流和蒸發冷卻，同時減少系統中的壓降”[1]。涼水塔填料物通常由聚氯乙烯制成，因為它的成本低、耐用、潤濕性好和固有的低火焰蔓延率。
二、涼水塔填料選擇
填料設計的選擇在很大程度上取決于冷卻水的結垢趨勢。展示了各種涼水塔填料設計，從現代飛濺涼水塔填料到非常高效的材料。
基本和便宜的是塑料飛濺涼水塔填料。這項技術的一個進步是“線框”涼水塔填料。在一種線框設計中，水膜在鋼絞線表面層疊；冷卻主要通過薄膜生成發生，液滴生成只是偶然發生。這種涼水塔填料通常采用模塊化交叉凹槽設計。另一種線框設計使用多個集成滴點來產生緊湊的液滴體積 (2b)。這些“模塊化飛濺”(M/S) 填料通常具有偏移凹槽幾何形狀，并且本質上比交叉凹槽填料更耐污染。參考文獻 1 提供了更多信息。
其他選項包括膠片涼水塔填料。這些具有稱為長笛的空氣/水通道。有多種凹槽配置可供選擇，每種配置都反映了熱性能和抗污性之間的不同權衡。
垂直薄膜涼水塔填料，如垂直凹槽 (VF, 2c) 為水和空氣流動提供了一條直線路徑。熱性能低于更高效率的設計，但 VF 涼水塔填料具有出色的防污特性。
XF 隔離填料 (2d) 專為橫流式涼水塔制造，具有高比表面積和中等至良好的防污性能，具體取決于水負載。
填料的選擇很大程度上取決于冷卻水的結垢趨勢。
填料的選擇很大程度上取決于冷卻水的結垢趨勢。
1、偏移槽 (OF, 2e) 也具有高比表面積，并迫使水和空氣通過適度曲折的路徑。因此，防污特性也適中。
2、橫槽 (CF, 2f) 通常提供高比表面積和高熱性能，但由于幾何形狀迫使流動路徑出現許多偏差，因此防污特性較差。
凹槽間距顯著影響涼水塔填料性能；較小的間距會增加表面積，但也會增加潛在的污垢嚴重性。
許多研究人員指出，生物沉積物是薄膜涼水塔填料污染的關鍵觸發因素。結垢的情況是：由于細菌分泌物的固有粘附特性，在涼水塔填料表面形成生物膜并從冷卻水中收集懸浮固體。
通過沉積物表面的水膜的速度影響生物沉積物的穩定性。較高的水速使生物膜厚度最小。因此，填料制造商開發了最大化水膜速度和由此產生的高剪切應力的設計。這些低污染填料的凹槽幾何形狀具有垂直方向，而不是高效填料的傾斜方向（橫向凹槽）。這些較高的水流速設計比 CF 設計表現出較低的熱性能。
CF 填料提供最大的傳熱表面積，但通過塔的壓降比其他設計更高。此外，在這些涼水塔填料物內形成的較低水膜速度會導致低流量區域，從而增加結垢的可能性。
選擇合適的設計需要仔細評估水的條件。表 1 列出了各種優質水的涼水塔填料選擇指南，范圍從 <1,000 ppm 到 <25 ppm 的總懸浮固體 (TSS) 和 0 到 <50 ppm 的油和油脂。
該表強調了生物控制對涼水塔填料選擇的影響。然而，正如我個人可以證明的那樣，冷卻系統中的微生物控制，即使是直通網絡，也可能是一個挑戰。然而，在設計和選擇化學進料程序和補給水預處理設備時適當小心，可以在應用中使用更高效率的涼水塔填料物，否則它們將毫無意義。
氧化殺菌劑處理對于所有冷卻水系統都是必不可少的。氯，通常作為漂白劑提供或現場產生，是最常見的選擇，盡管隨著 pH 值升高到 7.5 以上，氯的有效性會迅速降低。許多天然水的 pH 值接近 8，這通常會導致選擇替代氧化劑，最顯著的是氯活化溴、二氧化氯、一氯胺和一溴胺。在許多情況下，氧化劑進料限制為每天兩小時，這讓微生物有時間在休息時間沉淀并形成菌落。非氧化性殺菌劑的補充飼料，例如，每周一次，可以非常有效地控制微生物。表 2 列出了一些最常見的非氧化劑的特性。
必須仔細評估冷卻水中的微生物種類，以確定最有效的殺菌劑。未經相關監管機構批準，請勿測試，更不用說使用任何這些化學品。它們必須納入工廠的國家污染物排放消除系統許可證。此外，與所有化學品一樣，在處理非氧化劑時，安全性是絕對關鍵的問題。
四、涼水塔填料選擇考慮的其他因素
使用淡水替代品進行植物補水正變得越來越普遍。一種越來越受歡迎的來源，無論是出于選擇還是強制要求，都是來自公有處理廠的污水，即市政污水處理廠的排放。這些溪流通常含有大量的氨、亞硝酸鹽/硝酸鹽、磷酸鹽和有機物，或者用行業術語來說，就是“臭蟲食物”。未經處理，這種補充水會導致冷卻系統中微生物的爆炸性增長。通常需要對植物成分進行復雜的預處理，兩種越來越常見的選擇是膜生物反應器和移動床生物反應器。
影響結垢的另一個因素是水中懸浮固體的濃度。任何在涼水塔填料物或熱交換器中建立的微生物菌落通常都會分泌一層粘稠的薄膜來保護。這種粘液自然地捕獲淤泥。經常推薦用于涼水塔的一種處理方法——但通常不被采用——是側流過濾。