Tour de refroidissement – Wikipedia wiki

Dispositif qui rejette la chaleur des déchets à l’atmosphère à travers le refroidissement d’un flux d’eau

Une tour de refroidissement en boucle ouverte à évaporation typique et forcée rejetant la chaleur de la boucle d’eau du condenseur d’une unité de refroidissement industrielle

Tours de refroidissement humide de brouillon forcé (hauteur: 34 mètres) et tour de refroidissement humide de brouillon naturel (hauteur: 122 mètres) à Westphalie, en Allemagne.

UN tour de refroidissement est un appareil qui rejette la chaleur des déchets à l’atmosphère à travers le refroidissement d’un flux de liquide de refroidissement, généralement un flux d’eau, à une température plus basse. Les tours de refroidissement peuvent soit utiliser l’évaporation de l’eau pour éliminer la chaleur du processus et refroidir le liquide de travail à près de la température de l’air humide ou, dans le cas de tours de refroidissement à sec , comptez uniquement sur l’air pour refroidir le liquide de travail jusqu’à près de la température de l’air sèche à l’aide de radiateurs.

Les applications courantes comprennent le refroidissement de l’eau circulante utilisée dans les raffineries d’huile, les centrales chimiques pétrochimiques et autres, les centrales thermiques, les centrales nucléaires et les systèmes de CVC pour les bâtiments de refroidissement. La classification est basée sur le type d’induction d’air dans la tour: les principaux types de tours de refroidissement sont des tours de refroidissement du tirage naturel et du repêchage induit.

Les tours de refroidissement varient en taille des petites unités de toit aux très grandes structures hyperboloïdes (comme dans l’image adjacente) qui peuvent mesurer jusqu’à 200 mètres (660 pi) de hauteur et 100 mètres (330 pieds) de diamètre ou des structures rectangulaires pouvant être plus de 40 mètres (130 pieds) de hauteur et 80 mètres (260 pieds) de long. Les tours de refroidissement hyperboloïde sont souvent associées aux centrales nucléaires, ^[d’abord] Bien qu’ils soient également utilisés dans certaines centrales au charbon et dans une certaine mesure dans certaines grandes plantes chimiques et autres. Bien que ces grandes tours soient très importantes, la grande majorité des tours de refroidissement sont beaucoup plus petites, y compris de nombreuses unités installées sur ou à proximité des bâtiments pour libérer la chaleur de la climatisation. Les tours de refroidissement sont également souvent censées émettre de la fumée ou des fumées nocives par le grand public, alors qu’en réalité les émissions de ces tours ne contribuent pas à l’empreinte carbone et se composent uniquement de vapeur d’eau. ^{[2] [3]}

Histoire [ modifier ]]

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Une gravure de 1902 de la “tour de refroidissement sans fan de Barnard”, une grande grande tour de refroidissement à évaporation qui reposait sur le projet naturel et les côtés ouverts plutôt qu’un fan; L’eau à refroidir a été pulvérisée du haut sur le motif radial des tapis de mailles verticaux.

Les tours de refroidissement sont originaires du 19e siècle grâce au développement de condenseurs pour une utilisation avec la machine à vapeur. ^[4] Les condenseurs utilisent de l’eau relativement froide, par divers moyens, pour condenser la vapeur sortant des cylindres ou des turbines. Cela réduit la pression du dos, qui à son tour réduit la consommation de vapeur, et donc la consommation de carburant, tout en augmentant la puissance et le recyclage de l’eau de chaudière. ^[5] Cependant, les condenseurs nécessitent un approvisionnement suffisant en eau de refroidissement, sans lesquels ils ne sont pas pratiques. ^{[6] [7]} Bien que l’utilisation de l’eau ne soit pas un problème avec les moteurs marins, il constitue une limitation significative pour de nombreux systèmes terrestres. ^{[ citation requise ]]}

Au tournant du 20e siècle, plusieurs méthodes d’évaporation de recyclage de l’eau de refroidissement étaient utilisées dans des zones dépourvues d’un approvisionnement en eau établie, ainsi que dans les emplacements urbains où les plats d’eau municipaux peuvent ne pas être d’un approvisionnement suffisant; fiable en période de demande; ou autrement suffisant pour répondre aux besoins de refroidissement. ^{[4] [7]} Dans les zones avec des terres disponibles, les systèmes ont pris la forme d’étangs de refroidissement; Dans les zones avec des terres limitées, comme dans les villes, ils ont pris la forme de tours de refroidissement. ^{[6] [8]}

Ces premières tours étaient positionnées soit sur les toits des bâtiments, soit en tant que structures autonomes, alimentées par des ventilateurs ou en s’appuyant sur le flux d’air naturel. ^{[6] [8]} Un manuel d’ingénierie américain de 1911 a décrit une conception comme “une coquille circulaire ou rectangulaire de plaque lumineuse – en effet, une pile de cheminées très raccourcie verticalement (20 à 40 pieds de haut) et très élargie latéralement. En haut se trouve un ensemble de Distribution des auges, à laquelle l’eau du condenseur doit être pompée; à partir de celles-ci, il coule sur “tapis” en lattes en bois ou en fil de fil tissé, qui remplissent l’espace à l’intérieur de la tour. ” ^[8]

Une tour de refroidissement hyperboloïde a été brevetée par les ingénieurs néerlandais Frederik van Iterson et Gerard Kuypers en 1918. ^[9] Les premières tours de refroidissement hyperboloïde ont été construites en 1918 près de Heerlen. Les premiers au Royaume-Uni ont été construits en 1924 à la centrale électrique de Lister Drive à Liverpool, en Angleterre, pour refroidir l’eau utilisée dans une centrale électrique au charbon. ^[dix]

Selon Rapport de l’Institut de technologie du gaz (GTI) , Le cycle de Maisotsenko de refroidissement à point d’évaporation de rosée indirect (cycle M) est une méthode théoriquement solide pour réduire un fluide à la température du point de rosée qui est inférieure à sa température de bulbe humide. Le cycle M utilise l’énergie psychrométrique (ou l’énergie potentielle) disponible à partir de la chaleur latente de l’eau s’évaporer dans l’air. Bien que sa manifestation actuelle soit en tant que HMX du cycle M pour la climatisation, grâce à la conception d’ingénierie, ce cycle pourrait être appliqué comme un dispositif de récupération de chaleur et d’humidité pour les dispositifs de combustion, les tours de refroidissement, les condenseurs et d’autres processus impliquant des flux de gaz humide.

On estime que la consommation d’eau de refroidissement par le traitement intérieur et les centrales électriques réduit la disponibilité de l’énergie pour la majorité des centrales thermiques d’ici 2040-2069. ^[11]

En 2021, les chercheurs ont présenté une méthode de recapture à vapeur. La vapeur est chargée à l’aide d’un faisceau d’ions, puis capturée dans un maillage métallique de charge opposée. La pureté de l’eau a dépassé les normes de potabilité de l’EPA. ^[douzième]

Classification par utilisation [ modifier ]]

Chauffage, ventilation et climatisation (CVC) [ modifier ]]

Deux tours de refroidissement CVAC sur le toit d’un centre commercial (Darmstadt, Hesse, Allemagne)

Tour de refroidissement FRP installée sur le toit

Cellule d’une tour de refroidissement de type croix avec matériau de remplissage et en circulation de l’eau visible

Une tour de refroidissement HVAC (chauffage, ventilation et climatisation) est utilisée pour éliminer (“rejeter”) la chaleur indésirable d’un refroidisseur. Les refroidisseurs refroidis en liquide sont normalement plus économes en énergie que les refroidisseurs refroidis par air en raison du rejet de la chaleur à l’eau de la tour à des températures de bulb humide ou à proximité. Les refroidisseurs refroidis par l’air doivent rejeter la chaleur à la température plus élevée de l’emboucheur sec et ont donc une efficacité moyenne du cycle de carnot inverse inférieur. Dans les zones avec un climat chaud, les grands immeubles de bureaux, les hôpitaux et les écoles utilisent généralement une ou plusieurs tours de refroidissement dans le cadre de leurs systèmes de climatisation. Généralement, les tours de refroidissement industrielles sont beaucoup plus grandes que les tours HVAC.
L’utilisation du CVC d’une tour de refroidissement associe la tour de refroidissement avec un refroidisseur refroidi par liquide ou un condenseur refroidi par liquide. UN tonne de la climatisation est définie comme l’élimination de 12 000 unités thermiques britanniques par heure (3,5 kW). Le tonne équivalente Du côté de la tour de refroidissement rejette en fait environ 15 000 unités thermiques britanniques par heure (4,4 kW) en raison de l’équivalent thermique supplémentaire de l’énergie nécessaire pour conduire le compresseur du refroidisseur. Ce tonne équivalente est défini comme le rejet de chaleur dans le refroidissement de 3 gallons américains par minute (11 litres par minute) ou 1 500 livres par heure (680 kg / h) d’eau par 10 ° F (5,6 ° C), ce qui représente 15 000 unités thermiques britanniques par heure (4,4 kW), en supposant un coefficient de performance de refroidisseur (COP) de 4,0. ^[13] Ce COP équivaut à un rapport d’efficacité énergétique (EER) de 14.

Les tours de refroidissement sont également utilisées dans les systèmes HVAC qui ont plusieurs pompes à chaleur de la source d’eau qui partagent une tuyauterie commune boucle d’eau . Dans ce type de système, l’eau circulant à l’intérieur de la boucle d’eau élimine la chaleur du condenseur des pompes à chaleur chaque fois que les pompes à chaleur fonctionnent dans le mode de refroidissement, puis la tour de refroidissement montée à l’extérieur est utilisée pour éliminer la chaleur de la boucle d’eau et rejeter à l’atmosphère. En revanche, lorsque les pompes à chaleur fonctionnent en mode chauffage, les condenseurs tirent la chaleur de l’eau de boucle et la rejettent dans l’espace pour être chauffée. Lorsque la boucle d’eau est utilisée principalement pour fournir de la chaleur au bâtiment, la tour de refroidissement est normalement fermée (et peut être drainée ou hivernalisée pour éviter les dommages au gel), et la chaleur est fournie par d’autres moyens, généralement des chaudières séparées.

Towers de refroidissement industriel [ modifier ]]

Towers de refroidissement industriel pour une centrale électrique

Tours de refroidissement industriel pour la transformation des fruits

tour de refroidissement léger

Les tours de refroidissement industrielles peuvent être utilisées pour éliminer la chaleur de diverses sources telles que les machines ou le matériau de processus chauffé. L’utilisation principale de grandes tours de refroidissement industrielles est d’éliminer la chaleur absorbée dans les systèmes d’eau de refroidissement en circulation utilisés dans les centrales électriques, les raffineries de pétrole, les usines pétrochimiques, les usines de transformation du gaz naturel, les usines de transformation des aliments, les usines semi-conducteurs et pour d’autres industriels des installations telles que dans les condenseurs des colonnes de distillation, pour le liquide de refroidissement en cristallisation, etc. ^[14] La vitesse de circulation de l’eau de refroidissement dans un 700 MW typique _e La centrale au charbon avec une tour de refroidissement s’élève à environ 71 600 mètres cubes à l’heure (315 000 gallons américains par minute) ^[15] et l’eau circulante nécessite un taux de maquillage d’eau d’alimentation de peut-être 5% (c’est-à-dire 3 600 mètres cubes à l’heure, équivalent à un mètre cube chaque seconde).

Si cette même plante n’avait pas de tour de refroidissement et utilisée refroidissement d’une fois l’eau, cela nécessiterait environ 100 000 mètres cubes à l’heure ^[16] Une grande consommation d’eau de refroidissement tue généralement des millions de poissons et de larves par an, car les organismes sont impulsés par les écrans d’admission. ^[17] Une grande quantité d’eau devrait être retournée en continu dans l’océan, le lac ou la rivière à partir de laquelle il a été obtenu et réapprovisionné en continu à la plante. De plus, la décharge de grandes quantités d’eau chaude peut augmenter la température de la rivière ou du lac réceptrice à un niveau inacceptable pour l’écosystème local. Les températures élevées de l’eau peuvent tuer les poissons et autres organismes aquatiques (voir pollution thermique ), ou peut également provoquer une augmentation des organismes indésirables tels que des espèces envahissantes de moules zébrées ou d’algues. Une tour de refroidissement sert à dissiper la chaleur dans l’atmosphère à la place et la diffusion du vent et de l’air propage la chaleur sur une zone beaucoup plus grande que l’eau chaude peut répartir la chaleur dans un plan d’eau. L’eau de refroidissement par évaporation ne peut pas être utilisée à des fins suivantes (autre que la pluie quelque part), tandis que l’eau de refroidissement uniquement peut être réutilisée.
Certaines centrales nucléaires au charbon et nucléaires situées dans les zones côtières utilisent l’eau océanique une fois parmi. Mais même là, la sortie d’eau à décharge offshore nécessite une conception très minutieuse pour éviter les problèmes environnementaux.

Les raffineries de pétrole ont également de très grands systèmes de tour de refroidissement. Une grande raffinerie typique traitant 40 000 tonnes métriques de pétrole brut par jour (300 000 barils (48 000 m ³ ) par jour) circule environ 80 000 mètres cubes d’eau par heure à travers son système de tour de refroidissement.

Les tours de refroidissement les plus hautes du monde sont les deux tours de refroidissement de 202 mètres (663 pieds) de haut de la centrale thermique de Kalisindh à Jhalawar, Rajasthan, Inde. ^[18]

Tour de refroidissement érigée sur le terrain

Classification par construction [ modifier ]]

Type d’emballage [ modifier ]]

Tours de refroidissement érigés sur le terrain

Ces types de tours de refroidissement sont préassemblés en usine et peuvent être simplement transportés sur des camions, car ce sont des machines compactes. La capacité des tours de type emballage est limitée et, pour cette raison, ils sont généralement préférés par les installations à faible exigence de rejet de chaleur telles que les usines de transformation des aliments, les usines textiles, certaines usines de transformation chimique ou les bâtiments comme les hôpitaux, les hôtels, les centres commerciaux, les usines automobiles etc.

En raison de leur utilisation fréquente dans les zones résidentielles ou à proximité, le contrôle du niveau sonore est un problème relativement plus important pour les tours de refroidissement de type de package.

Type érigé sur le terrain [ modifier ]]

Des installations telles que les centrales électriques, les usines de transformation de l’acier, les raffineries de pétrole ou les usines pétrochimiques installent généralement des tours de refroidissement érigées sur le terrain en raison de leur plus grande capacité de rejet thermique. Les tours érigées sur le terrain sont généralement beaucoup plus grandes par rapport aux tours de refroidissement du type de paquet.

Une tour de refroidissement érigée sur le terrain a une structure en plastique renforcé de fibre (FRP) à pultrude, un revêtement FRP, une unité mécanique pour le tirage aérien et un éliminateur de dérive.

Méthodes de transfert de chaleur [ modifier ]]

En ce qui concerne le mécanisme de transfert de chaleur utilisé, les principaux types sont:

• tours de refroidissement mouillées ou tours de refroidissement évaporatifs Opérez sur le principe du refroidissement par évaporation. Le liquide de refroidissement en activité (généralement de l’eau) est le liquide évaporé et est exposé aux éléments.
• tours de refroidissement en circuit fermé (aussi appelé refroidisseurs de liquide ) Passez le liquide de refroidissement en activité à travers un grand échangeur de chaleur, généralement un radiateur, sur lequel l’eau propre est pulvérisée et un projet induit par le ventilateur appliqué. Les performances de transfert de chaleur résultantes sont proches de celles d’une tour de refroidissement humide, avec l’avantage de protéger le liquide de travail contre l’exposition environnementale et la contamination.
• tours de refroidissement adiabatiques Vaporisez l’eau dans l’air entrant ou sur un cardin en carton pour refroidir l’air avant de passer au-dessus d’un échangeur de chaleur refroidi par l’air. Les tours de refroidissement adiabatiques utilisent moins d’eau que les autres tours de refroidissement mais ne refroidissent pas le liquide aussi près de la température de l’ampoule humide. La plupart des tours de refroidissement adiabatiques sont également des tours de refroidissement hybrides.
• tours de refroidissement à sec (ou refroidisseurs secs ) sont des tours de refroidissement en circuit fermé qui fonctionnent par transfert de chaleur à travers un échangeur de chaleur qui sépare le liquide de refroidissement de l’air de l’air ambiant, comme dans un radiateur, en utilisant le transfert de chaleur convectif. Ils n’utilisent pas d’évaporation.
• tours de refroidissement hybrides sont des tours de refroidissement en circuit fermé qui peuvent basculer entre le fonctionnement humide ou adiabatique et sec. Cela aide à équilibrer l’eau et les économies d’énergie dans une variété de conditions météorologiques. Certaines tours de refroidissement hybrides peuvent basculer entre les modes secs, humides et adiabatiques.

Dans une tour de refroidissement mouillée (ou une tour de refroidissement en circuit ouvert), l’eau chaude peut être refroidie à une température inférieur que la température ambiante de l’air sèche, si l’air est relativement sec (voir point de rosée et psychrométrie). Alors que l’air ambiant est dessiné au-delà d’un flux d’eau, une petite partie de l’eau s’évapore et l’énergie nécessaire pour évaporer cette partie de l’eau est tirée de la masse d’eau restante, réduisant ainsi sa température. Environ 420 kilojoules par kilogramme (970 BTU / lb) d’énergie thermique est absorbée pour l’eau évaporée. L’évaporation se traduit par des conditions d’air saturées, abaissant la température de l’eau traitée par la tour à une valeur proche de la température du bulbe humide, qui est inférieure à la température ambiante de l’ampoule sèche, la différence déterminée par l’humidité initiale de l’air ambiant.

Pour obtenir de meilleures performances (plus de refroidissement), un support appelé remplir est utilisé pour augmenter la surface et le temps de contact entre l’air et les flux d’eau. Remplissage se compose de matériaux placés pour interrompre le débit d’eau provoquant des éclaboussures. Remplissage de film est composé de fines feuilles de matériau (généralement du PVC) sur lesquelles l’eau coule. Les deux méthodes créent une surface accrue et le temps de contact entre le fluide (eau) et le gaz (air), pour améliorer le transfert de chaleur.

Méthodes de génération de flux d’air [ modifier ]]

Les escaliers d’accès à la base d’une tour de refroidissement hyperboloïde massive donnent une idée de son échelle (Royaume-Uni).

En ce qui concerne le dessin de l’air à travers la tour, il existe trois types de tours de refroidissement:

• Brouillon naturel – utilise la flottabilité via une grande cheminée. Air chaud et humide naturellement Rise en raison du différentiel de densité par rapport à l’air extérieur sec et plus frais. L’air humide chaud est moins dense que l’air plus sec à la même pression. Cette flottabilité à l’air humide produit un courant d’air vers le haut à travers la tour.
• Projet mécanique – Utilise des moteurs de ventilateur basés sur la puissance pour forcer ou tirer l’air à travers la tour.
  • Brouillon induit – Une tour de tirage mécanique avec un ventilateur à la décharge (en haut) qui tire l’air à travers la tour. Le fan induire Air humide chaud sur le débit. Cela produit des vitesses d’air à faible entrée et à forte sortie, réduisant la possibilité de recirculation dans lequel la décharge de l’air revient dans la consommation d’air. Cet arrangement de ventilateur / ailerons est également connu sous le nom tracer .
  • Projet forcé – Une tour de tirage mécanique avec un ventilateur de type soufflant à l’admission. Le fan les forces Air dans la tour, créant des vitesses d’air à haute entrée et à faible sortie. La faible vitesse de sortie est beaucoup plus susceptible de recirculation. Avec le ventilateur sur la consommation aérienne, le ventilateur est plus susceptible des complications en raison de conditions de congélation. Un autre inconvénient est qu’une conception de brouillon forcée nécessite généralement plus de puissance à moteur qu’une conception de brouillon induite équivalente. L’avantage de la conception du projet forcé est sa capacité à travailler avec une pression statique élevée. Ces configurations peuvent être installées dans des espaces plus confinés et même dans certaines situations intérieures. Cette géométrie Fan / Fin est également connue sous le nom souffler à travers .
• Braft naturel assisté par les fans – Un type hybride qui apparaît comme une configuration de brouillon naturel, bien que le flux d’air soit aidé par un ventilateur.

Tour de refroidissement hyperboloïde [ modifier ]]

Le 16 août 1916, ^[19] Frederik van Iterson Tok Out the UK Patent (108.863) pour Construction améliorée de tours de refroidissement en béton armé . ^[20] Le brevet a été déposé le 9 août 1917 et publié le 11 avril 1918.

En 1918, DSM a construit la première tour de refroidissement hyperboloïde à rabat naturel à la mine d’État Emma, ​​conçue par Frederik van Iterson.

Les tours de refroidissement hyperboloïde (parfois à tort sous le nom d’hyperboliques) sont devenues la norme de conception pour toutes les tours de refroidissement du rodage naturel en raison de leur résistance structurelle et de leur utilisation minimale du matériau. ^{[21] [22] [23] [24]} La forme hyperboloïde aide également à accélérer le flux d’air convectif vers le haut, améliorant l’efficacité de refroidissement. ^{[25] [26]} Ces conceptions sont populairement associées aux centrales nucléaires. Cependant, cette association est trompeuse, car le même type de tours de refroidissement est souvent utilisé dans de grandes centrales au charbon et certaines plantes géothermiques. À l’inverse, toutes les centrales nucléaires n’ont pas de tours de refroidissement, et certains refroidissent plutôt leurs échangeurs de chaleur avec de l’eau du lac, de la rivière ou de l’océan.

Des efficacités thermiques jusqu’à 92% ont été observées dans les tours de refroidissement hybrides. ^[27]

Catégorisation par flux aérien à eau [ modifier ]]

Éclater [ modifier ]]

Tour de refroidissement mécanique du projet de flux transversal utilisé dans une application HVAC

Paquet de la tour de refroidissement de flux croisé

Typiquement le coût initial et à long terme inférieur, principalement en raison des exigences de la pompe.

Crossflow est une conception dans laquelle le flux d’air est dirigé perpendiculairement au débit d’eau (voir diagramme à gauche). Le flux d’air entre dans une ou plusieurs faces verticales de la tour de refroidissement pour répondre au matériau de remplissage. Les flux d’eau (perpendiculaires à l’air) par le remplissage par gravité. L’air continue à travers le remplissage et après le débit d’eau dans un volume de plénum ouvert. Enfin, un ventilateur force l’air dans l’atmosphère.

UN distribution ou bassin d’eau chaude composé d’une casserole profonde avec des trous ou buts Dans son fond est situé près du haut d’une tour de flux croisé. La gravité distribue de l’eau à travers les buses uniformément à travers le matériau de remplissage. Compteur de comptoir V / S à flux transversal

Avantages de la conception du flux croisé:

• La distribution de l’eau de gravité permet des pompes et de l’entretien plus petites pendant leur utilisation.
• Le pulvérisation non pressurisée simplifie le flux variable.

Inconvénients de la conception du flux croisé:

• Plus sujet à la congélation que les conceptions de contre-flux.
• Le flux variable est inutile dans certaines conditions.
• Plus sujet à l’accumulation de saleté dans le remplissage que les conceptions de contre-flux, en particulier dans les zones poussiéreuses ou sablonneuses.

Contre-flux [ modifier ]]

Douches à l’intérieur de la tour de refroidissement

Tour de refroidissement de type compteur de comptoir à débit forcé

Dans une conception de contre-flux, le débit d’air est directement opposé au débit d’eau (voir schéma à gauche). Le flux d’air pénètre d’abord dans une zone ouverte sous le support de remplissage, puis est entraîné verticalement. L’eau est pulvérisée à travers des buses sous pression près du haut de la tour, puis coule vers le bas à travers le remplissage, en face du débit d’air.

Avantages de la conception de contre-flux:

• La distribution d’eau pulvérisée rend la tour plus résistante au gel.
• La rupture de l’eau dans le pulvérisation rend le transfert de chaleur plus efficace.

Inconvénients de la conception de contre-flux:

• Typiquement coût initial et à long terme plus élevé, principalement en raison des exigences de la pompe.
• Difficile d’utiliser un débit d’eau variable, car les caractéristiques de pulvérisation peuvent être affectées négativement.
• Généralement plus bruyant, en raison de la plus grande hauteur de chute d’eau du fond du remplissage dans le bassin d’eau froide

Aspects communs [ modifier ]]

Aspects communs des deux conceptions:

• Les interactions de l’écoulement de l’air et de l’eau permettent une égalisation partielle de la température et de l’évaporation de l’eau.
• L’air, maintenant saturé de vapeur d’eau, est déchargé du haut de la tour de refroidissement.
• Un «bassin de collecte» ou un «bassin d’eau froide» est utilisé pour collecter et contenir l’eau refroidie après son interaction avec le débit d’air.

Les conceptions de flux croisé et de contre-flux peuvent être utilisées dans les tours de refroidissement à tirage naturel.

Balance des matériaux de la tour de refroidissement humide [ modifier ]]

Quantitativement, l’équilibre des matériaux autour d’un système de tour de refroidissement par évaporation humide est régi par les variables opérationnelles du débit volumétrique de maquillage, des pertes d’évaporation et de vent, le taux de prélèvement et les cycles de concentration. ^{[28] [29]}

Dans le diagramme adjacent, l’eau pompée du bassin de la tour se trouve l’eau de refroidissement acheminée à travers les refroidisseurs de processus et les condenseurs dans une installation industrielle. L’eau froide absorbe la chaleur des ruisseaux de processus chauds qui doivent être refroidis ou condensés, et la chaleur absorbée réchauffe l’eau circulante (C). L’eau chaude revient en haut de la tour de refroidissement et ruisselle vers le bas sur le matériau de remplissage à l’intérieur de la tour. Alors qu’il coule, il contacte de l’air ambiant qui monte à travers la tour soit par un projet naturel, soit par un projet forcé à l’aide de grands ventilateurs dans la tour. Ce contact fait que une petite quantité d’eau est perdue à mesure que la dérive ou la dérive (W) et une partie de l’eau (E) s’évaporent. La chaleur nécessaire pour évaporer l’eau est dérivée de l’eau elle-même, qui refroidit l’eau à la température de l’eau du bassin d’origine et l’eau est ensuite prête à recirculer. L’eau évaporée laisse ses sels dissous dans la majeure partie de l’eau qui n’a pas été évaporé, augmentant ainsi la concentration de sel dans l’eau de refroidissement en circulation. Pour empêcher la concentration de sel de l’eau de devenir trop élevée, une partie de l’eau est révolue ou soufflée (d) pour l’élimination. Le maquillage d’eau douce (M) est fourni au bassin de la tour pour compenser la perte d’eau évaporée, l’eau de perte de vent et l’eau de retrait.

Tour de refroidissement induite par les ventilateurs, tour de refroidissement

Utilisation de ces débits et des unités dimensionnelles de concentration:

Un bilan hydrique autour de l’ensemble du système est alors: ^[29]

M = ET + D + DANS

Étant donné que l’eau évaporée (E) n’a pas de sels, un équilibre de chlorure autour du système est: ^[29]

Mx _M = Dx _C + Wx _C = X _C ( D + DANS )

${displayStyle mx_ {m} = dx_ {c} + wx_ {c} = x_ {c} (d + w)}$

et donc: ^[29]

${displayStyle {x_ {c} sur x_ {m}} = {texte {cycles de concentration}} = {m over (d + w)} = {m over (m-e)} = 1+ {e over (d + w )}}$

À partir d’un équilibre thermique simplifié autour de la tour de refroidissement:

${displayStyle e = {Cdelta tc_ {p} sur h_ {v}}}$

Les pertes de vent (ou dérive) (W) sont la quantité d’écoulement total d’eau de la tour qui est entraînée dans l’écoulement de l’air vers l’atmosphère. Des tours de refroidissement industrielles à grande échelle, en l’absence de données du fabricant, il peut être supposé être:

DANS = 0,3 à 1,0 pour cent de C pour une tour de refroidissement naturel sans éliminatoires de dérive de dérive

DANS = 0,1 à 0,3% de C pour une tour de refroidissement induite

DANS = environ 0,005 pour cent de C (ou moins) si la tour de refroidissement a des éliminatoires de dérive de vent

DANS = environ 0,0005 pour cent de C (ou moins) si la tour de refroidissement a des éliminatoires de dérive de vent et utilise l’eau de mer comme eau de maquillage.

Cycles de concentration [ modifier ]]

Le cycle de concentration représente l’accumulation de minéraux dissous dans l’eau de refroidissement en recirculation. La décharge de tirage (ou de purge) est principalement utilisée pour contrôler l’accumulation de ces minéraux.

La chimie de l’eau de maquillage, y compris la quantité de minéraux dissous, peut varier considérablement. Les eaux de maquillage faible en minéraux dissous tels que ceux des approvisionnements en eau de surface (lacs, rivières, etc.) ont tendance à être agressifs aux métaux (corrosifs). Les eaux de maquillage des approvisionnements en eau souterraine (telles que les puits) sont généralement plus élevées en minéraux et ont tendance à se mettre à l’échelle (dépôt minéraux). L’augmentation de la quantité de minéraux présents dans l’eau par le vélo peut rendre l’eau moins agressive à la tuyauterie; Cependant, des niveaux excessifs de minéraux peuvent provoquer des problèmes de mise à l’échelle.

Relation entre les cycles de concentration et les débits dans une tour de refroidissement

À mesure que les cycles de concentration augmentent, l’eau peut ne pas être en mesure de maintenir les minéraux en solution. Lorsque la solubilité de ces minéraux a été dépassée, ils peuvent précipiter comme des solides minéraux et provoquer des problèmes d’encrassement et d’échange de chaleur dans la tour de refroidissement ou les échangeurs de chaleur. Les températures de l’eau de recirculation, de la tuyauterie et des surfaces d’échange de chaleur déterminent si et où les minéraux se précipiteront de l’eau de recirculation. Souvent, un consultant professionnel en traitement de l’eau évaluera l’eau de maquillage et les conditions de fonctionnement de la tour de refroidissement et recommande une plage appropriée pour les cycles de concentration. L’utilisation de produits chimiques de traitement de l’eau, le prétraitement tel que le ramollissement de l’eau, l’ajustement du pH et d’autres techniques peuvent affecter la plage acceptable de cycles de concentration.

Les cycles de concentration dans la majorité des tours de refroidissement varient généralement de 3 à 7. Aux États-Unis, de nombreuses approvisionnements en eau utilisent de l’eau de puits qui a des niveaux importants de solides dissous. D’un autre côté, l’une des plus grandes approvisionnements en eau, pour New York, a une source d’eau de pluie de surface assez faible en minéraux; Ainsi, les tours de refroidissement de cette ville peuvent souvent se concentrer à 7 cycles de concentration ou plus.

Étant donné que des cycles de concentration plus élevés représentent moins d’eau de maquillage, les efforts de conservation de l’eau peuvent se concentrer sur l’augmentation des cycles de concentration. ^[30] L’eau recyclée très traitée peut être un moyen efficace de réduire la consommation de tour de refroidissement de l’eau potable, dans les régions où l’eau potable est rare. ^{[trente et un]}

Entretien [ modifier ]]

Nettoyez la saleté et les débris visibles du bassin d’eau froide et des surfaces avec tout biofilm visible (c’est-à-dire la boue). ^{[ citation requise ]]}

Le désinfectant et d’autres niveaux chimiques dans les tours de refroidissement et les baignoires doivent être maintenus en continu et régulièrement surveillés. ^[32]

Des contrôles réguliers de la qualité de l’eau (en particulier les niveaux de bactéries aérobies) à l’aide de glissements de restauration doivent être pris car la présence d’autres organismes peut soutenir Legionella en produisant les nutriments organiques dont il a besoin pour prospérer. ^{[ citation requise ]]}

Traitement de l’eau [ modifier ]]

Outre le traitement de l’eau de refroidissement en circulation dans les grands systèmes de tour de refroidissement industriel pour minimiser la mise à l’échelle et l’encrassement, l’eau doit être filtrée pour éliminer les particules, et également être dosée avec des biocides et des alagaécides pour empêcher les croissances qui pourraient interférer avec l’écoulement continu de l’eau. ^[28] Dans certaines conditions, un biofilm de micro-organismes tels que les bactéries, les champignons et les algues peut se développer très rapidement dans l’eau de refroidissement et réduire l’efficacité du transfert de chaleur de la tour de refroidissement. Le biofilm peut être réduit ou empêché en utilisant du chlore ou d’autres produits chimiques. Une pratique industrielle normale consiste à utiliser deux biocides, tels que les types oxydants et non oxydants pour compléter les forces et les faiblesses de chacun, et d’assurer un spectre d’attaque plus large. Dans la plupart des cas, un biocide d’oxydation à faible niveau de faible niveau est utilisé, puis alternant à une dose de choc périodique de biocides non oxydant. ^{[ citation requise ]]}

Algaecides et biocides [ modifier ]]

Les algaécides, comme leur nom pourrait le suggérer, est destiné à tuer des algues et d’autres microbes en forme de plantes connexes dans l’eau. Les biocides peuvent réduire d’autres matières vivantes qui restent, améliorant le système et gardant une utilisation propre et efficace de l’eau dans une tour de refroidissement. L’une des options les plus courantes en ce qui concerne les biocides de votre eau est le brome. ^[33]

Inhibiteurs de l’échelle [ modifier ]]

Parmi les problèmes qui causent le plus de dégâts et de tension aux systèmes d’un château d’eau, est la mise à l’échelle. Lorsqu’un matériau ou un contaminant indésirable dans l’eau s’accumule dans une certaine zone, il peut créer des dépôts qui se développent au fil du temps. Cela peut entraîner des problèmes allant du rétrécissement des tuyaux à des blocages totaux et des échecs d’équipement. ^[33]

La consommation d’eau de la tour de refroidissement provient de la dérive, du saignement, de la perte d’évaporation, de l’eau qui est immédiatement reconstituée dans la tour de refroidissement en raison de la perte est appelée eau de maquillage. La fonction de l’eau de maquillage est de faire fonctionner les machines et l’équipement en toute sécurité et stable. ^{[ citation requise ]]}

Maladie du légionnaire [ modifier ]]

Legionella pneumophila (Grossissement de 5000 ×)

Une multitude d’organismes microscopiques tels que les colonies bactériennes, les champignons et les algues peuvent facilement prospérer dans les températures modérément élevées présentes à l’intérieur d’une tour de refroidissement.

Une autre raison très importante d’utiliser des biocides dans les tours de refroidissement est d’empêcher la croissance de Legionella , y compris les espèces qui provoquent la légionellose ou la maladie des légionnaires, notamment L. pneumophila , ^[34] ou Mycobacterium avium . ^[35] Les différents Legionella Les espèces sont la cause de la maladie des légionnaires chez l’homme et la transmission est via une exposition aux aérosols – l’inhalation de gouttelettes de brume contenant les bactéries. Sources communes de Legionella Incluez les tours de refroidissement utilisées dans les systèmes d’eau de refroidissement évaporatifs à recirculation à recirculation, les systèmes d’eau chaude domestiques, les fontaines et les disseminateurs similaires qui exploitent un approvisionnement en eau public. Les sources naturelles comprennent des étangs d’eau douce et des ruisseaux. ^{[36] [37]}

Des chercheurs français ont découvert que Legionella Les bactéries ont parcouru 6 kilomètres (3,7 mi) dans l’air à partir d’une grande tour de refroidissement contaminée dans une plante pétrochimique de PAS-de-Calais, en France. Cette épidémie a tué 21 des 86 personnes qui avaient une infection confirmée en laboratoire. ^[38]

La dérive (ou le vent) est le terme pour les gouttelettes d’eau du flux de processus autorisé à s’échapper dans le débit de la tour de refroidissement. Les éliminateurs de dérive sont utilisés afin de maintenir les taux de dérive généralement à 0,001 à 0,005% du débit circulant. Un éliminateur de dérive typique fournit de multiples changements directionnels du flux d’air pour empêcher l’évasion des gouttelettes d’eau. Un éliminateur de dérive bien conçu et bien ajusté peut réduire considérablement la perte d’eau et le potentiel de Legionella ou exposition chimique au traitement de l’eau. En outre, environ tous les six mois, inspectez les conditions des éliminateurs de dérive en s’assurant qu’il n’y a pas de lacunes pour permettre le flux libre de saleté. ^[39]

Les centres américains de contrôle et de prévention des maladies (CDC) ne recommandent pas que les établissements de santé testent régulièrement Legionella pneumophila bactéries. Surveillance microbiologique planifiée pour Legionella Reste controversé parce que sa présence n’est pas nécessairement la preuve d’un potentiel de maladie. Le CDC recommande des mesures de désinfection agressives pour le nettoyage et le maintien des dispositifs connus pour transmettre Legionella , mais ne recommande pas les tests microbiologiques régulièrement programmés pour les bactéries. Cependant, la surveillance prévue de l’eau potable dans un hôpital peut être envisagée dans certains contextes où les personnes sont très sensibles aux maladies et à la mortalité de Legionella Infection (par exemple, unités de transplantation de cellules souches hématopoïétiques ou unités de transplantation d’organes solides). De plus, après une épidémie de légionellose, les responsables de la santé conviennent que la surveillance est nécessaire pour identifier la source et évaluer l’efficacité des biocides ou d’autres mesures de prévention. ^{[40] [ vérification échouée ]]}

Des études ont trouvé Legionella dans 40% à 60% des tours de refroidissement. ^[41]

Terminologie [ modifier ]]

Remplissez les plaques au fond de la tour de refroidissement de la centrale IRU (Estonie). La tour est fermée, révélant de nombreuses têtes de pulvérisation d’eau.

• Vent ou Dérive – Droplettes à eau qui sont effectuées hors de la tour de refroidissement avec l’air d’échappement. Les gouttelettes dérivantes ont la même concentration d’impuretés que l’eau entrant dans la tour. Le taux de dérive est généralement réduit en utilisant des dispositifs de type Baff, appelés éliminateurs de dérive, à travers lesquels l’air doit voyager après avoir quitté les zones de remplissage et de pulvérisation de la tour. La dérive peut également être réduite en utilisant des températures de la tour de refroidissement plus chaudes.

• Éteindre – Des gouttelettes d’eau explosées hors de la tour de refroidissement par le vent, généralement aux ouvertures d’entrée d’air. L’eau peut également être perdue, en l’absence de vent, par des éclaboussures ou des brumements. Des dispositifs tels que les écrans de vent, les persiennes, les déflecteurs d’éclaboussure et les divertisseurs d’eau sont utilisés pour limiter ces pertes.

• Plume – Le flux d’air d’échappement saturé quittant la tour de refroidissement. Le panache est visible lorsque la vapeur d’eau, il contient des condenses en contact avec de l’air ambiant plus frais, comme l’air saturé dans la respiration brouillonne par une journée froide. Dans certaines conditions, un panache de tour de refroidissement peut présenter des risques de brouillard ou de givrage dans son environnement. Notez que l’eau s’est évaporée dans le processus de refroidissement est de l’eau “pure”, contrairement au très petit pourcentage de gouttelettes de dérive ou d’eau soufflée des entrées d’air.

• Se retirer ou Souffler – La partie du débit d’eau en circulation qui est retirée (généralement déchargée à un drain) afin de maintenir la quantité de solides dissous totaux (TDS) et d’autres impuretés à un niveau de manière acceptable. Une concentration de TDS plus élevée en solution peut résulter d’une plus grande efficacité de la tour de refroidissement. Cependant, plus la concentration de TDS est élevée, plus le risque d’échelle, de croissance biologique et de corrosion est élevé. La quantité de décharge est principalement désignée en mesurant par la conductivité électrique de l’eau circulante. La croissance biologique, la mise à l’échelle et la corrosion peuvent être évitées par les produits chimiques (respectivement, biocide, acide sulfurique, inhibiteur de la corrosion). D’un autre côté, le seul moyen pratique de diminuer la conductivité électrique est d’augmenter la quantité de décharge de débordement et de l’augmentation par la suite de la quantité d’eau de maquillage propre.

• Saignement zéro pour les tours de refroidissement , aussi appelé zéro hurle-down pour les tours de refroidissement , est un processus pour réduire considérablement le besoin d’eau de saignement avec des solides résiduels du système en permettant à l’eau de tenir plus de solides en solution. ^{[42] [43] [44]}

• Se maquiller – L’eau qui doit être ajoutée au système d’eau en circulation afin de compenser les pertes d’eau telles que l’évaporation, la perte de dérive, l’éclairage, le débordement, etc.

• Bruit – Énergie saine émise par une tour de refroidissement et entendue (enregistrée) à une distance et une direction données. Le son est généré par l’impact de la chute de l’eau, par le mouvement de l’air par les ventilateurs, les lames de ventilateur se déplaçant dans la structure, la vibration de la structure et les moteurs, les boîtes de vitesses ou les ceintures d’entraînement.

• Approche – L’approche est la différence de température entre la température de l’eau refroidie et la température de l’ampoule humide dans l’air (TWB). Étant donné que les tours de refroidissement sont basées sur les principes du refroidissement par évaporation, l’efficacité maximale de la tour de refroidissement dépend de la température de l’ampoule humide de l’air. La température de l’embouissement humide est un type de mesure de température qui reflète les propriétés physiques d’un système avec un mélange de gaz et de vapeur, généralement de l’air et de la vapeur d’eau

• Gamme – La plage est la différence de température entre l’entrée d’eau chaude et la sortie de l’eau refroidie.

• Remplir – À l’intérieur de la tour, des remplissages sont ajoutés pour augmenter la surface de contact ainsi que le temps de contact entre l’air et l’eau, pour fournir un meilleur transfert de chaleur. L’efficacité de la tour dépend de la sélection et de la quantité de remplissage. Il existe deux types de remplissage qui peuvent être utilisés:
  • Remplissage de type de film (provoque la propagation de l’eau dans un film mince)
  • Remplissage de type éclaboussure (rompt la chute d’eau et interrompt ses progrès verticaux)

• Filtration à plein essor – La filtration complète à débit soumet en continu les particules de tout le flux du système. Par exemple, dans un système de 100 tonnes, le débit serait d’environ 300 gal / min. Un filtre serait sélectionné pour accueillir l’ensemble du débit de 300 gal / min. Dans ce cas, le filtre est généralement installé après la tour de refroidissement du côté décharge de la pompe. Bien qu’il s’agisse de la méthode idéale de filtration, pour les systèmes d’écoulement plus élevés, il peut être prohibitif des coûts.

• Filtration de la circulation latérale – La filtration de la circulation latérale, bien que populaire et efficace, ne fournit pas de protection complète. Avec une filtration latérale, une partie de l’eau est filtrée en continu. Cette méthode fonctionne sur le principe que l’élimination continue des particules maintiendra le système propre. Les fabricants emballent généralement les filtres à flux latéraux sur un dérapage, avec une pompe et des commandes. Pour les systèmes à flux élevé, cette méthode est rentable. Il est essentiel de dimensionner correctement un système de filtration latérale pour obtenir des performances de filtre satisfaisantes, mais il existe un débat sur la façon de dimensionner correctement le système de flux latéral. De nombreux ingénieurs taillent le système pour filtrer en continu l’eau de bassin de la tour de refroidissement à un taux équivalent à 10% du débit total de circulation. Par exemple, si le flux total d’un système est de 1 200 gal / min (un système de 400 tonnes), un système de flux latéral de 120 gal / min est spécifié.

• Cycle de concentration – Multiplicateur maximum autorisé pour la quantité de substances diverses dans l’eau circulante par rapport à la quantité de ces substances dans l’eau de maquillage.

• Bois traité – Un matériau structurel pour les tours de refroidissement qui a été largement abandonné au début des années 2000. Il est toujours utilisé de temps en temps en raison de ses faibles coûts initiaux, malgré son espérance de vie courte. La durée de vie du bois traité varie beaucoup, selon les conditions de fonctionnement de la tour, comme la fréquence des arrêts, le traitement de l’eau en circulation, etc. Dans des conditions de travail appropriées, la durée de vie estimée des membres structurels du bois traités est d’environ 10 ans.

• Lixiviation – La perte de produits chimiques de conservateur en bois par l’action de lavage de l’eau traversant une tour de refroidissement de structure en bois.

• FRP pultrudé – Un matériau structurel commun pour les tours de refroidissement plus petites, le plastique renforcé de fibres (FRP) est connu pour ses capacités élevées de résistance à la corrosion. Le FRP pultrudé est produit à l’aide de la technologie de pultrusion et est devenu le matériau structurel le plus courant pour les petites tours de refroidissement. Il offre des coûts plus bas et nécessite moins de maintenance par rapport au béton armé, qui est toujours utilisé pour les grandes structures.

Production de brouillard [ modifier ]]

Dans certaines conditions ambiantes, des panaches de vapeur d’eau peuvent être vus s’élever de la décharge d’une tour de refroidissement et peuvent être confondus comme de la fumée d’un feu. Si l’air extérieur est à sa saturation ou à proximité, et que la tour ajoute plus d’eau à l’air, l’air saturé avec des gouttelettes d’eau liquide peut être déchargé, ce qui est considéré comme un brouillard. Ce phénomène se produit généralement les jours frais et humides, mais est rare dans de nombreux climats. Le brouillard et les nuages ​​associés à des tours de refroidissement peuvent être décrits comme homogénéitus, comme avec d’autres nuages ​​d’origine artificielle, tels que les sous-traits et les pistes des navires. ^[45]

Ce phénomène peut être évité en diminuant l’humidité relative de l’air de décharge saturé. À cette fin, dans les tours hybrides, l’air de décharge saturée est mélangé à un air humide chauffé à un air relatif. Un peu d’air pénètre dans la tour au-dessus du niveau d’éliminateur de dérive, passant par des échangeurs de chaleur. L’humidité relative de l’air sèche est encore plus diminuée instantanément comme étant chauffée lors de l’entrée dans la tour. Le mélange déchargé a une humidité relative relativement inférieure et le brouillard est invisible. ^{[ citation requise ]]}

Pollution des émissions de sel [ modifier ]]

Lorsque des tours de refroidissement mouillées avec du maquillage d’eau de mer sont installées dans diverses industries situées dans ou près des zones côtières, la dérive des gouttelettes fines émises par les tours de refroidissement contiennent près de 6% de chlorure de sodium qui se dépose sur les terres voisines. Ce dépôt de sels de sodium sur les terres agricoles / végétatives à proximité peut les convertir en sols salins sodiques ou sodiques alcalins en fonction de la nature du sol et améliorer la sodicité des eaux terrestres et de surface. Le problème de dépôt de sel de ces tours de refroidissement aggrave lorsque les normes nationales de contrôle de la pollution ne sont pas imposées ou non mises en œuvre pour minimiser les émissions de dérive des tours de refroidissement humide en utilisant le maquillage de l’eau de mer. ^{[quarante-six]}

Les particules en suspension respirable, de moins de 10 micromètres (µm), peuvent être présentes dans la dérive des tours de refroidissement. Des particules plus grandes de plus de 10 µm sont généralement filtrées dans le nez et la gorge via des cils et du mucus mais des particules inférieures à 10 µm, appelées PM _dix , peut s’installer dans les bronches et les poumons et provoquer des problèmes de santé. De même, les particules inférieures à 2,5 µm (PM _2.5 ), ont tendance à pénétrer dans les régions d’échange de gaz du poumon, et de très petites particules (moins de 100 nanomètres) peuvent passer à travers les poumons pour affecter d’autres organes. Bien que les émissions totales des particules des tours de refroidissement humide avec du maquillage d’eau douce soient beaucoup moins, elles contiennent plus de PM _dix et PM _2.5 que les émissions totales des tours de refroidissement humide avec du maquillage d’eau de mer. Cela est dû à une teneur en sel moindre dans la dérive d’eau douce (inférieure à 2 000 ppm) par rapport à la teneur en sel de la dérive de l’eau de mer (60 000 ppm). ^{[quarante-six]}

Utiliser comme pile de gaz de fumée [ modifier ]]

Pile de gaz de combustion à l’intérieur d’une tour de refroidissement humide du projet naturel

Connexion de la pile de gaz de combustion dans une tour de refroidissement humide du projet naturel

Grands tours de refroidissement hyperboloïde en acier de structure pour une centrale électrique à Kharkiv (Ukraine)

Dans certaines centrales électriques modernes équipées d’une purification des gaz de combustion, telles que la centrale électrique de Großkrotzenburg et la centrale de Rostock, la tour de refroidissement est également utilisée comme pile de fonds de combustion (cheminée industrielle), économisant ainsi le coût d’une structure de cheminée séparée. Aux plantes sans purification des gaz de combustion, des problèmes de corrosion peuvent survenir, en raison de réactions de gaz de combustion cru avec de l’eau pour former des acides. ^{[ citation requise ]]}

Parfois, les tours de refroidissement naturel naturelles sont construites avec de l’acier de structure à la place du béton (RCC) lorsque l’heure de construction de la tour de refroidissement naturel dépasse le temps de construction du reste de la plante ou le sol local est de mauvaise résistance pour porter le lourd Le poids des tours de refroidissement RCC ou des prix du ciment est plus élevé sur un site pour opter pour des tours de refroidissement naturel moins chères en acier de structure. ^{[ citation requise ]]}

Fonctionnement par temps de congélation [ modifier ]]

Certaines tours de refroidissement (comme les plus petites systèmes de climatisation de construction) sont fermées de façon saisonnière, drainée et hivernalisée pour éviter les dommages au gel.

Pendant l’hiver, d’autres sites utilisent continuellement des tours de refroidissement avec 4 ° C (39 ° F) qui quittent la tour. Les radiateurs du bassin, le drainage de la tour et d’autres méthodes de protection contre le gel sont souvent utilisés dans les climats froids. Les tours de refroidissement opérationnelles avec des dysfonctionnements peuvent geler par temps très froid. En règle générale, la congélation commence aux coins d’une tour de refroidissement avec une charge thermique réduite ou absente. Des conditions de congélation graves peuvent créer des volumes croissants de glace, entraînant une augmentation des charges structurelles qui peuvent provoquer des dommages structurels ou des effondrements.

Pour éviter la congélation, les procédures suivantes sont utilisées:

• L’utilisation de systèmes de contournement de modulation de l’eau n’est pas recommandée par temps de congélation. Dans de telles situations, la flexibilité de contrôle des moteurs à vitesse variable, des moteurs à deux vitesses et / ou / ou des tours multi-cellules à deux vitesses doit être considérée comme une exigence.
• N’utilisez pas la tour sans surveillance. Des capteurs et des alarmes à distance peuvent être installés pour surveiller les conditions de la tour.
• Ne faites pas fonctionner la tour sans charge de chaleur. Les radiateurs de bassin peuvent être utilisés pour maintenir l’eau dans le moule de la tour à une température supérieure à celle-ci. La trace de chaleur (“ruban de chauffage”) est un élément de chauffage résistif qui est installé le long des conduites d’eau pour éviter la congélation dans les climats froids.
• Maintenez le débit d’eau de conception sur le remplissage de la tour.
• Manipuler ou réduire le flux d’air pour maintenir la température de l’eau au-dessus du point de congélation.

Risque d’incendie [ modifier ]]

Les tours de refroidissement construites dans entières ou en partie des matériaux combustibles peuvent soutenir la propagation du feu interne. Ces incendies peuvent devenir très intenses, en raison du rapport surface-volume élevé des tours, et les incendies peuvent être encore intensifiés par la convection naturelle ou le projet assisté par le ventilateur. Les dommages résultants peuvent être suffisamment sévères pour nécessiter le remplacement de toute la structure de la cellule ou de la tour. Pour cette raison, certains codes et normes ^[47] Recommandez que les tours de refroidissement combustibles soient fournies avec un système de gicleurs de feu automatique. Les incendies peuvent se propager en interne dans la structure de la tour lorsque la cellule ne fonctionne pas (comme pour l’entretien ou la construction), et même pendant que la tour est en fonctionnement, en particulier celles du type induit, en raison de l’existence de zones relativement sèches dans les tours. ^[48]

Stabilité structurelle [ modifier ]]

En tant que très grandes structures, les tours de refroidissement sont sensibles aux lésions du vent, et plusieurs échecs spectaculaires se sont produits dans le passé. À la centrale électrique de Ferrybridge le 1er novembre 1965, la station était le site d’une défaillance structurelle majeure, lorsque trois des tours de refroidissement se sont effondrées en raison de vibrations dans des vents de 85 mph (137 km / h). ^[49] Bien que les structures aient été construites pour résister à des vitesses de vent plus élevées, la forme des tours de refroidissement a provoqué la canalisation des vents d’ouest dans les tours elles-mêmes, créant un vortex. Trois des huit tours de refroidissement d’origine ont été détruites et les cinq autres ont été gravement endommagés. Les tours ont ensuite été reconstruites et les huit tours de refroidissement ont été renforcées pour tolérer les conditions météorologiques défavorables. Les codes du bâtiment ont été modifiés pour inclure un soutien structurel amélioré, et les tests en soufflerie ont été introduits pour les structures et la configuration du contrôle. ^{[ citation requise ]]}

Voir également [ modifier ]]

Les références [ modifier ]]

Liens externes [ modifier ]]