冷却塔冷却方式
冷却塔的散热方式
冷却塔的散热方式
冷却塔的散热方式主要利用水与空气的热交换来达到降温的目的。
具体来说，冷却塔将热水喷淋到空气中，通过增大水与空气的接触面积和接触时间，利用空气对水的蒸发吸热作用，将热量带走，使水温下降。
根据冷却塔的工作原理和结构形式，可以将冷却塔分为以下几种类型：
1. 自然通风式冷却塔：利用自然风力进行散热，没有风机，结构相对简单，通常用于小型的工业生产。
2. 机械通风式冷却塔：通过风机强制通风，使空气流动加快，提高散热效率，适用于大型的工业生产。
3. 水喷淋式冷却塔：将热水喷淋到塔顶，让水与空气充分接触，利用蒸发吸热作用进行散热，是目前应用最广泛的冷却塔类型。
4. 湿式冷却塔：将水通过塔底的填料层，使水与空气充分接触，利用水蒸发吸热作用进行散热，散热效率高，但对水质要求较高。
5. 干式冷却塔：利用空气对水蒸发的吸热作用，但不直接接触水，避免了水质污染问题，适用于一些对水质要求较高的场合。
冷却塔的工作原理
冷却塔的工作原理冷却塔是一种常见的工业设备，用于将热水或蒸汽通过散热的方式降温。
它主要由填料、风机和水循环系统组成，下面将详细介绍冷却塔的工作原理。
1. 填料的作用：冷却塔内部设置有大量的填料，用于增加冷却水与空气之间的接触面积。
填料的形状和材质通常是方形的波纹板或圆柱形的塑料填料。
通过增加填料的表面积，冷却水能够与更多的空气接触，从而加快散热效率。
2. 水循环系统：冷却塔内部有一个水循环系统，通常由泵、水箱和管道组成。
热水从工业设备中泵入冷却塔的水箱中，然后通过管道进入填料层。
在填料层中，热水与下方的风机吹过的冷空气接触，通过蒸发产生冷却效果。
冷却过的水流回水箱，再次循环使用。
3. 风机的作用：冷却塔的顶部设有一个或多个风机，用于产生空气流动。
风机吸入外部的新鲜空气，通过塔内的填料层，从而与通过填料的热水接触。
接触后，空气带走水分，使得热水的温度降低，并将湿度排出冷却塔。
4. 传热原理：冷却塔通过传导、对流和蒸发三种方式进行热量传递。
首先，填料的表面通过导热使热水传递给填料，填料再将热量传递给与之接触的空气。
同时，热水与空气之间通过对流进行传热。
最后，部分水分会在与空气接触的过程中蒸发，带走热量，使得热水的温度降低。
5. 冷却效果：冷却塔的主要目的是使热水迅速降温，以保护工业设备的正常运行。
通过增加填料的表面积和风机的风速，冷却塔可以提高散热效率。
当热水通过冷却塔时，它的温度会逐渐降低，最终达到预定的冷却温度。
6. 冷却塔的类型：冷却塔有多种类型，主要包括湿式冷却塔和干式冷却塔。
湿式冷却塔是通过蒸发水分的方式降温，相对而言效果更好。
而干式冷却塔则通过将热水流过散热片，并利用风扇或螺旋推进器直接将热量带走的方式进行降温。
7. 应用领域：冷却塔广泛应用于许多领域，如电厂、炼油厂、钢铁厂、化工厂等工业设备的冷却系统中。
它可以有效地将热量散发到空气中，保持设备的正常运行温度，从而提高生产效率。
同时，冷却塔也可以用于空调系统中，将建筑物内部的热量排出。
核电站冷却塔工作原理
核电站冷却塔工作原理一、前言核电站冷却塔是核电站的重要组成部分，其作用是将发电过程中产生的热量通过水的循环来散发到空气中。
本文将详细介绍核电站冷却塔的工作原理。
二、核电站冷却塔的分类核电站冷却塔按照其工作原理可以分为两种类型：直接排放型和间接排放型。
1. 直接排放型直接排放型冷却塔又称为湿式冷却塔，其主要原理是通过水与空气之间的传热来散发热量。
在该类型的冷却塔中，水从顶部喷出，经过填料层后与空气进行传热，然后被收集器收集并排放到周围环境中。
2. 间接排放型间接排放型冷却塔又称为干式冷却塔，其主要原理是通过水与蒸汽之间的传热来散发热量。
在该类型的冷却塔中，水从顶部喷出，经过管道和换热器后与蒸汽进行传热，然后被收集器收集并回流到循环系统中。
直接排放型冷却塔是核电站中常用的一种冷却方式。
其主要工作原理如下：1. 喷水系统在直接排放型冷却塔中，水从喷头喷出，并经过填料层，形成水膜。
由于水膜与空气之间的接触面积较大，因此可以有效地散发热量。
2. 填料层填料层是直接排放型冷却塔中非常重要的部分。
它的作用是增加水膜与空气之间的接触面积，从而提高传热效率。
填料材质通常为PVC或PP等塑料材质。
3. 风机系统风机系统是直接排放型冷却塔中必不可少的组成部分。
其主要作用是将周围空气吸入到冷却塔内，使其与水膜进行传热，并将散发出来的热量带走。
4. 收集器收集器是直接排放型冷却塔中收集喷出来的水并回流到循环系统中的重要部分。
在收集器内部，通过设置多个隔板和流道，使得回流到循环系统中的水能够均匀分布。
间接排放型冷却塔是一种节能环保的冷却方式。
其主要工作原理如下：1. 喷水系统在间接排放型冷却塔中，水从喷头喷出，并经过管道和换热器后与蒸汽进行传热。
由于水与蒸汽之间的传热效率较高，因此可以有效地散发热量。
2. 管道和换热器管道和换热器是间接排放型冷却塔中非常重要的组成部分。
它们的作用是将水与蒸汽进行传热，并将散发出来的热量带走。
冷却塔的制冷原理
冷却塔的制冷原理冷却塔是一种专门用于将工业或商业生产过程中产生的余热或废热散发出去的设备。
制冷塔的制冷原理基于水的蒸发散发热量的物理性质，通过将热水喷洒在塔顶并与气流进行接触，利用气流将热量带走，使水温下降，并被循环使用。
以下将详细介绍冷却塔的制冷原理。
冷却塔的结构一般由下部水池、中间的支架和上部的散热装置组成。
首先，热水从工业过程中的设备或系统流入冷却塔的下部水池内。
然后，通过水泵将热水提升至塔顶部的散热装置，喷洒到塔顶。
接下来，与喷洒的冷却水相对流而过的是由风机产生的气流。
这种气流以逆流方式与冷却水进行交汇，促使水与气体之间发生热量交换。
最后，通过这种热量交换过程，热水的温度下降，而水的蒸发则散发了热量，从而提供了冷却效果。
冷却塔的制冷过程可以分为以下几个关键步骤：水喷洒、热负荷扩散、冷却和气流循环。
首先，热水从下部水池中升至塔顶，通过在塔顶部的喷洒系统将水喷洒到塔顶。
这种喷洒通常采用一种叫做喷淋器的装置，它能将水均匀地喷洒在塔顶上。
其次，当水从塔顶喷洒下来时，它将遇到从底部升起的气流。
当冷却水进入空气中时，水中的热量开始传递到空气中，从而使水的温度下降。
同时，水的蒸发导致了热量的散发。
然后，由于冷却水与气流的逆流接触，冷却水中的热量通过传导和对流的方式移交给流经冷却塔中的气体。
与此同时，冷却水的温度继续下降，而气体则吸收了冷却水释放的热量。
最后，冷却水回流至塔底部的水池，等待再次循环。
而上部的风机则将冷却塔内的空气排出，从而使新鲜空气能够进入冷却塔。
总体来说，冷却塔的制冷原理与水的蒸发和热量传递有关。
通过将热水喷洒在塔顶并与气流进行接触，冷却塔利用气流将热量带走，使水温下降。
这种制冷机制在许多行业中被广泛应用，如发电厂、化工厂、石油精炼厂等，以有效控制和管理余热，提高能源利用效率。
冷却塔的冷却原理及影响冷却塔冷却性能的因素
冷却塔的冷却原理及影响冷却塔冷却性能的因素冷却塔是一种用于将热水冷却，并将热量传递给周围环境的设备。
其冷却原理是通过水与空气之间的热量传递实现的。
冷却塔通常由塔体、风机、填料层和喷淋系统组成。
热水从上方喷入冷却塔的喷淋系统中，然后通过填料层排放到塔体的底部。
同时，风机通过塔顶的引风器将空气吸入塔内，空气与下方的热水进行接触，从而将热量带走。
经过冷却的水通过底部的出水口排出。
1.温度差：冷却塔的冷却效果与热水的温度差有直接关系。
温度差越大，冷却效果就越好。
因此，应尽量提高冷却塔入口水温和出口水温之间的温度差。
2.水量：冷却塔的冷却效果也与水量有关。
水量越大，冷却效果越好。
因此，在设计和运行冷却塔时，应考虑到所需的水量。
3.空气流速：冷却塔的冷却效果与空气流速有关。
空气流速越大，冷却效果越好。
因此，冷却塔中风机的风量需要适当调整，以保持合适的空气流速。
4.填料：填料层也是冷却塔的重要组成部分。
填料的选择和设计直接影响冷却效果。
填料可以增加热水与空气之间的接触面积，促进热量传递。
5.喷淋系统：喷淋系统也对冷却塔的性能起重要作用。
喷淋系统的设计应合理，以确保热水能均匀地喷洒到填料层上。
喷淋水的喷洒方式和压力也需要适当调整，以提高冷却效果。
除了上述因素外，冷却塔周围环境的温度和湿度、塔体的造型和尺寸等也会对冷却塔的性能产生影响。
在实际应用中，还需根据具体情况进行综合考虑和优化设计，以提高冷却塔的冷却性能。
总之，冷却塔通过将热水与空气进行热量传递实现冷却效果。
冷却塔的冷却性能受到多个因素的影响，包括温度差、水量、空气流速、填料和喷淋系统等。
在设计和运行冷却塔时，需要综合考虑这些因素，以提高其冷却效果。
冷却塔运行原理
冷却塔运行原理冷却塔是一种常见的工业设备，用于降低热水或蒸汽的温度。
它的运行原理基于热交换和蒸发冷却的原理。
本文将详细介绍冷却塔的运行原理及其在工业中的应用。
一、冷却塔的基本原理冷却塔的基本原理是利用水与空气之间的热量传递来降低水的温度。
冷却塔通常由填料层、风扇、水泵和水箱等组成。
当热水进入冷却塔时，水泵将水送入塔顶的喷头，形成薄薄的水膜，然后水沿着填料层均匀分布。
同时，风扇将空气吹入冷却塔底部，并通过填料层与水进行接触。
二、蒸发冷却的过程在冷却塔中，水与空气之间进行热量交换的过程主要是通过蒸发冷却实现的。
当水与空气接触时，由于空气中的热量比水中的热量低，水中的热量会传递给空气，使水的温度下降。
同时，由于填料层的存在，水的表面积增大，有利于热量的传递。
在这个过程中，一部分水会蒸发成水蒸气，带走了水中的热量，从而使水的温度进一步下降。
三、冷却塔的工作原理冷却塔的工作原理可以分为湿式冷却和干式冷却两种方式。
1. 湿式冷却湿式冷却是指冷却塔中的水与空气直接接触，通过蒸发冷却来降低水的温度。
在湿式冷却中，冷却塔内部的填料层起到增加水与空气接触面积的作用，从而提高热量传递效率。
湿式冷却广泛应用于电力、化工、制药等行业，能够有效地降低工业设备的温度。
2. 干式冷却干式冷却是指冷却塔中的水与空气通过间接热交换来降低水的温度。
在干式冷却中，冷却塔内部的填料层起到增加热量交换面积的作用，使水与空气之间的热量传递更加高效。
干式冷却适用于一些对水质要求较高的场合，如核电站等。
四、冷却塔的应用冷却塔在工业中有着广泛的应用。
它可以用于冷却发电厂中的汽轮机排出的热水，降低水的温度，提高发电效率。
此外，冷却塔还可以用于冷却化工厂中的生产设备，保证设备的正常运行。
在石油炼制、钢铁冶炼等行业中，冷却塔也扮演着重要的角色。
总结：冷却塔是一种利用热交换和蒸发冷却原理降低水温的设备。
它通过水与空气之间的热量传递来实现冷却效果。
冷却塔的工作原理可以分为湿式冷却和干式冷却两种方式。
冷却塔作用
冷却塔作用冷却塔是一种常见的热交换设备，其主要作用是通过水与空气之间的传热，将热水降温，从而起到冷却的作用。
冷却塔的工作原理是利用 evaporative cooling 或者是evaporative cooling 和 mechanical draught两种方式。
在evaporative cooling 的方式中，冷却塔将热水喷洒在填料上，然后通过自然风或者是人工风使其蒸发，热量会随着水分的蒸发而被带走，从而使水的温度降低。
在 evaporative cooling 和 mechanical draught 的方式中，冷却塔除了利用水分蒸发的方式进行换热，还利用了外部风机帮助水分蒸发，并加快空气对水的换热速度，从而使得冷却效果更加显著。
冷却塔的主要作用之一是降低水温。
当工业设备或者是发电厂等大型设施运行时，会产生大量的热量。
如果没有有效的冷却手段，这些热量会对设备或者周围环境造成破坏。
冷却塔通过换热过程将这些热量带走，使得水温降低，从而达到冷却的目的。
冷却塔的另一个作用是改善操作效率。
许多工业设备在运行时容易产生过热问题，导致设备的效率下降。
冷却塔的应用可以有效地将这些热量带走，使得设备在更低的温度下工作，从而提高设备的操作效率。
此外，冷却塔还可以用于热能回收。
当热水通过冷却塔降温后，仍然具有一定的能量，可以用于其他工艺中。
通过合理的设计和配置，可以将这部分能量回收利用，提高能源的利用效率。
冷却塔适用于许多行业，包括发电厂、化工厂、制造业等。
不同行业的冷却塔有不同的设计和运行要求，需要根据实际情况进行选择和使用。
总的来说，冷却塔通过换热的方式将热量带走，使得水温降低，达到冷却的效果。
它在许多行业中都是必不可少的设备，可以提高设备的操作效率，同时也可以回收利用热能，减少能源的浪费。
冷却塔分类：开式冷却塔和闭式冷却塔
冷却塔分类：开式冷却塔和闭式冷却塔冷却塔是利用水对空气的蒸发吸热效应达到使冷却水降温目的的一种换热设备。
按冷却水与空气是否直接接触分为开式、闭式两类。
1、开式冷却塔的原理是，通过将空调冷却水直接喷淋到冷却塔填料上，通过水与空气的直接接触，同时由风机带动冷却塔内气流流动，从而达到蒸发冷却的目的。
[1]开式冷却塔初期投入比较少，但是运营中的水耗和电耗较大，运营成本较高。
图：开式冷却塔2、闭式冷却塔的冷却原理由两个两个循环组成：内循环和外循环。
闭式冷却塔没有填料，主核心部件为紫铜管表冷器。
①内循环：与对象设备对接，构成一个封闭式的循环系统（循环介质为软水）。
为对象设备进行冷却，将对象设备中的热量带出到冷却机组。
②外循环：在冷却塔中，为冷却塔本身进行降温。
不与内循环的空调冷却水直接接触，只是通过冷却塔内的紫铜管表冷器进行换热。
在此种冷却方式下，通过自动控制，根据水温设置电机的运行。
由于春夏两个季节环境温度比较高，在这种情况下，需要闭式冷却塔的两个循环同时进行才能冷却。
相反，秋冬两个季节的温度不太高，通常情况下，我们只需要一个内循环即可完成冷却过程。
图：闭式冷却塔1.1）开式冷却塔的优点：开式冷却塔具有结构简单、造价低、维护检修方便等优点，为早期冷却设备中最常用的一种设备。
[2]1.2）开式冷却塔的缺点：开式冷却塔由于风机马达和叶片都是暴露在空气中的，因此，运行时的噪音比较大；由于是开式系统，冷却塔在运行的时候，会产生漂水现象，造成水量损失，要经常补水，同时一定程度上也会污染冷却水，使其水质下降，而且外界的杂物也会进入冷却水中，造成水质污染；开式冷却塔的冷却水压力损失要高于闭式冷却塔。
2.1）闭式冷却塔的优点：1）闭式冷却塔由于是全封闭式循环冷却，因此，不存在杂物进入冷却管路系统，从而发生管路堵塞的现象；2）闭式冷却塔为软水循环冷却，在高温时也绝无水垢生成，引起冷却管路系统结垢；3）闭式冷却塔占地面积小，不需开挖水池，易址方便，节约用水，降低能耗；4）闭式冷却塔采用风冷蒸发吸热双重冷却方式，冷却效率高；5）可直接冷却水、油类、醇类、淬火液、盐水及化学液等介质，介质无损耗，成份稳定；6）由于采用闭式循环，介质不受环境影响，亦不会污染环境；7）冷却水的压力损失要小于开式冷却塔。
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books and so on, this paper has carried on the summary to the cooling tower cooling system in thermal power plant. At present, the thermal power plant cooling modes are two main categories: the wet mode and air cooling mode, the wet modes including circulating water cooling and direct cooling;air cooling methods including direct air cooling mode and indirect air cooling mode.
1.1.1选题背景
从全球范围看，我国水资源总量位居世界第6位，而人均水资源占有量却只有世界人均水平的1/4，水资源短缺严重制约着我国的发展。尤其是水资源分布的严重失调，更加剧了这一情势。在中国的西北、华北地区，人均淡水拥有量仅为全国平均水平的1/4，在山西、陕西、蒙西、宁夏、呼盟、锡盟和新疆这些省(区)幅员辽阔， 面积约占全国的34％，但水资源总体相对贫乏，水资源总量为1959亿m3，约占全国的7％，西部地区缺乏水资源，常规的湿冷式燃煤电厂建设模式在这些地区不适宜，而电力行业是耗水大户，形成了有煤发不出电的被动局面。另一方面，我国北方地区水资源极其宝贵，治理荒漠化、恢复植被和保护生态环境都需要水，水资源的统一规划和合理使用是协调经济发展与生态环境的重要保证，从而导致了电厂用水量受到了限制。
本文重点以冷却塔为主线，对目前火电厂存在的冷却方式做了详细的介绍，其中包括直流供水冷却系统、循环供水冷却系统、直接空冷系统、表凝式间接空冷系统、混合式间接空冷系统的组成、原理、特点以及适用范围和存在的问题。并通过实例分析，对不同电厂采取不同的冷却系统进行阐述；另外，本文还对各种系统的特点进行对比，最终得出结论：在城市边缘、离天然湖泊或河流较近，水资源丰富地区建设电站项目，宜采用冷却塔湿冷机组；在富煤缺水地区建设的电站项目，宜采用空冷机组。并展望，随着水资源供需矛盾的日益突出和空冷技术的不断改进完善，空冷机组将逐步成为未来火电厂发展的趋势。
对于采用循环冷却的电厂来说，循环冷却水的消耗量占电厂总耗水量的70％，通常状况下，火力发电厂冷却塔的循环水因蒸发原因损耗总水量的1.2％～1.6％．风吹损耗小于0.5％，排污损耗为1％左右。也就是说，因蒸发原因所消耗的水量占电厂总水量的30％～50％。在我国火电电站建设初期和沿江河湖海地区的原电站项目，大多采用水冷技术，由于蒸发使大量循环水损失。随着用水的紧缺和节约用水政策的实施。我国电站建设规模较大且以燃煤发电的电厂，均推广空冷技术，采用空冷要比水冷节水3/4以上。不仅对于我国华北及东北许多富煤少水地区发展电力事业，而且对调整现有电源结构、提升民族制造工业水平，都有现实意义[5]。
近年来，随着我国经济建设的快速发展，市场对电力供应的需求不断升温，电力建设正处在一个历史高峰期。火力发电作为我国目前的发电主体，据相关资料统计，截止到2014初，全国火电装机约占总装机容量的75％，火电的发电量占总发电量的80％左右，我国目前的火电机组中绝大多数都是煤电机组。受我国能源结构特点的影响，决定了今后很长一段时间内，我国的电力构成仍然以煤电为主。因此，在煤炭资源丰富的地区大力发展火电事业，实现变输煤为输电的经济发展模式的转变，既是落实国家相关的经济发展政策，也是加快我国区域经济发展的必由之路[2]。
建立资源节约型和环境友好型社会，促进经济社会可持续发展，我国大力加强节能减排工作。“十一五”期间节能减排目标：实现国内生产总值能耗降低20％、主要污染物排放总量减少10％。在“十一五”开局之年，我国经济社会发展绝大部分目标超额完成，而节能减排目标没有实现。今后的节能减排工作面临着巨大压力和严峻挑战。电力行业既是优质清洁能源的创造者，又是一次能源消耗大户和污染排放大户，因而也是国家实施节能减排的重点领域。未来的节能减排工作将以火电厂节能减排为核心，以降低火电厂煤耗、厂用电率和二氧化硫排放量为重点。面临这样严峻的形势，电力生产厂家需从设备管理、运行管理、燃料管理等全方位入手深化节能减排工作，从而提高机组的经济性，降低发电成本。发电厂作为发电单位，其任务已不再是简单的完成年度发电指标，而是致力于提供优质、低耗的电能，满足社会的需要[3]。
Keywords：ThermalPowerPlant;CoolingTower;CoolingMethod;WetCoolingMode; AirCoolingMode
第1章 绪 论
1.1选题背景及研究意义
火电厂是将燃料燃烧发出的能量转化为电能的工厂，常见燃料包括煤、天然气以及石油等。在燃料燃烧过程中，锅炉炉膛内的水被加热生成饱和蒸汽，饱和蒸汽在经过过热器过程中由烟气对其进行加热，从而转化为过热蒸汽，过热蒸汽随后经由主蒸汽管送至汽轮机内，蒸汽在汽轮机内产生的压力即推动汽轮机转动，这个过程实现了热能到机械能的转变。机械能到电能的转换是通过汽轮机带动发电机转动来实现的。蒸汽在做功之后，会进入到凝汽器，在这里蒸汽要变成水。为了使蒸汽凝结为水，需要进行冷却，为此，需要把冷水输送至凝汽器的冷凝管中，这是通过循环水泵来实现的。需要进行冷却的热量包括内冷水发热量、给水泵轴承发热量、蒸汽热量、引送风机轴承发热量、密封冷却水的热量以及汽轮机轴承发热量，由于热量大，所以通常火电厂的循环冷却水量也都比较大[1]。
1.1.2选题意义
冷却塔在电厂中作为一种进行气水热质交换的大型设备，做完功的排汽由汽轮机末级排入凝汽器后凝结，其释放的热量由循环冷却水带入冷却塔后排入大气，一般300MW机组冷却塔平均每秒释放约5×105kJ热量，可见冷却塔在电站系统中发挥着重要作用。冷却塔要求以较高的冷却效率，使在凝汽器内加热后的循环水获得尽可能低的温度，一般情况下凝结水的温度越低，汽轮机的热效率越高，反之不仅会影响汽轮机的热效率，甚至会危及汽轮机运行的安全性。因此，冷却塔的冷却效率直接影响火电厂运行的安全性和经济性。
This article focuses on the cooling tower as the main line, the cooling mode in power plant at present are introduced in detail, including components, principle, characteristics and application scope and existence the problem of DC water cooling system,circulating water cooling system, the direct air cooling system, surface condensate indirect air cooling system, mixed type indirect air cooling system .And through the case analysis, carries on the elaboration to the different power plant cooling system to different;finally，we draw the conclusion: this area（on the edge of the city, near to the natural lakes or rivers , the area rich of water resource）should adopt the cooling tower of the wet cooling unit ; the construction of power station projects in the coal rich and in water shortage area, should adopt air cooling unit. And look, with the contradiction between supply and demand of water resources become increasingly prominent and air cooling technology for continuous improvement, air cooling unit will gradually become the trend of the development of the thermal power plant of the future.
火电厂所处地理位置水资源的分布以及对火电厂经济性要求等的限制对其有深刻的影响。所以，在富煤的地区大力发展火电机组要选择合适的冷却方式[4]。
1.2火电厂冷却方式现状
火力发电厂作为工业耗水大户，对水的消费是客观的,发电厂需要大量的冷却水，其供水系统主要有直流供水和循环供水两大类，其中循环供水已经成为大部分火力发电厂的供水方式。循环水的冷却方式可分为冷却塔冷却和冷却池冷却，而冷却塔冷却又快速发展，市场对电力供应的需求不断升温，电力建设正处在一个历史高峰期，在火电厂中，机组运行的经济性不仅与主设备有关，而且还与辅助设备的性能和运行状况相关；另外，由于受到电厂所处环境的限制以及适应国家节能减排的号召，火电厂冷却塔冷却方式的选取变得尤为重要。