Tours de refroidissement : principes et systèmes de fonctionnement et vannes de tour de refroidissement

Les immenses tours cylindriques de forme parfaite se dressent au milieu d'un paysage, avec de la vapeur s'échappant de leurs sommets sphériques et ouverts dans le ciel bleu. Une telle image provoque généralement une pensée liée à l’énergie nucléaire ou à une énergie mystérieuse inaccessible aux millions de personnes qui passent chaque jour devant les centrales électriques. En réalité, les tours de refroidissement – qu’il s’agisse des structures hyperboloïdes le plus souvent associées aux centrales nucléaires susmentionnées ou de leurs cousines aux formes moins élégantes – sont des outils essentiels axés sur les processus qui servent d’étape finale pour éliminer la chaleur d’un processus ou d’une installation. Les tours de refroidissement des centrales électriques servent à la fois d’ajusteur d’une variable de contrôle essentielle au processus et également de composant fascinant du processus derrière la création d’électricité.

Tours de refroidissement : principes et systèmes de fonctionnement

L'importance et l'applicabilité des tours de refroidissement sont vastes, ce qui les rend fondamentalement utiles pour les opérations industrielles de production d'électricité, de raffinage du pétrole, d'usines pétrochimiques, de CVC commercial/industriel et de refroidissement de processus.

Voici quelques-unes des applications de la tour de refroidissement :

Compresseurs d'air avec système de refroidissement par eau
Machine de moulage par soufflage et par compression
Machines pour le moulage sous pression
Installation pour surgélation et anodisation
Usine de production d'électricité
Machines VAM et systèmes de climatisation liquide
Machines qui traitent le gaz naturel
Stations qui produisent de l'électricité
Installations pétrolières et gazières
Des plantes semi-conductrices
Installations d'hydrocarbures
Application de chaudière
Application de refroidisseur
Application de moulage sous pression
Application au four
Galvanisation par immersion
Presse hydraulique

Principes de fonctionnement de la tour de refroidissement

En principe, une tour de refroidissement par évaporation implique le mouvement d'un fluide, généralement de l'eau additionnée de produits chimiques, à travers une série de pièces ou de sections pour finalement entraîner une réduction de son contenu calorifique et de sa température. Le liquide chauffé par le processus est pompé à travers des tuyaux pour atteindre la tour, puis est pulvérisé via des buses ou d'autres moyens de distribution sur le « remplissage » de la tour, réduisant ainsi la vitesse du liquide pour augmenter le temps de séjour du fluide dans la zone de remplissage. . La zone de remplissage est conçue pour maximiser la surface du liquide, augmentant ainsi le contact entre l'eau et l'air. Les ventilateurs entraînés par un moteur électrique forcent l'air dans la tour et à travers la zone de remplissage. Lorsque l'air traverse la surface du liquide, une partie de l'eau s'évapore, transférant la chaleur de l'eau à l'air et réduisant la température de l'eau. L'eau refroidie est ensuite collectée et pompée vers l'équipement lié au processus, permettant ainsi la répétition du cycle. Le processus et la dispersion de chaleur associée permettent à la tour de refroidissement d'être classée comme un dispositif de rejet de chaleur, transférant la chaleur perdue du processus ou de l'opération vers l'atmosphère.

Les tours de refroidissement par évaporation reposent sur des conditions de l'air extérieur telles que l'évaporation se produit à un rythme suffisant pour transférer l'excès de chaleur contenu dans la solution aqueuse. L'analyse de l'éventail des conditions de l'air extérieur sur le site d'installation est nécessaire pour assurer le bon fonctionnement de la tour de refroidissement tout au long de l'année. Les tours de refroidissement par évaporation sont de conception en boucle ouverte, le fluide étant exposé à l'air.

Une tour de refroidissement en boucle fermée, parfois appelée refroidisseur de fluide, n'expose pas directement le fluide caloporteur à l'air. L'échangeur de chaleur peut prendre plusieurs formes, mais un serpentin à ailettes est courant. Un système en boucle fermée sera généralement moins efficace qu'une conception en boucle ouverte car seule la chaleur sensible est récupérée du fluide dans le système en boucle fermée. Un refroidisseur de fluide en boucle fermée peut être avantageux pour les charges thermiques plus faibles ou dans les installations ne disposant pas d'un personnel technique suffisant pour surveiller ou maintenir le fonctionnement d'une tour de refroidissement par évaporation.

Grâce à leur gamme d'applications, les tours de refroidissement varient en taille, depuis les structures monolithiques utilisées par les centrales électriques jusqu'aux petites unités sur les toits. L'élimination de la chaleur de l'eau utilisée dans les systèmes de refroidissement permet de recycler le fluide caloporteur vers le processus ou l'équipement qui génère de la chaleur. Ce cycle de transfert de chaleur permet aux processus de génération de chaleur de rester stables et sécurisés. Le refroidissement assuré par une tour d'évaporation permet à la quantité d'eau d'alimentation d'être bien inférieure à la quantité qui serait autrement nécessaire. Peu importe que la tour de refroidissement soit petite ou grande, les composants de la tour doivent fonctionner comme un système intégré pour garantir à la fois des performances et une longévité adéquates. Comprendre les éléments qui déterminent les performances – capacité de débit variable, potentiel de « refroidissement libre » CVC, remplissage par éclaboussures par rapport au remplissage par film, éliminateurs de gouttes, buses, ventilateurs et caractéristiques de l'arbre de transmission – est essentiel au succès de la tour de refroidissement et de son utilisation dans à la fois en milieu industriel et commercial.

La conception ou la sélection d’une tour de refroidissement par évaporation est un processus complexe, nécessitant un examen et une analyse de nombreuses facettes. Partagez vos besoins et vos défis en matière de transfert de chaleur avec des spécialistes des tours de refroidissement, en combinant vos propres installations et connaissances et expériences en matière de processus avec leur expertise en matière d'applications pour développer une solution efficace.

Qu'est-ce que les vannes de tour de refroidissement ?

Les tours de refroidissement constituent un besoin essentiel pour toute opération industrielle et manufacturière. Leur rôle dans l’extraction de la chaleur et sa diffusion dans l’atmosphère via le refroidissement par évaporation exploite le principe du rejet de chaleur. L'élément essentiel d'une tour de refroidissement est l'eau qui est acheminée via un système de canalisations. Ces appareils à débit constant refroidissent l'eau par évaporation avec contact direct de l'air. Les équipements refroidis par évaporation comme les tours de refroidissement utilisent généralement une configuration multicellulaire. Bien que ces systèmes offrent une efficacité améliorée, une flexibilité opérationnelle et des contrôles avancés, ils ne peuvent fonctionner aussi bien que si leur matériel est conçu et construit. L’un des composants les plus importants d’une tour de refroidissement sont ses vannes. C'est pourquoi Zeco propose des vannes pour tours de refroidissement pour optimiser les performances de vos tours de refroidissement, réduire les temps d'arrêt et éliminer la maintenance.

Comment les vannes améliorent-elles les performances de la tour de refroidissement ?

Une vanne de remplacement direct optimisée pour toutes les vannes de distribution de tour de refroidissement à flux transversal existantes et peut atténuer le besoin d'entretien et de remplacement constants tout en améliorant l'efficacité et les performances. Une vanne entièrement fabriquée en acier inoxydable 304L ou 316L et en plastique UHMW-PE élimine les problèmes de corrosion. De plus, les vannes dotées d'une zone de refoulement plus grande 30% et d'un poids réduit 40% par rapport aux vannes de distribution conventionnelles constituent la nouvelle norme de l'industrie.

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