節(jié)水型冷卻塔.doc

單位：氯化異氰尿酸廠建議人姓名：胡格吉勒?qǐng)D崗位工藝工程師建議名稱（主題）節(jié)水型冷卻塔建議內(nèi)容（理由）降低循環(huán)水蒸發(fā)量?jī)?nèi)容包括： 我國(guó)人均水資源量只相當(dāng)于世界人均量的1/4，約1/3的人口生活在缺水地區(qū)，尤其是北方的一些城市已出現(xiàn)嚴(yán)重的缺水情況，水資源短缺已成為制約我國(guó)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的重要因素。紡織、石油化工、造紙、冶金及火力發(fā)電等由于大量使用濕式冷卻塔同屬高耗水行業(yè)。如何實(shí)現(xiàn)冷卻塔節(jié)水一直困擾著這些行業(yè)。濕式冷卻塔除了有水損失量大之缺點(diǎn)外，在冷卻塔出口處的大量水霧還會(huì)帶來(lái)水霧污染等.為此特提出使用節(jié)水環(huán)保型冷卻塔的建議。在工業(yè)用水中80%是循環(huán)水，工業(yè)節(jié)水主要是指循環(huán)用水，也就是循環(huán)水冷卻設(shè)備的節(jié)水。節(jié)水型冷卻塔是提高工業(yè)用水效率，推進(jìn)企業(yè)節(jié)能減排的關(guān)鍵設(shè)備。節(jié)水型冷卻塔具有如下技術(shù)特點(diǎn)：1、節(jié)水效率高，可使冷卻塔內(nèi)7590%的水蒸氣冷凝轉(zhuǎn)變成凝結(jié)水；2、冷凝裝置自控設(shè)計(jì)，操作方便；3、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益顯著，由于用水量降低，致使排污量減少；4、適應(yīng)當(dāng)前節(jié)水產(chǎn)業(yè)政策，是具有發(fā)展前景的高新技術(shù)。濕式冷卻塔以其造價(jià)低、換熱效率高、降溫極限為空氣濕球溫度等優(yōu)點(diǎn)，目前被廣泛應(yīng)用于石油、化工、紡織及火力發(fā)電等行業(yè)，但是其水損失量大、水霧污染嚴(yán)重。由于濕式冷卻塔主要是利用蒸發(fā)換熱，即通過(guò)循環(huán)水與環(huán)境空氣的直接接觸過(guò)程中，部分水的蒸發(fā)帶走大量熱量，從而達(dá)到對(duì)循環(huán)水降溫的目的，因此，蒸發(fā)水損失是濕式冷卻塔對(duì)循環(huán)水進(jìn)行降溫的必然產(chǎn)物，是不可避免的。而干式冷卻塔的最大優(yōu)點(diǎn)是蒸發(fā)水損失為零，但由于它是利用空氣與水通過(guò)換熱器壁面的不接觸對(duì)流換熱來(lái)冷卻水，其換熱效率低，體積龐大造價(jià)高，且降溫極限為空氣干球溫度，在夏天等環(huán)境溫度較高時(shí)很難達(dá)到降溫要求，故其應(yīng)用受到限制。本建議綜合上述二類冷卻塔特點(diǎn)，提出如下節(jié)水環(huán)保型冷卻塔，如圖1所示，對(duì)目前常用的濕式逆流冷卻塔進(jìn)行改進(jìn)，即在收水器上部設(shè)置干式換熱器，在塔側(cè)壁開(kāi)設(shè)專用空氣引風(fēng)口，利用這股空氣對(duì)循環(huán)水在換熱器中進(jìn)行預(yù)降溫，換熱器分擔(dān)部分冷卻任務(wù)，以減小填料層的冷卻負(fù)荷，即減小水的蒸發(fā)量，從而達(dá)到節(jié)水目的。并且，由于在收水器上方設(shè)置了干式換熱器，從收水器上來(lái)的經(jīng)過(guò)填料層的高溫近飽和濕空氣，要與從換熱器出來(lái)的溫度高而相對(duì)濕度低的空氣混合，然后再?gòu)娘L(fēng)機(jī)排出，此時(shí)排出的氣體與普通純濕式冷卻塔排出的氣體相比，其相對(duì)濕度以及露點(diǎn)要小很多，從而可大大降低產(chǎn)生水霧的可能性以及產(chǎn)生水霧時(shí)析出的水量，從而減小水霧污染。新型塔尤其適合年平均氣溫較低的地區(qū)，因?yàn)楦汕驕囟仍降?，換熱器的冷卻效果越好;且冷卻塔的截面尺寸越小，整體匹配后換熱器可承擔(dān)的冷卻負(fù)荷越大，從而節(jié)水率越大。通過(guò)以下幾個(gè)分析論證，新型冷卻塔適用于我廠所在地區(qū)：圖2為環(huán)境干球溫度對(duì)換熱器及填料層水的溫降量的影響，由圖可見(jiàn)，隨著環(huán)境干球溫度的降低，換熱器及填料層水的溫降量都增加，換熱器的降溫效果逐漸體現(xiàn)出來(lái)，而且隨著干球溫度的降低，換熱器的溫降在總溫降中所占的份額增加。圖2環(huán)境溫度對(duì)水降溫量的影響我們所處地方屬于嚴(yán)重缺水區(qū)，年平均氣溫低，每年絕大多數(shù)時(shí)間都在15以下，而且非常長(zhǎng)的時(shí)間是在零度以下，有時(shí)甚至零下30多度，這樣的氣候非常有利于新型冷卻塔的應(yīng)用。由于當(dāng)環(huán)境溫度很低時(shí)，普通濕塔在填料層下端進(jìn)風(fēng)口處會(huì)出現(xiàn)結(jié)冰問(wèn)題。而對(duì)于新型冷卻塔，這時(shí)可以關(guān)閉下端進(jìn)風(fēng)口、打開(kāi)旁通閥，使循環(huán)水在干式換熱器冷卻后不經(jīng)過(guò)填料直接回到用水系統(tǒng)，則可徹底避免冷卻塔結(jié)冰問(wèn)題。圖3為環(huán)境干球溫度對(duì)新型塔出口空氣相對(duì)濕度的影響，可見(jiàn)，隨著環(huán)境溫度的降低，塔出口空氣的相對(duì)濕度先是迅速下降，約在10時(shí)到最低點(diǎn)又轉(zhuǎn)而緩慢增加。呈現(xiàn)這種變化的原因可解釋如下，出口空氣中的水蒸氣一部分是來(lái)自部分循環(huán)水的蒸發(fā)，另部分是來(lái)自空氣中的水蒸氣。由于假設(shè)保持環(huán)境空氣的相對(duì)濕度不變，所以隨著環(huán)境干球溫度的降低，入口空氣中的水蒸氣含量減少，而塔中循環(huán)水的蒸發(fā)量增大。在干球溫度從30降至10的過(guò)程中，循環(huán)水的蒸發(fā)水量保持接近勻速的增長(zhǎng)，而入口環(huán)境空氣中的水蒸氣含量則最開(kāi)始時(shí)減小得特別快，而后來(lái)側(cè)變得越來(lái)越慢，在3010過(guò)程中，塔出口氣相對(duì)濕度主要受入口氣含濕量迅速降低的影響而減小；在10以下過(guò)程中，出口氣相對(duì)濕度則主要受蒸發(fā)水量增加的影響而增大，所以，圖3中出口空氣相對(duì)濕度出現(xiàn)一個(gè)最低點(diǎn)。圖3環(huán)境溫度對(duì)塔出口空氣相對(duì)濕度的影響圖4為新型塔出口氣露點(diǎn)溫度隨環(huán)境干球溫度的變化，由圖可見(jiàn)，塔出口空氣露點(diǎn)溫度隨著環(huán)境溫度的降低而降低。而普通濕塔出口處空氣相對(duì)濕度一般都接近100%，露點(diǎn)溫度略小于循環(huán)水入口水溫。即新型塔出口空氣的相對(duì)濕度和露點(diǎn)溫度都遠(yuǎn)小于普通濕塔，所以其塔出口處的結(jié)霧的情況可以被大大減弱。圖4環(huán)境溫度對(duì)塔空氣露點(diǎn)溫度的影響圖5為在不同干球環(huán)境溫度下新型塔與普通濕塔蒸發(fā)水損失率的比較。在這里，蒸發(fā)水損失率指的是單位時(shí)間內(nèi)蒸發(fā)水量占總循環(huán)水的百分比，圖中下部的曲線是新型塔的蒸發(fā)水損失率，上部是與新型塔達(dá)到相同降溫效果時(shí)濕式冷卻塔的蒸發(fā)水損失率。從圖中可以看出，新型塔的水損失率要低于濕塔，隨著環(huán)境干球溫度的降低，兩塔的蒸發(fā)水損失率都增加，但新型塔的蒸發(fā)水損失增加得較慢，而二者的差值即為由于采用新型塔而減少的蒸發(fā)水損失率，即節(jié)省的蒸發(fā)水量占總循環(huán)水量的百分比，由圖可見(jiàn)，這個(gè)值隨環(huán)境溫度的降低而增大，即新型塔的蒸發(fā)節(jié)水量增大;同時(shí)由于循環(huán)水的蒸發(fā)會(huì)帶來(lái)相應(yīng)的排污水損失，而新型塔減少了蒸發(fā)水損失，必然還會(huì)同時(shí)減少相應(yīng)的排污水損失，即新型塔會(huì)有更大的綜