冷卻塔技術(shù)手冊資料

1、技術(shù)手冊冷卻塔基本工作原理1. 1冷卻塔中的散熱關(guān)系在濕式冷卻塔中，熱水的溫度高，流過水表面的空氣的溫度低，水將熱量傳給空氣，由空氣帶走，散到大氣中去，水向空氣散熱有三種形式接觸散熱、蒸發(fā)散熱、輻射散熱。冷卻塔主要靠前兩種散熱，輻射散熱量很小，可勿略不計(jì)1. 2蒸發(fā)散熱原理蒸發(fā)散熱通過物質(zhì)交換， 即通過水分子不斷擴(kuò)散到空 氣中來完成。水分子有著不 同的能量，平均能量有水溫 決定，在水表面附近一部分 動能大的水分子克服鄰近水 分子的吸引力逃出水面而成 為水蒸氣，由于能量大的水Pv1 1f111 1 1.j.Ii1r填料（膠片）11IIl 11PvK 1 R1 1PdPa1 n1i濕空氣1 1Pd

2、ill11 uJTY填料水薄膜飽和空氣層圖1.冷卻塔水蒸發(fā)過程工作原理圖P v 水面薄飽和層的蒸汽壓力 PaPv 濕空氣中的水蒸汽分壓力 Pa分子逃離，水面附近的水體能量變小，因此，水溫降低，這就是蒸發(fā)散熱，一般認(rèn)為蒸發(fā)的水分 子首先在水表面形成一層薄的飽和空氣層，其溫度和水面溫度相同， 然后水蒸氣從飽和層向大氣中擴(kuò)散的快慢取決于飽和層的水蒸氣壓力和大氣的水蒸氣壓力差，即道爾頓（Dolton）定律，可用圖1表示此 過程。1. 3冷卻水塔的工作原理實(shí)際上冷卻水塔工作原理就是上述水蒸發(fā)熱質(zhì)交換的運(yùn)用，即將熱水噴灑在散熱材表面與通過之移動空氣相接觸，此際熱水與冷空氣之間產(chǎn)生濕熱之熱交換作用，同時(shí)部分

3、的熱水被蒸發(fā)，也即蒸發(fā)水汽中其蒸發(fā)潛熱被排放至空氣中，最后經(jīng)冷卻后的水落入水槽 內(nèi)，然后再回到所需設(shè)備利用、循環(huán)，具體見圖 2。根據(jù)熱力學(xué)定律，熱水經(jīng)過 冷卻塔時(shí)，放出之熱量相等空氣 由入口至出口時(shí)所吸收之熱量。L x( t2-ti) =GX( h2 hi)L/G= (h2 hi) / (t2-ti) =e/R其質(zhì)量之傳遞可以下列公式表示：G x eg=ka (El eg) dv(1)eg：空氣總質(zhì)量熱焓熱水入口Lo, ti空氣出口G2 , H , T填料空氣入口、G 1, H , 21Tb0冷水出口，Li，T2圖2.冷卻塔工作原理示意圖k：冷卻塔單位面積之熱慣流率系數(shù) a：常數(shù)EI:在一定水

4、溫時(shí)飽和空氣熱焓cal/kg (BTU/Ib)L :循環(huán)水量LPM (GPM)T2 :熱水溫度C( F)T1 :冷水溫度C( F)G:風(fēng)量kg/min (1b/min)H2：出風(fēng)口空氣熱焓kcal/kg of dry air (BTU/1b of dry air)H1:入風(fēng)口空氣熱焓kcal/kg of dry air (BTU/1b of dry air)L/G :水/氣比E:空氣熱焓差kcal/kg of dry air (BTU/1b of dry air)R:水溫度差C( F)1. 4冷卻塔有效容積(m3、ft3)圖3為冷卻塔冷卻過程曲線圖，上端之曲線為水的運(yùn)轉(zhuǎn)線，起始 熱水溫度A點(diǎn)至

5、冷水溫度B點(diǎn)為止；下端以斜線C-D為空氣運(yùn)轉(zhuǎn)線, C點(diǎn)位置在相當(dāng)于入風(fēng)口濕球溫度之熱焓處，水與空氣比(L/G)等 于空氣運(yùn)轉(zhuǎn)線C-D之斜率，D點(diǎn)表示出風(fēng)口空氣溫度，斜率 C-D之投影長度為冷卻溫度差，F(xiàn)點(diǎn)表示出風(fēng)口空氣之濕球溫度。積分值t1 dtt2 (h-h)為冷卻過程中產(chǎn)生之熱傳遞單位數(shù),其值等于圖3中之ABCD四點(diǎn)構(gòu)成面積，此值等于冷卻塔之特性值,其值隨水與空氣之比率而變化kaV/L二(L/G) nx CkaV/L :冷卻塔特性質(zhì)h（空氣在入塔水溫下的飽和焓）L/G :水/空氣比C:試驗(yàn)常數(shù)N :試驗(yàn)常數(shù)Ka:填料容積 散質(zhì)系數(shù)V :填料體積g/L 值焙氣空空氣岀飽和曲線 焓推動力h（空

6、氣出塔時(shí)的焓）廠L 1 D空氣實(shí)際溫度曲線，h1（空氣于出塔水溫下的飽和焓）B“H空氣工作曲線/ r Fh1（空氣入塔的焓）E CL/G2I度溫塔入氣空溫水塔出度溫塔出氣空 球濕塔出氣空溫水塔入T1XL近逼A,幅 冷 R圖3：冷卻塔曲線圖、冷卻塔性能參數(shù)2. 1冷卻效能部分人有一個(gè)錯誤的概念，就是以冷幅作為冷卻水塔效能的標(biāo)準(zhǔn)， 并以著來選擇合適的散熱量，其實(shí)冷幅是冷卻水塔運(yùn)作的反映與效能是 沒有直接之關(guān)系。熱量是循環(huán)系統(tǒng)內(nèi)所產(chǎn)生的負(fù)荷，它的單位為千卡 /小時(shí)（Kcal/HR ）計(jì)算公式如下：熱量二循環(huán)水流量x冷幅x比熱系數(shù)熱量負(fù)荷和冷卻水塔的效能是沒有直接關(guān)系，所以無論冷卻水塔的 體積大小，當(dāng)

7、熱量負(fù)荷和循環(huán)水流量不變而運(yùn)作下，在理論上冷幅都是 固定的。若一座冷卻水塔能適合以下之條件而運(yùn)作：i）出水溫度為32C及37Cii）循環(huán)水流量為200L/Siii）環(huán)境濕球溫度為 27Civ）逼近=32-27=5v）冷幅=37-32=5C計(jì)算其熱量應(yīng)為3600000Kcal/HR此冷卻水塔也能適合以下之條件有效地運(yùn)作：i）出水溫度為33C及43Cii）循環(huán)水流量為200L/Siii）環(huán)境濕球溫度為23Civ）逼近=33-23=10Cv）冷幅=43-33=10C計(jì)算其熱量應(yīng)為7200000Kcal/HR從上述舉例可顯示出相同冷卻水塔可在不同熱量下運(yùn)作，而熱量的 差別示極大，所以不能單靠冷幅來衡量

8、冷卻水塔的效能。前文提及冷卻水塔的散熱量直接受環(huán)境濕球溫度影響，而以上兩列 因環(huán)境濕球溫度有差別，導(dǎo)致逼近不同，所以同一冷卻水塔能在以上兩 條件下運(yùn)作如常，證明冷卻水塔的效能是直接與逼近有密切關(guān)系而不能 單以冷幅計(jì)算。2. 2蒸發(fā)耗損量當(dāng)冷卻回水和空氣接觸而產(chǎn)生作用，把其水溫降時(shí)，部分水蒸發(fā)會 引起冷卻回水之損耗，而其損耗量和入塔空氣的濕球溫度及流量有關(guān)， 以數(shù)學(xué)表達(dá)式作如下說明：令：進(jìn)水溫度為T1C，出水溫度為T2C，濕球溫度為Tw,則:R=Ti-T2(C)(1)式中：R:冷卻水的溫度差，對單位水量即是冷卻的熱負(fù)荷或制冷量Kcal/h對式（1）可推論出水蒸發(fā)量的估算公式* : E=（ R/6

9、00）X 100% （2）式中：E-當(dāng)溫度下降RC時(shí)的蒸發(fā)量，以總循環(huán)水量的百分比表示 % ,600-考慮了各種散熱因素之后確定之常數(shù)。女口： R=37-32=5C則 E= （5X 100） /600 =0.83%總水量或e=0.167%/1C，即溫差為1C時(shí)的水蒸發(fā)量* : A=T 2-T1C （3）式中：a-逼近度，即出水溫度（T2）逼近濕球溫度的程度C, 按熱交換器設(shè)計(jì)時(shí)冷端溫度差取值的慣例，宜取 A3C（CTI推進(jìn) A5oF即2.78C） A不是做不到，而是不合理和不經(jīng)濟(jì)。2. 3漂水耗損量漂水耗損量的大小是和冷卻水塔（是否取用隔水設(shè)施），風(fēng)扇性能 （包括風(fēng)量、風(fēng)機(jī)及風(fēng)扇葉角度的調(diào)整以

10、及它們之間的配合等），水泵 的匹配以及水塔的安裝質(zhì)量等因素有關(guān)，通常它的耗損量是很少的， 大約在冷卻器水總流量的0.2%以下。2. 4放空耗損量由于冷卻回水不斷的蒸發(fā)而令其變化（使水質(zhì)凝結(jié)）這凝結(jié)了的 冷卻回水能使整個(gè)循環(huán)系統(tǒng)內(nèi)產(chǎn)生腐蝕作用及導(dǎo)致藻類生長，所以部 分的冷卻回水要定期排出，以便補(bǔ)充更新，而這排出的冷卻回水量， 就稱為放空量。通常此放空量控制在冷卻回水總量的 0.3%或由其所需要水質(zhì)的優(yōu)劣而定放空量 B=E/（ N-1）-CB-放空量（%，L/min)E-蒸發(fā)量（%，L/min)N-凝結(jié)量C-漂水量（%，L/min)2. 5補(bǔ)充量上述提及的冷卻塔回水耗損量要不斷補(bǔ)充，而補(bǔ)充量的計(jì)算

11、如下:M二E+C+BM 補(bǔ)充量E蒸發(fā)耗損量C漂水耗損量B放空量假設(shè)：蒸發(fā)耗損量=0.83%漂水耗損量=0.1% 放空耗損量=0.25%補(bǔ)充量=0.83+0.1+0.25=1.18%三、冷卻水塔特性優(yōu)良冷卻能力塔體特殊設(shè)計(jì)提供較大的散水面低噪音設(shè)計(jì)采用高效超靜寬葉軸流風(fēng)機(jī)，設(shè) 計(jì)配較慢的運(yùn)轉(zhuǎn)速度或另加裝“超 低噪音圍板”，以降低噪音污染。高經(jīng)濟(jì)效益的運(yùn)轉(zhuǎn)成本耐腐蝕、壽命長積，均勻的水流分布，合理水氣 分配，冷卻性能大大提高。軸流式的排風(fēng)設(shè)計(jì)，較一般離心式的風(fēng)量大，風(fēng)扇葉采用鋁合金制成，質(zhì)輕平穩(wěn)配合高效率的減冷卻塔外殼采用玻璃鋼機(jī)構(gòu)、鋼 結(jié)構(gòu)全部經(jīng)熱浸鍍鋅處理（HOTDIPGALANIZATION

12、,絕無腐蝕。速機(jī)需要馬力較一般小，傳動配件中，傳動配件中V型帶或齒輪 紡均自國外進(jìn)口，使用壽命長。用途廣泛可應(yīng)用于冷凍、空調(diào)、食品、輕化工、電力、旅業(yè)等行業(yè)。以上為本公司的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，但由于種種原因，用戶提出的要求是難以現(xiàn)有產(chǎn)品系列完全滿足的，非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)是經(jīng)常發(fā)生的，本公司可根據(jù)客戶要求設(shè)計(jì)非標(biāo)準(zhǔn)的各種塔，并保證快捷、合理、經(jīng)濟(jì)。重要配件3.2電機(jī)及風(fēng)扇效能風(fēng)機(jī)：本公司水塔所用的標(biāo)準(zhǔn)型、低 噪型、超低噪型風(fēng)機(jī)是由浙江上風(fēng)冷卻塔 有限公司專門設(shè)計(jì)，均按寬葉大弦長、扭 曲形葉設(shè)計(jì)。重量輕、風(fēng)量大 能耗低、噪音低流線型高強(qiáng)度風(fēng)筒保證風(fēng) 機(jī)入口、出口氣流均勻減小風(fēng)機(jī)馬力。并 可改變?nèi)~片安裝角度，滿足不同工藝要求 和提高裝置效率，可根據(jù)用戶需要配備風(fēng) 機(jī)振動保護(hù)裝置。電機(jī)：采用全封閉式冷卻應(yīng)用電機(jī)，防護(hù)等級P55, 380V/3 /50Hz,并可根*據(jù)用戶要求配備國產(chǎn)或進(jìn)口馬達(dá)及相匹配的變頻器。3.3殼體的性能塔的殼體（包括低盆）是采用高強(qiáng)度“ FRP”復(fù)合材料制成，表面耐腐蝕、耐侯 膠衣層采用進(jìn)口材料制造，其色種內(nèi)含抗紫 外線穩(wěn)定劑，具有品質(zhì)好、外觀美、難褪色 、抗老化等特點(diǎn)。3.4填料的性能本公司填料采用親水性材料，水能在填料表面形成水膜，