冷卻塔技術(shù)手冊(cè)

1、技術(shù)手冊(cè) 技術(shù)手冊(cè)一、 冷卻塔基本工作原理11 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(guò)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)。12 蒸發(fā)散熱原理 蒸發(fā)散熱通過(guò)物質(zhì)交換，即通過(guò)水分子不斷擴(kuò)散到空氣中來(lái)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(dòng)能大的水分子克服鄰近水Pv 水面薄飽和層的蒸汽壓力 Pa Pv 濕空氣中的水蒸汽分壓力 Pa分子的吸引力逃出水面而成為水蒸氣，由于能量大的水分子逃離，水面附近的水體能量變小，因此，水溫降低

2、，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(guò)程。13 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(guò)之移動(dòng)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(jiàn)圖2。 根據(jù)熱力學(xué)定律，熱水經(jīng)過(guò) 冷卻塔時(shí)，放出之熱量相等空氣 由入口至出口時(shí)

3、所吸收之熱量。L（t2-t1）=G（h2h1）L/G=（h2h1）/（t2-t1）=e/R其質(zhì)量之傳遞可以下列公式表示： Geg=ka（EIeg）dv - （1）eg：空氣總質(zhì)量熱焓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（F）T1：冷水溫度（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：

4、 空氣熱焓差kcal/kg of dry air（BTU/1b of dry air）R： 水溫度差（F） 14 冷卻塔有效容積（m3、ft3） 圖3為冷卻塔冷卻過(guò)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(zhǎng)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 為冷卻過(guò)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=（L/G）nCka

5、V/L：冷卻塔特性質(zhì)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：填料體積圖3：冷卻塔曲線圖二、 冷卻塔性能參數(shù)21 冷卻效能 部分人有一個(gè)錯(cuò)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(lái)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(méi)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=循環(huán)水流量冷幅比熱系數(shù) 熱量負(fù)荷和冷卻水塔的效能是沒(méi)有直接關(guān)系，所以無(wú)論冷卻水塔的體積大小，當(dāng)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32及3

6、7 ii）循環(huán)水流量為 200L/S iii）環(huán)境濕球溫度為 27 iv）逼近=32-27=5 v）冷幅=37-32=5 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33及43 ii）循環(huán)水流量為 200L/S iii）環(huán)境濕球溫度為 23 iv）逼近=33-23=10 v）冷幅=43-33=10 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(lái)衡量冷卻水塔的效能。 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

7、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。22 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(huì)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(shuō)明： 令：進(jìn)水溫度為 T1，出水溫度為T(mén)2，濕球溫度為T(mén)w，則 *：R=T1-T2 （）-（1） 式中：R：冷卻水的溫度差，對(duì)單位水量即是冷卻的熱負(fù)荷或制冷量Kcal/h 對(duì)式（1）可推論出水蒸發(fā)量的估算公式 *：E=（R/600）100% - （2） 式中：E-當(dāng)溫度下降R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

8、熱因素之后確定之常數(shù)。 如：R=37-32=5 則E=（5100）/600=0.83%總水量 或e=0.167%/1，即溫差為1時(shí)的水蒸發(fā)量 *：A=T2-T1 - （3） 式中：A-逼近度，即出水溫度（T2）逼近濕球溫度的程度，按熱交換器設(shè)計(jì)時(shí)冷端溫度差取值的慣例，宜取A3（CTI推進(jìn)A5 oF即2.78）A不是做不到，而是不合理和不經(jīng)濟(jì)。 23 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。 24 放空耗損量

9、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(lèi)生長(zhǎng)，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(chēng)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）-C B - 放空量（%，L/min） E - 蒸發(fā)量（%，L/min） N - 凝結(jié)量 C - 漂水量（%，L/min） 25 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)算如下： M=E+C+B M - 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%

10、 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 低噪音設(shè)計(jì) 塔體特殊設(shè)計(jì)提供較大的散水面 采用高效超靜寬葉軸流風(fēng)機(jī)，設(shè)計(jì)積，均勻的水流分布，合理水氣 配較慢的運(yùn)轉(zhuǎn)速度或另加裝“超分配，冷卻性能大大提高。 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(zhǎng) 軸流式的排風(fēng)設(shè)計(jì)，較一般離心 冷卻塔外殼采用玻璃鋼機(jī)構(gòu)、鋼 式的風(fēng)量大，風(fēng)扇葉采用鋁合金 結(jié)構(gòu)全部經(jīng)熱浸鍍鋅處理（HOT 制成，質(zhì)輕平穩(wěn)配合高效率的減 DIP GALVANIZATION），絕無(wú)腐蝕。 速機(jī)需要馬力較一般小，傳動(dòng)配 用途廣泛件中，傳

11、動(dòng)配件中V型帶或齒輪 可應(yīng)用于冷凍、空調(diào)、食品、輕紡均自國(guó)外進(jìn)口，使用壽命長(zhǎng)。 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(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)，均按寬葉大弦長(zhǎng)、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(dòng)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(jí)P55，380V/3/50Hz，并可根據(jù)用戶要求配備國(guó)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，緩慢流下，水有充分的散熱時(shí)間，所以其之散熱效