冷卻塔冷卻效率評價管理方法(doc8頁)(20210217004338)

1、冷卻塔冷卻效率評價管理方法 （doc 8 頁） 冷卻塔冷卻效率評價方法 摘要:利用圖形法和EXCEL電子表格編程對冷卻塔冷卻效率作出簡單宜觀的判斷既方便又準(zhǔn)確,大大簡化了計 算程序。 1刖百 冷卻塔的熱力計算相當(dāng)復(fù)雜，手算程序尤其繁瑣， 并且還涉及到查表，而目前市場上雖然有一些商業(yè) 性的軟件，但大部分是針對小型玻璃鋼冷卻塔設(shè)計 的，對于大型的工業(yè)冷卻塔而言，計算起來誤差較 大，并且使用起來不方便，圖形法分析能省去計算， 但存在只能定性分析而不能定量分析等缺陷，考慮 到焙差法計算是冷卻塔熱力計算的基礎(chǔ)理論，結(jié)合 冷卻塔工藝熱平衡圖，筆者采用EXCEL電子表格設(shè) 計了熱力計算程序，只需具備EXCE

2、L編輯公式的能 力就可直接操作，操作簡單，方便實用。非常適合 于從事冷卻塔設(shè)計和運行管理的工程技術(shù)人員使用。 2理論分析 Q :冷卻水量,m3/h (1) B xv :容積散質(zhì)系數(shù)，kg / m3h k:蒸發(fā)水量散熱系數(shù) i,i ”空氣焙值，飽和焙值,kj/kg Cw:水的比熱,kJ / kgC 式(2)中右邊表示冷卻塔的冷卻任務(wù)的大小,稱冷卻 數(shù)或交換數(shù)。與設(shè)計的進出水水溫、溫差以及大氣 氣象條件決定的，左邊為選定的淋水填料所具有的 冷卻能力，稱冷卻特性數(shù)，與選擇填料的熱力性能 和氣水比有關(guān)，對于給定的冷卻任務(wù)而言，可以選擇 適當(dāng)?shù)奶盍弦约疤盍象w積來滿足冷卻任務(wù)。(2)式右 邊可用1所示的冷

3、卻塔工藝熱平衡形象地表述水與 空氣之間的關(guān)系及焙差推動力。 if 12 12 tm tl t 圖社冷卻塔工藝熱平衡 圖1中AB線為飽和焙曲線，與進出水溫度仏和匕 有關(guān)，CD線為空氣操作線，C點對應(yīng)為進塔空氣 恰，D點對應(yīng)為出塔空氣焙，CD線與取決于 大氣條件、氣水比入以及溫羞1。其中廠兀S 為平均溫度, 結(jié)合圖1的原理，利用EXCEL編程計算冷卻效率,可 以簡化查表步驟，既方便又快捷。 沌于 E3fE.6-D6n7S u % Kg% ” 38 3 74 % U 0.68 112 0 r Q .R T V X t禹詢 圧的應(yīng)的 5 皮酌 空氣 F0 QH X li h ka% 083 449 2

4、8.0 35.8 21 5 33J 27J L.20 0.78 : 1 55 圖6 :冷卻塔冷卻數(shù)計算表格的表頭制作 首先設(shè)計如圖6所示的表頭，圖中BH項為設(shè)計 者直接填入數(shù)值X項為計算機自動顯示值處，下 面分步介紹自動計算表格的設(shè)計。 1) 飽和水蒸汽壓力的計算 計算飽和水蒸汽壓力 11qr7o -I r E = 0.0141966-3142.305()+8.2殂一 )-0.024804(373.16-7) V 373.16T 式中T=273+ 6 ( 0為空氣溫度。C) Pq=9&065 x 10E (kpa) 則相當(dāng)于濕球溫度t的水蒸氣壓力編寫方法是用鼠 標(biāo)單擊K6處，然后在如圖所示的編

5、輯輸入二9& 065*10(0. 014196-3. 142305*(1000/(273+D 6)- 1000/373. 16)+8. 2g(373. 16/(273+D6)-0 0024804* (373. 16- (273+D6),輸完之后單擊編輯 欄右側(cè)的等于號，待屏幕彈出對話框，再單擊 “Enter”鍵，此時相當(dāng)于濕球溫度T水蒸氣壓力公式 編輯完畢。同理，相當(dāng)于干球溫度8的水蒸氣壓力 編寫方法是用鼠標(biāo)單擊L6處，將上式中的D6改為 E6即可。 2) 相對濕度的計算 相對濕度可按 IA-0.000662F(5-7) 進行計算，則相對濕度的編寫方法是用鼠標(biāo)單擊M6 處，然后在如圖所示的編輯

6、欄輸入二(K6-0 - 0006628嚇6* (E6-D6) /L6,輸完之后單擊編輯欄右 側(cè)的等 于號，待屏幕彈出對話框，再單擊Enter鍵 此時相 對濕度的公式編輯完畢。 3) 濕空氣容重的計算 濕空氣容重可按 血= 戸-如 4 如 0.287(273 -6 | ) 0.4615(273+) 進行計算，則濕空氣容重編寫方法是用鼠標(biāo)單擊N6 處,然 后在如圖所示的編輯欄輸入二(F6-M6此6)/0. 28 7/ (273+E6) +M62 r r Kpa n5/h nS/h r c Kpa 112 1 43 33 100 3300 10 38 3 74 4 98 0& 083 449 280

7、 3$ 21 5 33J 1.20 0 7X l.SS 2 3T. p&d | =8. 26S-0. 24*B6+0. 0254*B62 圖7 : 某橫流塔冷卻數(shù)計算結(jié)果值 將測試的三個工況的BF項直接填入表格中，然 后用鼠標(biāo)單擊16處，按住鼠標(biāo),按住鼠標(biāo)左鍵不放， 將鼠標(biāo)拖至X6處，將鼠標(biāo)移至X6右下角，待光標(biāo) 變成小“+”時，按住鼠標(biāo)左鍵不放，將鼠標(biāo)移至第9行, 就可完成復(fù)制工作，在7、8、9行處計算機可以自 動顯示數(shù)值，測試工況2冷卻數(shù)計算值大于設(shè)計 值，填料的容積散質(zhì)系數(shù)比設(shè)計值大，能滿足冷卻 任務(wù)，而測試工況2、3均低于設(shè)計值(工況2是在 該冷卻塔運行六年后進行測試的，工況3是該冷卻

8、 塔在更換填料后進行測試的)，尤其是運行六年 后，填料的容積散質(zhì)系數(shù)下降幅度較大，已不能滿 足冷卻任務(wù)的需要。而改造后也未達到設(shè)計任務(wù)的 要求，因此還存在著改造的缺陷。單純從冷卻數(shù)的 大小不容易看出冷 卻效率降低多少，可以將不同工況下的冷卻數(shù)修 正到設(shè)計條件下，求出出水溫度或水量。具體操 作步驟見圖8、圖9。 勺艾件(巳 CD AE() fi入(D IS? : (CD XA(DBQ(W 構(gòu)助D 工況 濕球泡度 出水逞度 刁大氣莊力 1.干球濕度 a 3 3 CO 3 3 3 8 * 2爲(wèi) 2 S 10 s l J MU 召 O 空 3豆赤 00 1 5 6掘Q 宓、 h 2L5 33.5 27

9、 5 L 20 0 7% 1.5S 22.8 29 263 L 37 0 74 188 20.$ 2$.2 245 9990% IK 19.1 25.9 223 L 23 0 85 145 21.5 73.4 47.4 i% _ _ . _ - 圖8修正至設(shè)計條件下出水水溫校核圖 將設(shè)計條件下的工況復(fù)制至第10行處，然后保持水 量不變，將出水溫度 出，再在空欄處填入出水 CB /nn 度，直至填入的is溫度滿足測試工況條件下的冷 卻數(shù)值。由圖可以看出，修正到設(shè)計條件下，出水 JgJ兇 -lai x% QMkrosoft EXCel - %ttR 計建園序 N& 二(F6%6 拿 LFi 28”

10、(273%E6)+溝S%6AX4615/(27 珀面 艾件(E) %W8(D 法E0%)三6入(D 格氏(Q) XM(D (Z) BQ(0 MW 圖9修正至設(shè)計條件下出水水溫值 水溫為32.5C時，滿足要求，因此該塔的冷卻效率 為(43-32.5)/ (43-33) XQ0%二 205%,同 理可將工況2、3修正到設(shè)計條件下得到出水溫 度為33. 9C和33. 2疋,因此冷卻塔效率分別為 92%和98%。分析其改造不成功的原因主要有： 填料片間距過大，水力停留時間短 由于橫流塔百葉窗的安裝角度不合理，同時 由于橫流塔支撐架多，在安裝過程中不可避免地在 原百葉窗上開孔，如果對有孔部位不進行修補，

11、橫 流塔濺水相當(dāng)厲害，尤其在不開風(fēng)機時加劇，造成 冬季百葉窗易結(jié)冰，導(dǎo)致百葉窗及擋水板變形，向 外凸出，水直接沖擊邊層填料，形成 水幕，并且自上而下越來越密，無形中增加了風(fēng)機 的運行阻力，減少了風(fēng)量，同時水幕對邊層填料具 有沖擊破壞作用，力口劇了填料的部分垮塌。 因此在改造過程中不可忽視，在擋水板凸出處再插 入新的擋水板。 未綜合考慮整個氣室的配風(fēng)均勻性，填料安裝 沒有按照上密下疏的原則，同時填料安裝并未交錯 安裝，影響了填料的熱力性能。 由于橫流塔內(nèi)部結(jié)構(gòu)本身復(fù)雜，填料支撐架過 多，同時每層填料間安裝了填料框，無疑這些增加 了風(fēng)機的阻力，對于鋼筋支撐架而言，要改造已很 困難，但可以撤消填料框

12、架，用相同材質(zhì)的PVe板 代替填料框架。減少風(fēng)機的運行阻力。 (5)由于風(fēng)機的抽吸作用，有部分水飄落在收水器 與填料之間，未經(jīng)過充分換熱，由上自下逐漸增 加，因此可考慮略微增加原底部1-2層填料深 度，以保證充分換熱。 當(dāng)然單憑某一工況的測試就對冷卻塔的熱力效率作 出評價，不是非常嚴(yán)謹(jǐn)?shù)?，如要對冷卻塔作出科學(xué) 4-結(jié)束語 合理的判斷，按照NDGJ89-89工業(yè)冷卻 塔測試技術(shù)規(guī)定要求，需對冷卻塔進行全面測 試，測試項目包括大氣參數(shù)，進出水溫，進塔空氣 量，出塔空氣干濕球溫度，塔各部分風(fēng)阻，風(fēng)機全 壓，至少測出25個不同的工況，然后在不同工況 下，計算出冷卻數(shù)Q及容積散質(zhì)系數(shù)， 用最小二乘法，得出式(2)和式(3) q = (2) %o 二 %V . (3) 入:氣水比,kg/kg g:通風(fēng)密度，kg / m2s q：淋水密度，kg / m2s A.B試驗常數(shù)m. rr試驗指數(shù) 根據(jù)此關(guān)系校核在設(shè)計條件下的出水水溫或水量， 然后對冷卻塔效率高低作一評價。同樣可以釆取 EXCEL方法對其進行編輯，在此不再贅述。 釆用EXCEL表格對冷卻塔冷卻