發電廠裡面的「大煙囪」是幹什麼用的？理解為「排煙」就錯了

生活中，我們常常能在發電廠附近看到許多大煙囪，它們不但體型龐大，還都在無時無刻地向天空噴吐白氣，那麼，這些大煙囪為什麼會被設計成這個樣子呢？它排出的氣體會汙染我們的環境嗎？

其實，這些大煙囪叫做雙曲線冷卻塔，主要用於冷卻循環用水，火力發電廠是利用了蒸汽機的原理來進行發電的，煤把水燒開轉化成的高壓蒸汽會推動汽輪機運轉，汽輪再帶動發電機轉動，電能就產生了。類似於家裡的燒水壺，水燒開以後，壺嘴會噴氣，這時候在壺嘴放置一個風扇，將風扇連接到發電機上，風扇轉動的時候能夠帶動發電機發電了，這就是火力發電廠的基本原理。

但發電廠燒煤的時候需要耗費大量的水，為了循環利用，節約用水，人們就建造了這麼個巨大的冷卻塔，一般經過使用但還有利用價值的水，都會首先達到這個冷卻塔的頂部，然後再通過管道從塔頂向下噴灑，塔壁裝置有吹風機，把冷空氣吸入，頂部也有一個巨大的抽風機，將熱空氣抽出塔頂，通過這樣的空氣流動，熱水就能夠被冷卻下來並且再次使用。

集水池多為在地面下約2米深的圓形水池。塔身為有利於自然通風的雙曲線形無肋無梁柱的薄壁空間結構，多用鋼筋混凝土製造。冷卻塔通風筒包括下環梁、筒壁、塔頂剛性環3部分。下環梁位於通風筒殼體的下端，風筒的自重及所承受的其他荷載都通過下環梁傳遞給斜支柱，再傳到基礎。筒壁是冷卻塔通風筒的主體部分，它是承受以風荷載為主的高聳薄殼結構，對風十分敏感。其殼體的形狀、壁厚，必須經過殼體優化計算和曲屈穩定來驗算，是優化計算的重要內容。塔頂剛性環位於殼體頂端，是筒殼在頂部的加強箍，它加強了殼體頂部的剛度和穩定性。

斜支柱為通風筒的支撐結構，主要承受自重、風荷載和溫度應力。斜支柱在空間是雙向傾斜的，按其幾何形狀有「人」字形、「V」字形和「X」字形柱，截面通常有圓形、矩形、八邊形等。一般按雙拋物線設計，基礎主要承受斜支柱傳來的全部荷載，按其結構形式分有環形基礎(包括倒「T」型基礎)和單獨基礎。基礎的沉降對殼體應力的分布影響較大、敏感性強。故斜支柱和基礎在冷卻塔優化計算和設計中亦顯得十分重要。

冷卻塔高度一般為75～150米，底邊直徑65～120米。塔內上部為風筒，筒壁第一節（下環梁）以下為配水槽和淋水裝置，統制為淋水構架，多用PE或PVC材料製成。塔底有一個蓄水池，但需根據蒸發量連續補水。淋水裝置是使水蒸發散熱的主要設備。運行時，水從配水槽向下流淋滴濺，空氣從塔底側面進入，與水充分接觸後帶著熱量向上排出。冷卻過程以蒸發散熱為主，一小部分為對流散熱。雙曲線型冷卻塔比水池式冷卻構築物佔地面積小，布置緊湊，水量損失小，且冷卻效果不受風力影響；它又比機力通風冷卻塔維護簡便，節約電能；但體形高大，施工複雜，造價較高，多用電動滑模。