冷卻塔的選型比較

1、風機的大直徑節(jié)能化冷卻塔的大型化可以減少占地、 節(jié)約投資, 同時減 少了維護工作量 , 降低了維護費用 , 這在業(yè)內(nèi)已是共識。當冷卻塔的大 小確定后 , 在不影響塔的技術(shù)性能 的條件下 , 應(yīng)選擇較大直徑的風機 , 這是因為 : 在風量相同時 , 風機直徑 越大, 風機出口空氣動壓越小 ,減少 了系統(tǒng)的動壓損失 , 從而達到了節(jié) 能降耗的目的。 舉例來說,在洞庭湖 氮肥廠項目中 , 最初, 風機有兩種設(shè) 計方案: 直徑9.14 m,風量323X 104 m3/h,全壓203 Pa, 動壓 Pa, 所需軸功率 212 kW; 直徑10.06 m,風量323X 104 m3/h,全壓 Pa, 動壓

2、 Pa, 所需軸功率 174 kW。最終選用了10.06 m風機，風機動壓減小了Pa,功率消耗減少了 38 kW,起到了良好的節(jié)能作用提高風機效率 , 做好機塔匹配冷卻塔風機的選型關(guān)系到冷卻塔的效率、系統(tǒng)能耗、管理維護及噪聲影響等。正確選擇配套風 機已成為冷卻塔成功設(shè)計的標志之 一。以往在冷卻塔風機的選取上 , 存 在兩個方面的問題 , 一方面是根據(jù) 冷卻塔要求的風量和風壓 , 按風機 廠家提供的風機性能曲線進行選型 首要考慮的是風機的風量、風壓能 否滿足要求 , 風機的效率次之。 另一 方面, 冷卻塔設(shè)計時的風量和風壓 , 都留有一定量的裕度 , 裕度的大小 因設(shè)計者的習慣和經(jīng)驗而異 , 這

3、就 造成風機實際塔內(nèi)的工作點與理論選型時的工作點出現(xiàn)偏離 , 風機的效率點也隨之偏離，甚至下降。以常用的 8.53 m風機為例，一般軸功率為135 kW左右，如果風機效率點下降3%每 年按運行360 d計,一臺風機年增加 電能損耗34 992 kW- h。因此，一旦出現(xiàn)機塔選型和匹配不好 , 將使風 機在較低的效率下運行 , 增加了功 耗。為了避免上述問題的發(fā)生 , 設(shè)計 院、冷卻塔廠家和風機廠家三方有 必要進行一些有益的探索和試驗 , 加強合作和交流 , 找出機塔匹配的 一般規(guī)律 , 并在今后的應(yīng)用中形成 設(shè)計選型的行業(yè)規(guī)范。必要三者結(jié) 構(gòu)原理比較淋水面積與冷卻水量的匹配淋水面積要與冷卻水量

4、的匹配要合適。隨著單塔的冷卻水量增加 , 淋水面積也應(yīng)該適當增大。 但 是, 個別工程冷卻水量已達到 4 500 t/h, 淋水面積也只有17 mx 17 m=289 m2,淋水密度達到了t/(m - 2h),這樣的結(jié)果，不但增加了風機通風量, 而且也要增大風機全壓 , 使整個冷卻塔的通 風阻力增加 , 電機耗功加大。 建議淋水密度一般不 超過15 t/(m 2h)為宜。5 冷卻塔存在問題風機風量通過對現(xiàn)場的多臺冷卻塔進行測試 , 風機風量達不到設(shè)計值。例如:8.53 m風機，設(shè)計風量為270X 104 m3/h,測試風量約為(210230) X 105 能耗比較與機械通風塔相比，性能相同的機

5、水壓力最低應(yīng)為$9$>' 1C,風機電機L3,噴霧塔實際進水壓力為$9"%' 1G機械通風塔風機能耗計算：>"M#N"9"5 M"&9"8L3 H兩種塔相比水壓力差 !7 M$9$>'噴霧塔需增能耗計算 O >#M(!7 G 8<$"式中0(水的容量，為"$LP G F8E實際冷卻水量，為 %<$F8 G H；水泵效率，取值 !$Q。計算得：>#M""9"!L3 H能耗差!>0!>"=>

6、;#6 G>"R"$Q兩臺塔日節(jié)能 #%!>R#M 8!"9<L3每年按 88$個生產(chǎn)日計算 I 每年可"#5&#!L3 H安鋼的電價按$9 5#元每年共節(jié)省電費 <5%!8元。<結(jié)論在. 公司資助的研究計劃 3中說明了于© 120 m葉片轉(zhuǎn)子中添加碳纖維能有效減少總體質(zhì)量達 38%，另外亦可在使得其玻璃纖維設(shè)計成本費用減少 14%。另外一個類似的研究分析也指出了添加碳纖所制得的風葉片質(zhì)量會遠較玻璃纖維來得輕約%，且成本亦有下降的情形（約 16%）；雖1、傳統(tǒng)填料冷卻塔沿用多年的傳統(tǒng)的填料冷卻塔是將熱水噴灑

7、在塔內(nèi)填料上， 形成水膜，通過水 膜與空氣的熱交換，使熱水冷卻。實踐表明，使用填料的冷卻塔，存在以下突出的 缺點：1）在填料的選擇上存在著通風阻力與散熱能力的矛盾。 即散熱能力好的填料，其 通風阻力大；通風阻力小的填料，其散熱能力又差。2）隨著運行時間的增長，尤其是在水質(zhì)惡劣的情況下的運行，水中的鈣鎂無機 鹽及微生物不斷粘附在填料上， 堵塞填料增大氣流阻力， 影響散熱效果， 使冷卻 能力下降。3）現(xiàn)用的填料大多為塑料薄膜填料，塑料的變形、壓陷、老化，造成填料破碎， 失去散熱能力， 堵塞管道，釀成事故，因而需要頻繁更換填料， 提高了運行成本。4）當水淋過薄膜式填料時，水的表面積固定，增大淋水密度

8、時，水膜失穩(wěn)形成 波動，波幅數(shù)倍于水膜厚度，甚至成雨滴下落，使氣流阻力急劇增加。由于氣流 阻塞，嚴重地的降低了冷卻塔效果。2 無填料噴霧冷卻塔針對傳統(tǒng)的填料冷卻塔存在的缺點， 開發(fā)出新型的無填料噴霧冷卻塔。 由水泵送 來的熱水， 經(jīng)配水支管送至噴霧裝置， 熱水成霧狀向上噴出， 與空氣進行熱交換 后，冷水落入水池，熱空氣經(jīng)收水器除水后由塔頂風筒排入大氣。無填料噴霧冷卻塔又分 2 種類型： 無電動風機型（即噴霧推進型 又稱噴霧通風冷卻塔：國內(nèi)某些公司于上世紀末率先開發(fā)出這種塔型，以后又作過結(jié)構(gòu)上的改進，其基本原理和 結(jié)構(gòu)見圖1。該裝置中水流傾斜噴射，利用動量守恒原理帶動風扇葉片旋轉(zhuǎn) 攪動空氣，據(jù)稱

9、可產(chǎn)生的氣水比，使中溫塔能在標準設(shè)計條件下降溫 10C左右。由于無塔頂電動風機，節(jié)能效果顯著。有資料介紹，對這種塔型作過一些考察，其主要缺點有二：一是冷卻效 果不佳,在夏季溫降約為67C （中溫塔）;二是旋轉(zhuǎn)部件的密封存在很大問題。如江西富達鹽礦、河南平頂山中鹽皓龍公司、安徽定遠鹽礦均曾采用這種塔型 ， 但運行不到1年，其中的軸承銹蝕嚴重，致使風扇葉片不能旋轉(zhuǎn)，冷卻塔失效，不 得不重新改造，又在塔頂安裝電動風機，因此，該種塔型的應(yīng)用越來越少。1琳協(xié) 2吆木器 J疼尊競？T4搭水霸（fi S 14ft小棉網(wǎng) 7機未st £ ti葉餌 g進水論圖1 電動風機型：其結(jié)構(gòu)原理見圖2。冷卻風由

10、安裝于塔頂?shù)妮S流風機提供，軸流風機由電機帶動，能保證冷風量，從而比 水流帶動的風機更 能保 證冷卻效果。水流進入噴嘴后，在噴嘴內(nèi)旋流片的作用下被霧化成直 徑1.0 mm的水霧向上噴射，部分水霧在空中呈云霧狀飄流。為減少漂水損失,配套開發(fā)出新型收水器，可降低飄水損失J 辱風板 23 Rim 45 收水器 67so狀潼in遽水配圖2理論分析與實際應(yīng)用表明，無填料噴霧冷卻塔具有如下明顯的優(yōu)點：1）不用填料，因此傳統(tǒng)冷卻塔中因使用填料而產(chǎn)生的諸如鈣鎂無機鹽、微生物的粘附，填料的老化碎裂、堵塞等問題便不復(fù)存在，省去了頻繁更換填料的費用，降低了運行成本。2）降低了通風阻力，增大了進塔空氣量。在傳統(tǒng)的填料塔

11、中，填料的阻力約占全塔總阻力的4050%,不使用填料，從而使全塔總阻力下降 4050%。風量將沿風機運行曲線增大。氣水比可增大20%，提高了冷卻效果。3）增大了熱水的散熱面積。熱水從噴嘴中以直徑 1.00mm的霧狀噴出，水霧直徑越小，貝U水的表面積越大。實踐表明，噴霧冷卻比填料冷卻水的表面積約增大 10，在同樣冷卻條件下， 蒸發(fā)散熱與接觸散熱加快， 冷卻效 果提高。4）延長了熱水與空氣的熱交換時間。填料冷卻時，熱水只有從填料上住下 流淌的一個冷卻過程（即逆流過程），噴霧冷卻時，熱水有順流和逆流兩 個冷卻過程。同時，部份水霧將在塔中懸浮，延長了熱水與空氣的熱交換 時間。基于以上分析及在數(shù)百余座冷

12、卻塔上的實測數(shù)據(jù)表明：電動風機型無填 料噴霧冷卻塔的冷卻效果達到甚至優(yōu)于填料冷卻塔。尤其是在長期運行過程 中，因為噴霧塔的運行成本低，更加顯示出其優(yōu)越性。3 水動風機 冷卻塔南京星飛冷卻設(shè)備公司開發(fā)的水動風機 冷卻塔，其核心技術(shù)是微型雙擊式 水 輪機，由水輪機取代電動機作為風機動力源，使風機由原來的電力驅(qū)動改為水力 驅(qū)動，其他與傳統(tǒng)的填料冷卻塔相同。無電動風機型無填料噴霧冷卻塔與傳統(tǒng)的 填料冷卻塔相比，有兩點改進，一是取消填料，改為噴霧，二是取消電動風機，改 為水力驅(qū)動風機。星飛水動風機 冷卻塔與 無電動風機型無填料噴霧冷卻塔相比， 大體相當于只用了其第 二點改進。所以可以說，上面談到的傳統(tǒng)填

13、料冷卻塔和無電 動風機型無填料噴霧冷卻塔的優(yōu)點和缺點，水動風機 冷卻塔同時具備。其結(jié)構(gòu)見 圖 3 。二、 一篇與眾不同的評價文章工程籌備伊始， 馮經(jīng)理就反復(fù)叮囑要注意采用新工藝新技術(shù)， 所以我平常也 注意搜集有關(guān)的信息與資料， 早就注意到了無填料噴霧冷卻塔， 看了十幾篇文章 都是給于肯定， 并且很多用實例說明效果不錯。 鑒于此， 之前我就向公司領(lǐng)導(dǎo)推 薦此技術(shù)。 后來看到一篇與眾不同的評價文章， 指出面對無填料噴霧冷卻塔應(yīng)用 日益廣泛的局面 , 要對它給出一個理性的客觀的定位，提出了一些存在的問題， 如上文一、 2 中談到的無電動風機型主要缺點就出自該文，一些觀點值得借鑒、 思考，便于合理選用

14、?，F(xiàn)將該文摘要如下：2、存在的主要問題 要求進塔水壓較高 , 因而水泵能耗較大。噴霧冷卻 , 由于不使用填料使全塔總阻 力下降,風機能耗下降 ,為了獲得較好的霧化效果 , 進塔水壓較填料塔高 ,進塔主 水管處水壓常為，風機能耗的下降不足以抵消水泵能耗的增高。 因此，噴霧塔比 填料塔耗能略大。 在同等低進塔水壓下 , 冷卻效果不如填料塔好。 技術(shù)市場混亂 , 缺少行業(yè)標準和設(shè)計規(guī)范。國內(nèi)具有自主知識產(chǎn)權(quán)的只有少數(shù)幾家企業(yè) , 但技術(shù)上很不成熟的各式噴霧 裝置五花八門 , 充溢市場。由于沒有行業(yè)標準和設(shè)計規(guī)范 , 優(yōu)劣情況往往難以判斷 有些冷卻效果極差 , 使用壽命極短 , 使用戶企業(yè)蒙受巨大的經(jīng)

15、濟損失 , 也極大地妨 礙了無填料噴霧冷卻技術(shù)的推廣應(yīng)用。3、當前急需研究的問題 研究低壓噴霧裝置 , 以期能在獲得較好霧化效果的同時 , 降低進塔水壓。 研究配水裝置的結(jié)構(gòu)和布置方案 , 以盡可能減少進水管網(wǎng)中的能量損失。 盡快建立無填料冷卻塔的行業(yè) 試行標準試行設(shè)計規(guī)范,使無填料冷卻塔能 像填料塔一有章可循 ,有法可依,以規(guī)范技術(shù)市場。三、GWN型無填料噴霧冷卻塔在濟鋼焦化廠的實際應(yīng)用濟鋼焦化廠2004年10月份對4#冷卻塔進行改造大修,選用GWN噴霧冷卻 塔 替 代 填 料 冷 卻 塔 , 取 得 良 好 效 果 ， 運 行 對 比 指 標 如 表時比Al11 1 2 00J7.320I

16、 BOOITS1R J2 2W1IH 13-0D3321I EDO331911 1 U：DOJU 523.2開同肌I aoafJIJIS21】2 2W1.1 #：oo391 HW39 42 2MU LS dD3UB4停MH1 BOO並4MS2 2DOLJ| * VJ6J0.41KN36256mi2 200io mIK和I Roa3S2EGWN型無填料噴霧冷卻塔的的基本特征：工作水壓在（進入裝置的水壓）,由于無填料，塔內(nèi)系統(tǒng)阻力降至填料塔 的二分之一，降溫效果優(yōu)于同類填料塔,風機電機功率也比填料塔減少20%的電能。無填料重量輕、結(jié)構(gòu)簡單、運行可靠、維修方便。飄水小、冷卻水量大、 比填料塔要提高20%左右筆者2007年6月曾到濟鋼焦化廠走訪