第 1 部分：復雜性會影響可靠性、操作和效率。

這將分為兩部分。在這里，我們描述了冷卻水塔的操作和安全方面。下一節(jié)將討論它們的控制和優(yōu)化。

冷卻塔 (CT) 是水-空氣熱交換器，用于將過程產(chǎn)生的廢熱排放到大氣中。它們的尺寸各不相同，從小型屋頂單元到高度可達 200 米（660 英尺）、直徑可達 100 米（330 英尺）的超大型雙曲面結構，以及大于 40 米的矩形結構。高度（130 英尺），長度 80 m（260 英尺）。

在正常運行中，它們?yōu)楣S的安全服務，但它們的故障可能會因過熱而導致嚴重事故。它們的運營成本是水運和空運成本的總和，所以如果這些成本被最小化（優(yōu)化），工廠的運營成本可以降低很多。 （在 IBM 的工作中，我們通過優(yōu)化將工廠的運營成本降低了 17%。）

本文描述了不同冷卻塔設計可以提供的安全級別（可靠性），以及如何優(yōu)化控制系統(tǒng)以實現(xiàn)降低運營成本。

冷卻水塔術語和操作

廣東冷卻水塔都是利用煙囪效應, 這種效果通過塔吸取外部空氣。煙囪效應引起的空氣運動取決于從底部進入的較冷的外部空氣與內(nèi)部空氣之間的密度差異，內(nèi)部空氣更輕，因為它更溫暖、更潮濕?？諝獾臐穸入S著塔內(nèi)空氣的上升而增加，因為只要水的溫度高于空氣的濕球溫度，它就會繼續(xù)蒸發(fā)。這種蒸發(fā)降低了內(nèi)部空氣的密度，也會造成循環(huán)水的流失，需要補充。當水的熱量傳遞到空氣中時，密度較低的內(nèi)部空氣會上升并吸入塔底的新鮮空氣。

如果增加塔容量（傳熱面積）或通過塔的氣流，則方法減少；如果你減少水流量，方法就會減少。該范圍是從工藝返回的熱水溫度 (Tin) 與工廠冷卻水供應溫度 (Tout) 之間的差值。

在廣東的自然通風冷卻塔中，氣流僅由“煙囪效應”引起，而在機械通風塔中，氣流是由位于塔頂并拉動空氣的風扇放大的（感應風扇塔）或在底部，將空氣（強大的風扇塔）推入立柱。

廣東冷卻塔給廠房供水的溫度（Tout）始終高于冷卻它的空氣的濕球溫度（Tw）。如果溫度計的燈泡上覆蓋著潮濕的吸水物質(zhì)并暴露在空氣中，蒸發(fā)會使燈泡冷卻到周圍空氣的濕球溫度。這是干濕表讀取的溫度。如果空氣中充滿水，則濕球溫度、干球溫度和露點溫度都將相同。否則，濕球溫度高于露點溫度，但低于干球溫度。

Tout只能“接近”Tw，而不能到達。如果塔容量（傳熱面積）或通過塔的氣流增加，這種方法 (A = Tout-Tw) 將減少，而如果水流量減少，塔容量將減少。 CT 的范圍（R = Tin-Tout）是從工藝返回的熱水溫度 (Tin) 與供應給工廠的冷卻水溫度 (Tout) 之間的差值。這些項如圖 1 所示。

CT 在冬季效率較高（約 80%），在夏季效率較低（約 65%），在高濕度地區(qū)效率較低。 CT 的效率是其范圍除以其范圍之和加上方法之和的比率的 100 倍：

μ = 100(Tin-Tout)/(Tin-Tw)

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