冷卻塔與環(huán)境的相互影響

    冷卻塔對環(huán)境的影響有兩方面,一是冷卻塔排出的濕熱空氣夾雜著小水滴逸出,進入大氣會給周邊環(huán)境和氣候帶來影響;二是冷卻塔運行時的噪聲給人們生活環(huán)境帶來的影響,環(huán)境的不同也會影響冷卻塔的運行特性,如大氣出現(xiàn)逆溫層時會影響自然通風冷卻塔的效率,自然風會造成自然通風冷卻塔的通風量改變、直接空冷塔和機械通風冷卻塔的相互干擾及熱回流。所以,冷卻塔建設之初,須對這些影響進行評價和防治。

一、冷卻塔對環(huán)境的影響

　　冷卻塔運行時會排出濕熱空氣,空氣中夾雜著冷卻塔循環(huán)水微小水滴。由于節(jié)水的需冷卻塔的補充水可能是農業(yè)廢水、城市污水處理水、含鹽水,為了減少補給水,循環(huán)水中常常加入水質穩(wěn)定劑以提高循環(huán)倍率,一些沿海地區(qū)淡水缺乏而使用海水作為循環(huán)介質,即海水冷卻塔。由于收水器不可能做到100%消除排出空氣中的水滴,所以,冷卻塔排放的濕熱空氣中夾雜著的循環(huán)水滴逸出后形成羽流水滴落下后,會對冷卻塔周邊環(huán)境造成鹽分、化學品和細菌的沉積污染。冷卻塔排出的羽流會在空中飄移較長時間,在塔周邊地面形成陰影,造成地面日照強度減弱,同時因為羽流含有大量的水蒸氣會影響塔附近的局部氣候形成降雨?？绽渌懦龅臒釟怆m然沒有可晃的羽流,但大量的熱空氣也會對局氣候造成影響。近年來越來越多的排煙冷卻塔在工程中應用,煙塔排出的熱空氣或熱羽流中還含有有害物,如二氧化硫等,進入大氣環(huán)境當擴散不好時,便形成空氣污染。

　　美國大于25MW機組的電廠有75%采用機械通風冷卻塔,25%采用自然通風冷卻塔。由于機械通風冷卻塔中飄滴出大的水滴和出風口高度低等原因,使機械通風冷卻塔周邊形成氯化鈉、硫酸鹽、鉻酸鹽及硼的沉積。1977年美國肯薩斯的環(huán)境系統(tǒng)公司(ESC,即: Environmental Systems Corporation)對不同形式、不同使用年限、不同循環(huán)水量的機械通風冷卻塔對周邊環(huán)境影響進行了觀測計算。他們觀測到3種不同的冷卻塔,羽流中的飄滴含量為0.0004%-0.016%,飄滴的水滴直徑為10-3600m,3種塔型分別是塔A為逆流塔,收水器為波紋型,使用年限大于20年,收水器的飄滴保證率為0.2%塔B為橫流塔,收水器為蜂窩狀,使用年限小于半年,收水器的飄滴保證率為0.07%塔C為橫流塔,收水器為蜂窩狀,使用年限為1年,收水器的飄滴保證率為0.04%,3種塔型的觀測，自然通風冷卻塔的飄滴粒徑分布將實測的機械通風冷卻塔的飄滴粒徑按不同的分布及量進行3種塔的下風向鹽沉積量估算,對于新塔使用高效收水器,塔周圍1km之外鹽沉積量很微弱,而對于收水器效率不高的老塔,10km之外鹽沉積可忽略不計。

　 法國電力公司(EDF)于1977年對埋噴()電廠和1979年在波季(Bugey)電廠進行了羽流觀測,他們觀測了羽流的幾何特征、垂向速度、溫度分布、液體水的含量及水滴譜,并采用了氣象學的方法進行統(tǒng)計研究,然后采用三維數(shù)值模擬進行預報。為對比冷卻塔投運前后的影響,他們在波季電廠冷卻塔1979年7月投運前進行了1年多的觀則,與投運后進行了對比,在波季電廠觀測的1年,每天3次觀測讀數(shù),主要觀測參數(shù)有:降雨、干和濕(露珠)點溫度、總輻射、漫輻射、凈輻射能及自然風速風向。通過觀則他們掌握了冷卻塔羽流的形態(tài)及出現(xiàn)的概率,如圖183所示

圖183冷卻塔羽流的形態(tài)分類

　 　觀測給出了冷卻塔羽流的長度,小于1km的短羽流占41%、長度在1~5km之間中等長度羽流占40%和長度大于5km的長羽流占7%。通過觀測了解了冷卻塔羽流陰影范圍及對地面溫度的影響,如圖184所示。陰影部分為冷卻塔羽流的陰影,移動氣象站從D點開始,沿E、F、G、H、1、H、G、F、E各點檢測1次。日照量和氣溫的變化如圖中實線所示。日照量的影響比較大,從無陰影的約50w/m2降至有陰影的約100wm,而氣溫的影響不大于1℃。他們還觀測給出了羽霧中的飄滴粒徑為8~12m,1cm中的飄滴務滴數(shù)約為200。自然云中,遠處的層云中平均云霧中水滴粒徑為6m,密集云的平均水滴粒徑為14m,當羽流與自然云發(fā)生相互作用時,云中會出現(xiàn)兩種粒徑分布模態(tài)500多組觀測數(shù)據中與云層發(fā)生相互作用的占14%,完全或部分與低層云或霧有作用的占21%,晴天或與氣象現(xiàn)象不發(fā)生作用的占64%。

圖　18-4   冷卻塔羽流對氣溫和日照的影響

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