某場(chǎng)一高爐循環(huán)水冷卻塔冷卻效果研究_secret

1、 - PAGE 6-某廠一高爐循環(huán)水冷卻塔冷卻效果評(píng)價(jià)（某廠股份有限公司能源部 上海 200941）摘要：某廠一高爐循環(huán)水冷卻塔自“85.9”投產(chǎn)以來(lái)，已使用了十幾年。本文通過對(duì)冷卻塔的冷卻效果的測(cè)試和評(píng)價(jià)，來(lái)確定冷卻塔是否滿足目前生產(chǎn)的需要。關(guān)鍵詞：循環(huán)水，冷卻塔，測(cè)試，評(píng)價(jià)Ligang(Baosteel Energy Department，Shanghai，200941，China)Abstract：Baosteel 1BF circulation the water cooling tower is since the 85.9 hurl produces, having used fo

2、r more than ten years. This text passes to the test of the cooling result of the cooling tower with evaluate, the demand that make sure whether cooling tower satisfy or not the current production.Key phrase:Circulation water, cooling tower, test, evaluation1 引言目前某廠冷卻塔主要分為清循環(huán)和污循環(huán)兩大類，均在大氣濕球溫度28.2的條件下設(shè)

3、計(jì)建造，清循環(huán)塔一般設(shè)計(jì)出水水溫33，溫差8，采用橫流機(jī)械抽風(fēng)塔，污循環(huán)塔設(shè)計(jì)溫差大多根據(jù)各單元生產(chǎn)負(fù)荷及工況決定，一般出水水溫控制在35。從目前冶煉區(qū)域19座冷卻塔（其中煉鐵三個(gè)高爐共5座17格冷卻塔，1930連鑄、1450連鑄以及電爐、轉(zhuǎn)爐煉鋼等共14座33格冷卻塔）運(yùn)轉(zhuǎn)情況來(lái)看：均不同程度存在著問題。例如：漂水嚴(yán)重、收水器結(jié)構(gòu)不合理、布水槽嚴(yán)重漏水、冷卻塔冷效差、沒有充分發(fā)揮能力等等。據(jù)以上情況，前幾年我們選擇了一二座冷卻塔進(jìn)行了性能評(píng)估。但是由于近幾年氣溫以及生產(chǎn)工藝和產(chǎn)量的變化，目前冷卻塔的優(yōu)化運(yùn)行急需水處理專業(yè)工程技術(shù)人員對(duì)其做進(jìn)一步研究與探索。本次研究主要針對(duì)一高爐循環(huán)水冷卻塔進(jìn)

4、行冷效測(cè)試，通過對(duì)進(jìn)、出口溫度及空氣干、濕球溫度的測(cè)試，來(lái)完成冷卻塔的冷效評(píng)價(jià)工作。2 冷卻塔設(shè)計(jì)及工藝參數(shù)2.1清循環(huán)冷卻塔：2.11共2座共5格，橫流式，混凝土結(jié)構(gòu)，其中三格于85年9月建成，運(yùn)行時(shí)間17年,單格處理能力：1800m3/h，總處理能力5400m3/h;另外1座共2格，于97年5月大修時(shí)新增，主要負(fù)責(zé)新增爐體上部冷卻水，單格處理能力：1500 m3/h，總處理能力3000m3/h。清循環(huán)總處理能力：8400 m3/h。2.12冷溫水槽：凈長(zhǎng)：冷水槽56.5m，溫水槽22.5m，總長(zhǎng)75.0、凈寬：17.7m、凈高：4.70m、總?cè)莘e約5240m3，總有效容積2880m3、風(fēng)筒

5、高：2.1m冷卻塔主高：11.45m、風(fēng)機(jī)直徑：8m，3臺(tái)，其中一臺(tái)可變頻調(diào)速，轉(zhuǎn)速由冷水槽內(nèi)溫度計(jì)進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)、風(fēng)量：6558.7m3/h.臺(tái)、風(fēng)機(jī)功率：90Kw8p2臺(tái)（380.50Hz）2.13新增冷卻塔：凈長(zhǎng)：水槽18m、 凈寬：13.4m、凈高：7.2m、風(fēng)筒高：3.9m、風(fēng)機(jī)功率：90KW2臺(tái)2.14溫水槽：是為了貯存用戶使用后溫度升高的回水，再由冷卻塔揚(yáng)送泵送入冷卻塔進(jìn)行冷卻而設(shè)置的，有效容積按照冷卻塔揚(yáng)送量10分鐘設(shè)計(jì)，即90m3/分10分=900m3，實(shí)際有效容積836m3。2.15冷水槽設(shè)置在冷卻塔下部，與溫水槽一墻之隔，冷溫水槽之間設(shè)有連通管1000mm，水可以從溫水槽自

6、流到冷水槽，其有效容量按循環(huán)水供水20分鐘水量設(shè)計(jì)。實(shí)際有效容量為2044m3。2.2污循環(huán)：2.21污循環(huán)冷卻塔群由兩座冷卻塔組成，逆流式、玻璃鋼結(jié)構(gòu)。于89年改造增設(shè)，91年投入使用，單座處理能力400 m3/h，總處理能力800 m3/h。與清循環(huán)不同的是，污循環(huán)冷卻塔并無(wú)溫水槽和冷水槽，它是依靠揚(yáng)送泵將沉淀池中回水送到冷卻塔上冷卻，冷卻后的水自流入沉淀池，且污循環(huán)采用的部分冷卻，即50%回水進(jìn)行冷卻。3 實(shí)際運(yùn)行狀況近幾年清循環(huán)水量一般在9000m3/h左右，與設(shè)計(jì)相比增加了600 m3/h，從實(shí)際運(yùn)行情況來(lái)看，冷卻塔的能力基本上得到了正常發(fā)揮。污循環(huán)爐底冷卻情況由于近幾年高爐工藝發(fā)生

7、了變化，對(duì)送水溫度的要求也越來(lái)越高，尤其在夏季比較突出，送水溫度時(shí)常滿足不了用戶的要求。因此需要通過對(duì)清循環(huán)、污循環(huán)冷卻塔進(jìn)行冷效測(cè)試，來(lái)確定冷卻塔在現(xiàn)在情況下能力是否可以進(jìn)一步提高，或進(jìn)行哪些改造提高冷卻能力，來(lái)滿足生產(chǎn)的需要。4 測(cè)試情況本次測(cè)試一共進(jìn)行了2輪。第一輪時(shí)間從2000年2月14日到2月28日，主要是針對(duì)冬季以及春季期間的冷卻塔運(yùn)行工況進(jìn)行測(cè)試。第二輪時(shí)間從2000年7月3日到7月11日，主要是針對(duì)夏季高溫季節(jié)中的冷卻塔運(yùn)行工況進(jìn)行測(cè)試。本次研究測(cè)試了冷卻塔進(jìn)、出水溫，大氣濕球溫度等運(yùn)行參數(shù)，運(yùn)用冷卻水量以及冷卻水溫對(duì)比法進(jìn)行計(jì)算從而對(duì)冷卻塔的能力進(jìn)行評(píng)價(jià)（這在冷卻塔系統(tǒng)測(cè)試規(guī)

8、范中對(duì)冷卻塔的性能評(píng)價(jià)上是允許的）。本次研究沒有對(duì)冷卻塔進(jìn)行熱力特性性能的測(cè)試以及計(jì)算評(píng)估，也沒有對(duì)冷卻塔的漂水率、散熱特性以及噪聲做進(jìn)一步的評(píng)價(jià)。本次科研的測(cè)試時(shí)間間隔為24h，一天1次，數(shù)據(jù)見附錄。5 數(shù)據(jù)計(jì)算5.1清循環(huán)（第一輪）（表1）項(xiàng) 目設(shè) 計(jì) 工 況實(shí) 測(cè) 工 況進(jìn)塔空氣干球溫度進(jìn)塔空氣濕球溫度28.29.97進(jìn)塔水流量（t/h）1800進(jìn)塔水溫33.33出塔水溫3327.00風(fēng)機(jī)軸功率(kw)7268.4進(jìn)塔空氣流量(t/h)2186.3汽水比1.21注：汽水比是根據(jù)設(shè)計(jì)工況中的進(jìn)塔空氣流量與進(jìn)塔水量的比值求得而成。5.1.1計(jì)算實(shí)測(cè)進(jìn)塔空氣流量Gt和氣水比tGt= Gd（d/

9、t）（N t/ N d ）1/3 （d /t ）1/3 =2186.3（68.4/72）1/3 =2149.2（t/h）t= Gt / Qt =2149.2/1710=1.26說明：空氣比容與空氣密度數(shù)值基本無(wú)變化，因此在計(jì)算中忽略。5.1.2根據(jù)實(shí)測(cè)工況參數(shù)由辛普遜積分法計(jì)算特性數(shù)t =2.225.1.3根據(jù)計(jì)算出的t 和t 在修正氣水比計(jì)算圖上求得b點(diǎn)，過b點(diǎn)作平行于設(shè)計(jì)塔熱力性能曲線的直線，直線與工作特性曲線相交于C點(diǎn)，其相應(yīng)的氣水比c=1.203.02.52.0 I 圖2圖1 b c 0.8 0.9 1.0 1.5 2.0 5.1.4評(píng)價(jià)計(jì)算：sQ= Gt / Qdc= 2149.2/

10、（18001.20）100%=99.5%5.2污循環(huán)（第一輪）（表2）項(xiàng) 目設(shè) 計(jì) 工 況實(shí) 測(cè) 工 況進(jìn)塔空氣干球溫度進(jìn)塔空氣濕球溫度28.29.97進(jìn)塔水流量（t/h）800840進(jìn)塔水溫20.17出塔水溫3618.86風(fēng)機(jī)軸功率(kw)18.416.6進(jìn)塔空氣流量(t/h)928汽水比1.165.2.1計(jì)算實(shí)測(cè)進(jìn)塔空氣流量Gt和氣水比tGt= Gd（d/t）（N t/ N d ）1/3 （d /t ）1/3 =928（16.6/18.4）1/3 =896（t/h）t= Gt / Qt =911/840=1.07說明：空氣比容與空氣密度數(shù)值基本無(wú)變化，因此在計(jì)算中忽略。5.2.2根據(jù)實(shí)測(cè)工

11、況參數(shù)由辛普遜積分法計(jì)算特性數(shù)t =1.665.2.3根據(jù)計(jì)算出的t 和t 在修正氣水比計(jì)算圖上求得b點(diǎn)，過b點(diǎn)作平行于設(shè)計(jì)塔熱力性能曲線的直線，直線與工作特性曲線相交于圖2C點(diǎn)，其相應(yīng)的氣水比c=1.052.01.51.0 I b c 0.8 0.9 1.0 1.5 2.0 5.2.4評(píng)價(jià)計(jì)算：sQ= Gt / Qdc= 896/（8001.05）100%=106.67%5.3清循環(huán)清循環(huán)（第二輪）（表3）項(xiàng) 目設(shè) 計(jì) 工 況實(shí) 測(cè) 工 況進(jìn)塔空氣干球溫度進(jìn)塔空氣濕球溫度28.227.8進(jìn)塔水流量（t/h）18001800進(jìn)塔水溫33.71出塔水溫3331.11風(fēng)機(jī)軸功率(kw)7267.5

12、進(jìn)塔空氣流量(t/h)2186.3汽水比1.215.3.1計(jì)算實(shí)測(cè)進(jìn)塔空氣流量Gt和氣水比tGt= Gd（d/t）（N t/ N d ）1/3 （d /t ）1/3 =2186.3（70/72）1/3=2164.2（t/h）t= Gt / Qt =2164.2/1800=1.20說明：空氣比容與空氣密度數(shù)值基本無(wú)變化，因此在計(jì)算中忽略。5.3.2根據(jù)實(shí)測(cè)工況參數(shù)由辛普遜積分法計(jì)算特性數(shù)t =2.10圖35.3.3根據(jù)計(jì)算出的t 和t 在修正氣水比計(jì)算圖上求得b點(diǎn)，過b點(diǎn)作平行于設(shè)計(jì)塔熱力性能曲線的直線，直線與工作特性曲線相交于C點(diǎn)，其相應(yīng)的氣水比c=1.19 圖33.02.52.0 I b c

13、 0.8 0.9 1.0 1.5 2.0 5.3.4評(píng)價(jià)計(jì)算：sQ= Gt / Qdc= 2164.2/（18001.19）100%=101.3%5.4污循環(huán)（第二輪）（表4）：項(xiàng) 目設(shè) 計(jì) 工 況實(shí) 測(cè) 工 況進(jìn)塔空氣干球溫度進(jìn)塔空氣濕球溫度27.8進(jìn)塔水流量（t/h）28.2840進(jìn)塔水溫80032.3出塔水溫3631.7風(fēng)機(jī)軸功率(kw)18.416.1進(jìn)塔空氣流量(t/h)928汽水比1.165.4.1計(jì)算實(shí)測(cè)進(jìn)塔空氣流量Gt和氣水比tGt= Gd（d/t）（N t/ N d ）1/3 （d /t ）1/3 =928（16.1/18.4）1/3 =887.6（t/h）t= Gt / Q

14、t =887/840=1.06說明：空氣比容與空氣密度數(shù)值基本無(wú)變化，因此在計(jì)算中忽略。5.4.2根據(jù)實(shí)測(cè)工況參數(shù)由辛普遜積分法計(jì)算特性數(shù)t =1.445.4.3根據(jù)計(jì)算出的t 和t 在修正氣水比計(jì)算圖上求得b點(diǎn)，過b點(diǎn)作平行于設(shè)計(jì)塔熱力性能曲線的直線，直線與工作特性曲線相交于圖4C點(diǎn)，其相應(yīng)的氣水比c=1.10 圖42.01.51.0 I b c 0.8 0.9 1.0 1.5 2.0 5.4.4由附件提供的規(guī)程式進(jìn)行評(píng)價(jià)計(jì)算sQ= Gt / Qdc= 887.6/（8001.10）100%=100.86%6 評(píng)價(jià)結(jié)論6.1清循環(huán)冷卻水主要冷卻爐體部分，回水溫度受環(huán)境溫度影響不大，從數(shù)據(jù)可以

15、看出，冬季由于環(huán)境溫度較低，因此出水溫度要比夏季略低一些，但不影響冷卻塔的運(yùn)行。清循環(huán)冷卻塔從計(jì)算結(jié)果來(lái)看，冬季評(píng)價(jià)指標(biāo)與夏季評(píng)價(jià)指標(biāo)均達(dá)到了95%以上，也就是說，清循環(huán)冷卻塔實(shí)測(cè)冷卻能力達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。6.2污循環(huán)系統(tǒng)冷卻水主要是冷卻爐底部分，由于冷卻水直接環(huán)境接觸，因此受環(huán)境溫度影響較大，冬季與夏季回水溫度相差較大，對(duì)冷卻塔冷卻能力的發(fā)揮帶來(lái)一定影響。從評(píng)價(jià)指標(biāo)來(lái)看，污循環(huán)冷卻塔已達(dá)到了設(shè)計(jì)的要求，評(píng)價(jià)指標(biāo)均達(dá)到了95%以上，并且冬季達(dá)到了106.67%超過設(shè)計(jì)要求。6.3污循環(huán)只有50%的水量進(jìn)行冷卻，由于近幾年用戶生產(chǎn)工藝的變化，對(duì)送水水溫要求也越來(lái)越高，尤其在夏季這種矛盾比較突出。因

16、此建議在條件允許的情況下增加一到兩座冷卻塔，以增加冷卻水量，提高冷卻塔的冷卻效率，來(lái)滿足生產(chǎn)的需要。7 附錄7.1第一輪：（2月14日-2月28日）（表5）日期14日15日16日17日18日19日20日21日22日23日24日25日26日27日28日清循環(huán)進(jìn)水溫度363634323635363232353430303230出水溫度27.628.426.126.429.926.326.927.627.227.22625.626.427.326.1濕球溫度9987.5119.59.510.513156.58.51012.510溫差8.47.67.95.66.18.79.14.44.87.884.4

17、3.64.73.9污循環(huán)進(jìn)水溫度1718181820202022.523251919202320出水溫度15.517.216.617.219.218.719.320.921.42418.71717.620.919.3濕球溫度9987.5119.59.510.513156.58.51012.510溫差1.50.81.40.80.81.30.71.61.610.322.42.10.77.2第二輪：（7月3日-7月11日）（表6）日期3日4日5日6日7日8日9日10日11日清循環(huán)進(jìn)水溫度34.133.833.133.433.533.634.234.733出水溫度31.431.130.53131.13131.731.930.3濕球溫度2827.427.52728.528.127.22927.5溫差2.72.72.62.42.42.62.52.82.7污循環(huán)進(jìn)水溫度32.332.13232.73