FNB 閉式冷卻塔廠家

       
在循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中，降低水溫的設(shè)備或構(gòu)筑物稱為冷卻設(shè)備或冷卻構(gòu)筑物，也可稱為循環(huán)水冷卻設(shè)施。

按水冷卻方法，分為自然冷卻法和機(jī)械冷卻法；按循環(huán)水是否與空氣直接接觸，可分為密閉式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)和敞開(kāi)式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)，簡(jiǎn)要分述以下：

1. 密閉式循環(huán)水冷卻系統(tǒng)

密閉式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中，水密閉循環(huán)，并交替冷卻和加熱，不與空氣直接接觸。其主要設(shè)備為密閉式冷卻塔，基本原理是依靠向被冷卻的水管噴灑水滴，由被冷卻水管表面水膜的蒸發(fā)而把熱水傳至管壁的熱量帶走，流動(dòng)空氣與管壁的接觸也起到了對(duì)流散熱作用，從而使管內(nèi)的熱水得到冷卻。

密閉式循環(huán)系統(tǒng)的特點(diǎn)是介質(zhì)潔凈、冷效高、噪聲低。適用于要求介質(zhì)潔凈的電子、食品、醫(yī)藥和空氣污染嚴(yán)重的冶金（如安徽馬鞍山鋼鐵公司）、紡織和礦山等單位。因密閉式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)相對(duì)來(lái)說(shuō)，用的較少，故這里不作進(jìn)一步介紹。
 

2. 敞開(kāi)式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)

敞開(kāi)式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)，根據(jù)需要降溫的熱水與空氣接觸的控制方法的不同，可分為水面冷卻構(gòu)筑物（水庫(kù)、湖泊、海灣、河道、人工冷卻池），噴水冷卻池和冷卻塔（自然通風(fēng)冷卻塔和機(jī)械通風(fēng)冷卻塔）等。

這里對(duì)水面冷卻構(gòu)筑物的冷卻池（含噴水冷卻池）、河道冷卻、海灣冷卻作概要介紹，重點(diǎn)論述冷卻塔。

3. 影響水面冷卻的因素

水面冷卻是利用與空氣接觸的水體表面，通過(guò)蒸發(fā)散熱、對(duì)流傳熱和輻射傳熱來(lái)降低水溫。但主要是蒸發(fā)散熱，其次是對(duì)流傳熱，輻射散熱很小，有時(shí)忽略不計(jì)。

水面冷卻構(gòu)筑物包括熱水排放口、取水口和冷卻水面。設(shè)計(jì)水面冷卻構(gòu)筑物時(shí)，應(yīng)考慮熱水排入對(duì)環(huán)境的影響和冷卻水體的綜合利用。屬于*類和第二類海水水質(zhì)的海域不應(yīng)用于水面冷卻；江、河、湖泊、水庫(kù)等地面水水體的環(huán)境水溫變化，應(yīng)符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《地面水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB 3838）的規(guī)定。

影響水面冷卻的因素為：

（1）水域范圍內(nèi)的地貌、水文、水面面積、水源、幾何形狀、生態(tài)。

（2）氣溫、相對(duì)濕度、水面綜合散熱系數(shù)、風(fēng)向、風(fēng)速、自然水溫等。

（3）熱水排水口與取水口工程平面布置、形式、尺寸及設(shè)計(jì)深度。

（4）排入水域的熱負(fù)荷。

（5）外水注入、排放的水量與溫度。

冷卻塔的熱力計(jì)算可按蒸發(fā)理論公式、經(jīng)驗(yàn)公式、計(jì)算圖表等進(jìn)行。

理論公式計(jì)算法

理論公式計(jì)算法是以蒸發(fā)散熱的冷卻理論為基礎(chǔ)，根據(jù)傳熱和傳質(zhì)的關(guān)系及冷卻過(guò)程中熱量與含濕量的平衡而推導(dǎo)出的冷卻過(guò)程方程式。冷卻過(guò)程方程式的求解方法有多種。常有以下幾種計(jì)算法：

1. 辛普森近似積分法。

2. 梯形近似積分法。

3. 拋物線積分法。

4. 平均焓差法。

采用何種計(jì)算方法，應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)、性質(zhì)、條件、塔型、設(shè)計(jì)資料等決定。其中平均焓差法計(jì)算比較簡(jiǎn)單，能滿足計(jì)算精度，不少試驗(yàn)資料又多用此法整理，而且逆流塔、橫流塔均適用，故采用較多、應(yīng)用較普遍。平均焓差法在溫差（Δt ）小于15 ℃時(shí)，計(jì)算結(jié)果較為精確（不超過(guò)3 %～3.5 %）； 但在較大溫差時(shí)，相對(duì)誤差增大，可能達(dá)到10 %～ 60 %。

辛普森近似積分法和梯形近似積分法計(jì)算時(shí)，水溫差Δt 的溫度間隔劃分越小越能達(dá)到較高精度。當(dāng)計(jì)算條件*相同時(shí)，辛普森法較梯形法更為精確。但是當(dāng)Δt 較大、計(jì)算溫度間隔劃分過(guò)小時(shí)，這兩種方法計(jì)算過(guò)程均較繁瑣，因此相對(duì)采用較少。

拋物線積分法適用于各種溫差條件下的冷卻計(jì)算，計(jì)算方法也較簡(jiǎn)便，其精確性被認(rèn)為僅次于辛普森法，相對(duì)誤差小。

經(jīng)驗(yàn)計(jì)算法

經(jīng)驗(yàn)計(jì)算方法是根據(jù)實(shí)際冷卻塔的試驗(yàn)資料，按主要因素之間關(guān)系編制經(jīng)驗(yàn)冷卻曲線或經(jīng)驗(yàn)公式來(lái)進(jìn)行計(jì)算。冷卻塔所需要的淋水面積計(jì)算以及冷卻塔與其他特征尺寸之間的比例關(guān)系等，都可以根據(jù)同樣結(jié)構(gòu)的冷卻塔實(shí)測(cè)經(jīng)驗(yàn)曲線來(lái)表示。故這些曲線和公式都有其特定的使用條件。

變量分析法

變量分析法分為三個(gè)變量和兩個(gè)變量分析法。

1. 三個(gè)變量分析法（t 、θ、P q ）

取冷卻塔中淋水填料中某一微小高度dz （見(jiàn)圖6-1）進(jìn)行分析，其相應(yīng)的體積為dv。

方程式（6-18）是按蒸發(fā)散熱量=空氣潛熱γ0X 的增加得來(lái)的。

方程式（6-19）是按總散熱量=水熱量的減少得來(lái)的。

因三個(gè)變量法要用三元一次聯(lián)立微分方程求解，而且是非線型方程，計(jì)算非常繁瑣和困難，因此一般不采用。

2. 兩個(gè)變量分析法（t 、i ）

兩個(gè)變量法是用參數(shù)焓（i ）來(lái)代替空氣溫度θ和分壓力P q 。在冷卻塔中，空氣參數(shù)雖然有兩個(gè)（θ和P q ），反映這兩個(gè)參數(shù)變化的還有空氣的相對(duì)濕度、含濕量X 等，都是反映空氣中“熱”的變化。麥克爾（Merkel）引用“焓”的概念，建立了焓差方程，利用焓差方程和水溫降低的熱量平衡關(guān)系，求解水溫t 和空氣焓i 。此法具有簡(jiǎn)化計(jì)算的優(yōu)點(diǎn)，稱麥克爾法，國(guó)內(nèi)外廣泛應(yīng)用，故主要介紹麥克爾的焓差法。

 冷卻塔的性能

冷卻塔不同類型的淋水裝置熱力特性和阻力特性是通過(guò)試驗(yàn)測(cè)得的，一般采用經(jīng)驗(yàn)式。

含濕量差容積散質(zhì)系數(shù)βxv 的求定

βxv 反映淋水裝置散熱能力，取決于填料的材料、 構(gòu)造、尺寸、布置、高度等，也與水力條件（淋水密度q）、空氣動(dòng)力條件（風(fēng)量）、水溫（t）及氣象因素（θ·τ）等有關(guān)。

在塔的尺寸和填料一定時(shí)，βxv 是下列因素的函數(shù)：

式中　gk——空氣流量密度gk =γmWm（kg／（m2·s））；

γm——冷卻塔內(nèi)平均空氣密度，γm =0.98γ1（kg／m3 ）在機(jī)械通風(fēng)冷卻塔計(jì)算中用γ1代替γm已滿足精度；

γ1——進(jìn)冷卻塔空氣密度（kg／m3）；

Wm——淋水裝置整個(gè)斷面上的空氣風(fēng)速（m／s）；

q——淋水密度（kg／（m2·s））；

A、m、n——試驗(yàn)常數(shù)，取決于淋水裝置構(gòu)造、形式及尺寸等。

系數(shù)A和冪數(shù)指數(shù)m、n 對(duì)于一定的淋水裝置來(lái)說(shuō)是常數(shù)，見(jiàn)表6-3、表6-4。設(shè)計(jì)中應(yīng)考慮設(shè)計(jì)條件與試驗(yàn)條件的差別，盡可能采用與設(shè)計(jì)塔條件相同或相似的實(shí)際使用塔的測(cè)定資料進(jìn)行設(shè)計(jì)。當(dāng)缺乏實(shí)際塔的測(cè)定資料時(shí)，常采用試驗(yàn)塔的試驗(yàn)資料設(shè)計(jì)，但應(yīng)對(duì)試驗(yàn)塔的試驗(yàn)資料進(jìn)行修正，修正系數(shù)可取0.8～1.0 ，視試驗(yàn)塔與設(shè)計(jì)塔的具體不同條件而定。

冷卻塔的設(shè)計(jì)與計(jì)算

冷卻水量

冷卻水量Q 是設(shè)計(jì)的主要資料之一和設(shè)計(jì)的主要對(duì)象，決定冷卻塔塔體的大小，因此應(yīng)盡可能地統(tǒng)計(jì)準(zhǔn)確。按要求，一般為±5 %，但多數(shù)是留有適當(dāng)余地，以適應(yīng)水量增加的需要。

冷卻水溫（Δt ）

進(jìn)冷卻塔的熱水溫度為t 1 ，經(jīng)冷卻后的出塔水溫為t 2 ，則水的冷卻溫度Δt =t 1 -t 2 。Δt 的大小決定于塔的形式和大小、采用的通風(fēng)方式和填料等。應(yīng)由生產(chǎn)工藝根據(jù)水所冷卻的設(shè)備和產(chǎn)品的特性，經(jīng)熱工計(jì)算后確定。zui重要的是確定生產(chǎn)工藝過(guò)程的*溫度t 0和冷卻塔出水溫度t 2 ，如果t 0 確定后，選擇較低的t 2 值，則可使熱交換設(shè)備尺寸減小，而使冷卻塔尺寸增大；如果增大t 2 值或t 2 值不變，增大t 0 -t 2 值，則使t 0 值升高，對(duì)生產(chǎn)或產(chǎn)品造成不利影響。

氣象參數(shù)

1. 干球溫度θ（℃）。

2. 濕球溫度τ（℃）或相對(duì)濕度。

3. 大氣壓力P （m m H g 或atm ）。

4. 風(fēng)速（m／s）、風(fēng)向。

5. 冬季zui低氣溫。

空氣干、濕球溫度是冷卻塔熱力計(jì)算的主要依據(jù)之一，各地的氣象參數(shù)不同（卻θ與τ不同）。故按不同的地方（區(qū)）冷卻塔設(shè)計(jì)采用的θ和τ也不同。相同的是：θ與τ均以近期連續(xù)不少于5 年，每年zui熱時(shí)間的3 個(gè)月頻率為5 %～10 %的晝夜平均θ與τ作為依據(jù)。

淋水填料的試驗(yàn)與運(yùn)行資料

主要是淋水填料的熱力特性和阻力特性，以便按經(jīng)驗(yàn)公式（或圖表）計(jì)算容積散質(zhì)系這些計(jì)

冷卻塔設(shè)計(jì)計(jì)算內(nèi)容

冷卻塔的設(shè)計(jì)計(jì)算內(nèi)容應(yīng)包括熱力計(jì)算、配水系統(tǒng)水力計(jì)算、通風(fēng)阻力計(jì)算及塔體結(jié)構(gòu)計(jì)算等。由于塔體結(jié)構(gòu)（主要是鋼結(jié)構(gòu)）專門由搞結(jié)構(gòu)工程技術(shù)人員設(shè)計(jì)計(jì)算，故這里不進(jìn)行討論。

熱力計(jì)算

熱力計(jì)算的任務(wù)

1. 已知水負(fù)荷和熱負(fù)荷，在特定的氣象條件下，根據(jù)冷卻要求，確定冷卻塔的淋水面積及所需要的淋水裝置的冷卻表面積或一定結(jié)構(gòu)的淋水裝置容積。

2. 已知冷卻塔的各項(xiàng)條件，驗(yàn)收在給定的水負(fù)荷、熱負(fù)荷及氣象條件下，冷卻后水的溫度或淋水密度。

熱力計(jì)算的基本方法

熱力計(jì)算分為理論計(jì)算法和經(jīng)驗(yàn)計(jì)算法兩種。理論計(jì)算法按冷卻過(guò)程方程式求解，方法有：近似積分法、梯形近似積分法、拋物線積分法和平均焓差法。主要是近似積分法和平均焓差法。如第6 章所述，這兩種熱力計(jì)算方法已作了較為詳細(xì)的論述，包括橫流塔的平均焓差法熱力計(jì)算方程，并附有熱力計(jì)算實(shí)例。在水溫差Δt ＜ 15 ℃時(shí)，可采用平均焓差法計(jì)算，當(dāng)Δt ≥ 15 ℃時(shí)，為滿足精度，可采用近似積分法計(jì)算。

經(jīng)驗(yàn)計(jì)算方法是根據(jù)實(shí)際的試驗(yàn)資料，主要是各種淋水裝置（填料）的熱力特性和阻力特性，編制成經(jīng)驗(yàn)冷卻曲線及公式進(jìn)行計(jì)算。

理論計(jì)算與經(jīng)驗(yàn)計(jì)算的過(guò)程和計(jì)算公式的應(yīng)用。