進出水溫差(Δt,即冷卻塔進水溫度與出水溫度的差值)是影響冷卻塔補水量的核心因素之一,其通過直接改變蒸發損失量來決定補水量的大小。具體影響機制如下:
冷卻塔的核心功能是通過水的蒸發散熱,而蒸發過程會導致水量損失(即 “蒸發損失”),這部分損失必須通過補水彌補。
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蒸發損失的計算公式(簡化版):\(E = K \times Q \times \Delta t\) 其中:
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E 為蒸發損失量(單位:m³/h 或 kg/h);
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K 為比例常數(與水的比熱容、汽化潛熱相關,約 0.0016~0.0018);
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Q 為循環水流量(單位:m³/h);
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\(\Delta t\) 為進出水溫差(單位:℃)。
從公式可見,在循環水流量固定時,蒸發損失與溫差成正比—— 溫差越大,蒸發損失越多,所需補水量越大。
假設某冷卻塔循環水流量 \(Q = 1000 \, \text{m³/h}\),比例常數 \(K = 0.0016\),則不同溫差下的蒸發損失(即補水量的核心組成)如下:
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進出水溫差(Δt) |
蒸發損失量(E) |
說明 |
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5℃ |
\(0.0016 \times 1000 \times 5 = 8 \, \text{m³/h}\) |
低負荷或低溫環境下,溫差小,蒸發損失少,補水量低 |
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10℃ |
\(0.0016 \times 1000 \times 10 = 16 \, \text{m³/h}\) |
溫差翻倍,蒸發損失直接翻倍,補水量同步增加 |
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15℃ |
\(0.0016 \times 1000 \times 15 = 24 \, \text{m³/h}\) |
高負荷或高溫環境下,溫差進一步擴大,補水量顯著上升 |
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季節差異:
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夏季:環境溫度高,設備散熱需求大,冷卻塔進水溫度高,為達到散熱目標,需通過更大溫差(如 Δt=8~12℃)散熱,蒸發損失大,補水量顯著增加;
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冬季:環境溫度低,進水溫度低,溫差縮小(如 Δt=3~5℃),蒸發損失減少,補水量降低。
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負荷變化:
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設備滿負荷運行(如工廠白天生產):發熱量大,進水溫度高,溫差大,補水量大;
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低負荷運行(如夜間停機或減產):發熱量小,進水溫度低,溫差小,補水量減少。
冷卻塔補水量 = 蒸發損失 + 風吹損失 + 排污損失。其中:
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風吹損失和排污損失受溫差影響較小(主要與設備類型、水質管理相關);
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但溫差過大會間接導致循環水流量增加(為強化散熱),此時風吹損失(按流量百分比計算)的絕對值也會略有上升,進一步加大補水量。
進出水溫差與冷卻塔補水量呈正比例關系:溫差每增加 1℃,在循環水流量固定時,蒸發損失(補水量的主要部分)會按比例增加。實際運行中,溫差是反映冷卻塔散熱需求的關鍵指標,也是調整補水量的重要依據 —— 需通過監測溫差變化,動態匹配補水量,避免補水不足(影響散熱)或過量(浪費水資源)。