ｆｏｒ
季工况运行一格机械通风冷却塔即可满足冷却要
ｇ咖ｔｏｗｅｒ
ｏｐｅｒａｔｉｏｎ
圃Ｅｌｅｃｔｒｉｃ
万方数据
Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｎｓｔｒｕｃｄｏｎ
Ｖ０１．３３，Ｎｏ．３，Ｍａｒ．，２０１２
产生羽雾。经计算得一格塔运行时光管换热器数据
如表２所示。由表２可以看出，当采用一格冷却塔运 行时加热湿空气所需的蒸汽量很大且空气阻力增加 也较大，不利于技术措施的实现。
合气体温度ｔ。与ｔＳＡＴ相等。由于混合过程中部分水 蒸气凝结成小液滴悬浮在空气中，于是便形成可见的
羽雾。
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图２消除羽雾措施原理
Ｆｉｇ．２ Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ ｄｉａｇｒａｍ ｏｆ
干球温度／℃
ｐｌｍｅ
ｐｒｅｖｅｎｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄ
图１
湿空气图中排气和大气的混合状态线
Ｍｉｘｅｄ
ｓｔａｔｅ
２．２
采用复合型机械通风冷却塔
复合型机械通风冷却塔是将湿式冷却系统与干
Ｆ．ｇ．１
ｌｉｎｅ ｏｆ ｅｘｈａｕｓｔ ａｎｄ．
ａｔｍｏｓｐｈｅｒｅ ｉｎ ｍｏｉｓｔｕｒｅ ｃｈａｒｔ
式冷却系统相结合的冷却塔１ ３ｌ。为厂改善冷却塔排
２羽雾消除技术
由羽雾形成的机理不难看出，在排气与大气相混 合的过程中，只要不通过湿空气过饱和区域和不在湿 饱和空气曲线上的状态点时，均不会发生羽雾；反之， 则会发生可见羽雾。此推论已被实验证明…。湿空 气的状态与其温度、含湿量、相对湿度、比焓、大气压 力、水蒸气分压力及密度有关。其中温度、含湿量和 大气压力为基本参数，决定了空气的状态
垄！！圭！旦
机械通风冷却塔羽雾的 形成机理及防治措施
王晓静１，冯碌１，赵顺安２
（１．华北电力设计院工程有限公司，北京市，１００１２０；２．中国水利水电科学研究院，北京市，１０００３８）
摘要：在北方寒冷地区，机械通风冷却塔冬季运行时常在冷却塔出口形成羽雾，对周围生态环境造成影响。基于机械 通风冷却塔羽雾的形成机理，研究＿ｒ该型塔消除荆雾的有效措施，通过实际应用得出结论：干湿联合冷却塔是消除机械 通风冷却塔羽雾的有效途径之一。 关键词：机械通风冷却塔；羽雾形成机理；防羽雾技术；干湿冷却塔
循环水进 入冷却塔
图４干湿并联冷却塔
Ｆｉｇ．４ Ｄｒｙ－ｗｅｔ ｐａｒａｌｌｅｌ ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ ｃｏｏｌｉｎｇ ｔｏｗｅｒ
冷卒气进入冷 却塔进风口
３
羽雾消除技术的应用
国外针对冷却塔羽雾的防治比我国起步早，干、
Ｆｉｇ．５
图５空气串联除雾冷却塔示意
Ｓｋｅｔｃｈ ｏｆ ｔｈｅ ｐｌｕｍｅ ｐｒｅｖｅｎｔｉｏｎ
表２冷却塔运行时光管换热器面积、蒸汽量
Ｔａｌｘ ２ Ｒｅｑｕｉｒｅｄ
ａｒｅａ
面积及蒸汽量也明显减少。
４结语
通过对羽雾防治技术原理及工程应用的可行性 研究，采用干、湿联合冷却塔是消除机械通风冷却塔 羽雾的有效途径之一。针对国内情况，空气串联干、
ａｎｄ ｑｕａｌｉｔｙ ｏｆ ｓｔｅａｌｎ ｏｆ
ｔｈｅ ｂａｒｅ－ｔｕｂｅ ｈｅａｔ ｅｘｃｈａｎｇｅｒ ｆｏｒ ｃｏｏｉｎｇ ｔｏｗｅｒ
湿联合冷却塔因其结构简单更便于推广应用。然而 此类冷却塔的换热器经常处于湿热环境中，对换热器 的防腐要求高，冷却塔的阻力有所增加，因此有必要
对换热器的形式及布置作进一步的优化。
５
参考文献
论，１９９４，８（２）：１１７—１２２．
［１］卢洪发．日本防止冷却塔发生羽烟的技术措施［Ｊ］．东方电气评
［２］黄素逸，林秀城，叶志谨．采暖空调制冷手册［Ｍ］．北京：机械工业 出版社。１９９６． ［３］唐韵，夏再忠，王如竹．冷却塔白烟防止技术［ｃ］／／东南大学，江 苏省制冷学会．第四届全国制冷空调新技术研讨会论文集．南京： 东南大学，江苏省制冷学会，２００６：４８０－４８３．
空气状态Ａ点为一直线，即得状态线。在塔排气和
冷却塔在冬季运行时，湿热空气排出塔外与冷空气混
合，由于冷却和凝缩形成含有许多微小液粒群的雾团。 因机械通风冷却塔高度较低，雾团飘散影响了周边居民 区及交通道路的可见度，破坏了城市的景观，造成下风 地区的湿度卜升。随着人们对环境保护的日益重视，机 械通风冷却塔消除荆雾也显得越米越重要。
一Ｓ０１）。
回Ｅｌｅｃｔｒｉｃ
万方数据
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ｃＤ，讲聊砌Ｖｏｔ ３３。Ｎｏ．３，Ｍａｒ．，２０１２
兰兰兰堂竺兰塑
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的状态点很难达到ｂ点，所以只能适当减少排气中的
含湿量，减少羽雾的产生。
湿饱和空气线
４０
结，使含湿量减少至ｄ。。，。凝结热被气体所吸收，混
ｊｏｉｎｔ
ｃｏｏｌｉｎｇ ｔｏｗｅｒｓ ｉｓ
ｏｎｅ
ｏｆ ｔｈｅ
ＫＥＹＷＯＲＤＳ：ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ—ｄｒａｆｔ ｃｏｏｌｉｎｇ ｃｏｏｌｉｎｇ
ｔｏｗｅｒｓ
ｔｏｗｅｒｓ；ｐｌｕｍｅ ｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ；ｐｌｕｍｅ ｐｒｅｖｅｎｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ；ｄｒｙ—ｗｅｔ ｊｏｉｎｔ
气状态，可将湿式冷却系统排出的湿空气等湿加热。
如图２所示，将湿空气从０点水平移动，通过ＡＢ切 线至ａ点，湿空气的温度由ｔ。上升到￡。，此时排出冷 却塔的湿空气与大气混合不会发生羽雾。可采用在 湿式空冷塔的填料层上部加装干式加热装置的方法
加热湿空气，使空气从湿式系统串联流经干式加热系
统装置后排出。如图３所示，此串联式冷却塔占地面 积小，冷却系统相对简单，不存在冷热空气混合不均 匀问题；缺点是因阻力增加会加大风机功率，湿空气 对干式加热系统有一定的腐蚀性。
前的情况采用串联加热空气的方法更简单，也更容易 推广。加热湿空气的热源比较灵活，可以采用汽轮机 抽汽，也可用热水换热器等。现以某电厂为例介绍羽
雾消除技术的实际应用∽。７ Ｊ。
某供热机组采用机械通风冷却塔，冬季运行工况 下循环冷却水量为５ ３０３ ｍ３／ｈ。本地区多年１月份平
均气压为０．１００
７
ＭＰａ；多年１月份平均相对湿度为
空气从冷却塔中排出与大气混合，此过程的空气状态
可用湿空气含湿图来表示，如图１所示（图中Ｏ点为
由于冷却水的蒸发湿热空气带走大鼍热量和水蒸气，使
湿热空气温度和湿度较高。在北方寒冷地区，机械通风
排气状态，Ａ点为大气状态，Ｍ点为混合气体状态）。 塔出口湿热空气经过与环境空气混合，其状态渐渐接 近于环境空气状态，即：塔出口空气状态Ｏ点和环境
ｔｏｗｅｒ ｕｓｉｎｇ
ｃｏｏｌｉｎｇ
ａｉｒ ｃａｓｃａｄｅ ｍｅｔｈｏｄ
湿空气混合消除羽雾技术在国外已有应用实例，但若 完全利用国外技术及设备则成本较高，而且此技术较
复杂，不利于大范围的推广应用。因此，针对国内目
图６显示了一格塔运行时冷却塔的工作点，由此 可知，当排出冷却塔的湿空气温度达到４８℃时不会
３３，Ｎｏ．３，Ｍａｒ．，２０１２圄
万方数据
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为消除冷却塔出口的羽雾，在冷却塔填料的上层
另一种改善冷却塔排气状态的方法是使空气分别 流过冷却塔中湿式和干式系统装置，使排气相混合。 如图２所示，将进入冷却塔的一部分大气从状态点Ａ 等湿加热至Ａ’点，与湿式冷却系统排出的湿空气混合 后至状态点ｃ，混合后的气体相对湿度较低，混合气体 排出冷却塔与大气混合，在此过程中各状态点都不通
过饱和区域，因此避免了产生羽雾。如图４所示，此冷
求‘争１０］。冷却塔出口空气特性如表１所示。 加装光管换热器，光管中通过３００℃的过热蒸汽，如 图５所示。
表１冷却塔出口空气特性
Ｔａｂ．１ Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ ａｉｒ ａｒｏｕｎｄ ｃｏｏｌｉｎｇ ｔｏｗｅｒ ｏｕｔｌｅｔ
却塔是将一部分冷却水经湿式系统冷却，另一部分冷 却水经干式系统冷却，再将分别流经干、湿冷却器的空 气相混合以达到除雾的目的。２种冷却方式混合使用
１
大气的混合状态中，无论混合比ｔＯ为何值，都落在
ＯＡ直线上。从０点ＯＪ＝０，沿直线ＯＡ向Ａ方向前 进，０９随之变大，一直到达Ａ点，∞＝∞。在ＯＡ线上，
羽雾形成机理
湿空气的饱和含湿量与湿空气的温度及压力有
基金资助项目：华北电力设计院工程有限公司科研项目（Ｋ２０１０
ＯＡ与等焓线ｈ。相交于Ｍ点，Ｍ点表示混合状态，其 含湿量为ｄ。，混合状态点的温度为ｔ。。在等焓线上， 如果湿饱和空气温度为ｔ洲，当ｔ。落在大于ｔ洲的区 域时，混合状态处于不饱和区，水蒸气稳定存在，不发 生羽雾；当ｔ。落在小于ｔ娜的区域，混合状态为过饱 和状态，水蒸气不能稳定存在，此时水蒸气将发生凝
如果冬季采用二格冷却塔运行，二格冷却塔的出
口空气特性如表ｌ所示，此时冷却塔的工作点如图７ 所示。当排出冷却塔的温度达到２３℃时不会产生羽 雾。经计算，二格塔运行光管换热器数据如表２所示。
Ｍｅｃｈａｎｉｓｍ ｏｆ Ｐｌｕｍｅ Ｆｏｒｍａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｉｔｓ
Ｐｒｅｖｅｎｔｉｏｎ
Ｍｅｔｈｏｄ
ｆｏｒ
Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ．ｄｒａｆｔ
１
Ｃｏｏｌｉｎｇ Ｔｏｗｅｒ
ＷＡＮＧ Ｘｉａｏｊｉｎ９１，ＦＥＮＧ
Ｊｉｎ９１，ＺＨＡＯ Ｓｈｕｎａｎ２
００ １ ２０，Ｃｈｉｎａ；
（１．Ｎｏｒｔｈ Ｃｈｉｎａ Ｐｏｗｅｒ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｂｅｉｊｉｎｇ
４３．９％；大气干球温度为５℃。冷却塔尺寸（长×宽× 高）为１９ ｍ×２０ ｍ×２３．１０ ｍ。风机直径为９．７５ ｍ；风
机风量为８６７ ｍ３／ｓ；进塔水温为３８．８５５℃。经计算冬
Ｆｉｇ，６
图６一格塔运行时冷却塔的工作点 Ｔｈｅ ｏｐｅｒａｔｉｎｇ ｐｏｉｎｔ ｏｆ ｃｏｏｌｉｎｇ ｔｏｗｅｒ