双曲线冷却水塔节能环保系统的研究及
应用
摘要：为了解决传统双曲线冷却水塔存在的问题，降低环境污染，节约水资源，提高冷却效果，研究开发节能环保的双曲线冷却水塔系统变得迫切和重要。

双曲线冷却水塔节能环保系统需要能够回收利用水蒸汽，降低循环水的消耗，减
少环境污染，并实现智能化的自动控制，以满足火力发电企业对节能环保的要求，同时降低生产成本，提高发电效率。

这样的研究具有重要的理论和应用价值，并
对火力发电产业的可持续发展起到积极的推动作用。

关键词：双曲线；冷却水塔；节能环保系统；研究；应用
引言
在我国，火力发电一直占据主导地位，是满足工业和居民用电需求的重要手段。

然而，传统的火力发电厂在进行发电过程中产生大量的余热，需要通过冷却
系统来降低发电设备的工作温度。

双曲线冷却水塔是一种高效的冷却装置，其原
理是通过水与空气的接触，利用水蒸发带走热量，从而实现冷却的目的。

1 双曲线冷却水塔
双曲线冷却水塔是一种常见的工业冷却设备，其主要应用于火力发电、化工、冶金等行业，用于降低工业设备的温度并实现循环水的冷却。

双曲线冷却水塔通
过水泵将待冷却的循环水抽入塔体，然后在冷却塔内进行循环。

水泵将循环水送
至位于水塔顶部的喷淋系统，喷淋系统将水喷洒到塔体内的填料层上。

填料层的
作用是增大水的表面积，以利于与空气的充分接触。

当水从填料中往下流淌的过
程中，空气从底部向上流动，通过水的蒸发带走热量，使循环水的温度下降。

部
分循环水会在填料层中蒸发，形成水蒸汽。

这些水蒸汽将随着空气一同排出水塔
顶部。

双曲线冷却水塔广泛应用于冷却火力发电设备、冶炼设备和化工生产中产
生的余热，确保这些设备在稳定工作温度范围内运行。

双曲线冷却水塔由于其结
构简单、运行稳定、冷却效果较好等特点，在工业生产中得到广泛应用。

然而，
随着环保意识的增强和水资源的稀缺性，人们对冷却水塔节能环保方面的要求也
逐渐提高，因此需要对现有双曲线冷却水塔进行改进和优化，以适应可持续发展
的要求。

2双曲线冷却水塔节能环保系统设计
2.1 双曲线冷却塔收水器层设计
收水器层是双曲线冷却水塔节能环保系统中的一个重要组成部分，其设计目
的是收集和回收水塔内部产生的水蒸汽，将水蒸汽转化为液态水，实现循环冷却，减少水资源的浪费和环境污染。

收水器层位于填料层的上方，通常靠近水塔的顶部。

由于水蒸汽在冷却塔内部会上升，因此将收水器层设置在填料层上方可以更
有效地捕获上升的水蒸汽。

收水器层通常由金属或塑料制成，具有一定的深度和
容积。

在收水器层的底部，设计有出水口，用于将收集到的液态水排出并回流至
水塔的水泵水盆内，实现循环冷却。

在收水器层的顶部，设计有一定的空间，以
便容纳水蒸汽。

当水蒸汽上升到收水器层时，受到收水器层上方空间的限制，会
逐渐冷却并凝结成液态水滴，从而被收集在收水器层内。

收水器层的出水口将收
集到的液态水导回至水塔的水泵水盆内，实现循环冷却。

收集到的水蒸汽经过凝
结和回流，不再被排放至外部，减少了水蒸汽的排放量。

2.2供水装置和喷淋装置设计
供水装置和喷淋装置是双曲线冷却水塔中非常关键的组成部分，它们负责将
循环水供给喷淋系统，实现对冷却水的均匀喷洒，从而降低循环水的温度并增强
与空气的热量交换。

供水装置主要由提升水泵和输水管道组成。

提升水泵安装在
水塔水盆内，负责将待冷却的循环水从水塔水盆抽取并提升至喷淋系统。

水泵需
要具备足够的抽水能力，以确保水能够顺利输送到喷淋系统中。

输水管道连接提
升水泵与喷淋系统，负责将水泵抽取的循环水输送至喷淋系统。

输水管道需要保
持畅通，减少水流阻力，确保水能够均匀地流入喷淋系统。

喷淋装置用于将循环
水均匀地喷洒到塔体内的填料层上，以增大水的表面积，增强水与空气之间的接触，从而实现水的蒸发和冷却效果。

喷淋母管位于水塔顶部，连接输水管道和喷
淋支管，负责将输送来的循环水均匀分配到各个喷淋支管上。

喷淋支管沿着填料
层的高度分布，连接喷淋母管和喷嘴。

喷淋支管上设置有多个喷嘴，用于将水喷
洒到填料层上。

喷嘴的设计需要确保水能够均匀地喷洒，避免水流过大或过小造
成不均匀冷却。

喷嘴位于喷淋支管末端，是将循环水喷洒到填料层的关键部分。

喷嘴设计的喷口大小和角度需要经过精确计算，以确保冷却水能够均匀覆盖填料层，提高冷却效果。

通过供水装置和喷淋装置的合理设计，双曲线冷却水塔可以
实现循环水的高效冷却，确保工业设备在稳定温度下运行，并降低循环水的温度，提高冷却效果。

同时，均匀喷洒水的设计也有助于减少水蒸汽排放和环境污染。

2.3声波收水装置
声波收水装置是双曲线冷却水塔节能环保系统中的一项关键技术，旨在改善
传统冷却水塔的水蒸汽排放问题，实现循环冷却并降低水蒸汽的排放量。

声波收
水装置通过产生合适的声频率和足够大的声压级，对冷却水进行作用。

当声波作
用在水雾上时，会使水雾出现空化效应。

在空化效应的作用下，含气的微小水珠
会发生爆破，形成微射流。

在微射流的作用下，细小水珠会相互碰撞，凝冰成大
颗粒水珠。

随后，在重力的作用下，这些大颗粒水珠会滴落，并回流至收水器层内。

通过这种方式，冷却水的水蒸汽得到回收利用，实现循环冷却，降低水蒸汽
排放量。

声波收水装置的作用是改善传统冷却水塔对环境造成的水蒸汽排放问题。

在传统冷却水塔中，大量的水蒸汽会通过塔体顶部流出，造成水资源的浪费和环
境污染。

而通过声波收水装置的作用，将水蒸汽回收利用，降低排放量，实现对
水的节约和环境保护。

声波收水装置的引入可以提高冷却水的回收利用率，降低
水资源的消耗。

此外，通过减少水蒸汽的排放，还可以减少对周边环境湿度的影响，减少水蒸汽带来的白色污染问题，改善周边居民的生产和生活环境。

2.4 喷淋自动控制系统设计
喷淋自动控制系统是双曲线冷却水塔节能环保系统中的重要组成部分，其作
用是实现对喷淋装置的智能化控制，根据实时数据调节喷淋的频率和量，以达到
最优的冷却效果和节能环保目标。

喷淋控制装置是喷淋自动控制系统的核心部分，负责控制喷淋装置的启停。

它通过接收主控制器发出的指令，控制喷淋系统的工
作状态。

根据湿度、温度等数据，喷淋控制装置可以自动调节喷淋的频率和喷淋
量，以适应不同的冷却需求。

电流检测传感器安装在喷淋装置上，用于监测喷淋
装置的工作状态。

通过检测喷淋装置的电流变化，电流检测传感器可以实时反馈
喷淋装置的工作情况，如是否正常运行、是否堵塞等。

湿度检测仪位于收水器层
上部空气中，用于检测空气的湿度信号。

湿度是决定水蒸汽含量的重要因素之一，通过实时监测湿度，系统可以了解冷却塔内的水蒸汽含量，从而调节喷淋装置的
工作状态。

主控制器是喷淋自动控制系统的中枢，负责数据的采集、处理和决策。

主控制器接收来自电流检测传感器和湿度检测仪的数据，结合预设的控制策略，
对喷淋控制装置发出相应的指令。

主控制器的智能算法可以根据实时数据和设定
的参数，优化喷淋装置的工作效率，实现节能环保的目标。

3结论
对双曲线冷却水塔进行节能环保系统研究，可以提供更环保、更高效、更智
能的双曲线冷却水塔节能环保系统，推动火力发电产业转型升级，促进可持续发展，同时也对节能环保领域的技术研究和应用具有一定的参考价值。

参考文献：
[1]黄春生, 大直径双曲线冷却塔施工关键技术研究与应用. 天津市,中国建
筑第六工程局有限公司,2021-04-12.
[2]张忠,李毅. 双曲线冷却塔施工常用数据参数分析与研究[J]. 科学技术
创新,2021,(09):128-130.。