節(jié)水型冷卻塔.doc

單位：氯化異氰尿酸廠建議人姓名：胡格吉勒圖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)量內(nèi)容包括： 我國人均水資源量只相當于世界人均量的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)嚴重的缺水情況，水資源短缺已成為制約我國經(jīng)濟和社會發(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外，在冷卻塔出口處的大量水霧還會帶來水霧污染等.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)水冷卻設備的節(jié)水。節(jié)水型冷卻塔是提高工業(yè)用水效率，推進企業(yè)節(jié)能減排的關(guān)鍵設備。節(jié)水型冷卻塔具有如下技術(shù)特點：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、冷凝裝置自控設計，操作方便；3、經(jīng)濟和社會效益顯著，由于用水量降低，致使排污量減少；4、適應當前節(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低、換熱效率高、降溫極限為空氣濕球溫度等優(yōu)點，目前被廣泛應用于石油、化工、紡織及火力發(fā)電等行業(yè)，但是其水損失量大、水霧污染嚴重。由于濕式冷卻塔主要是利用蒸發(fā)換熱，即通過循環(huán)水與環(huán)境空氣的直接接觸過程中，部分水的蒸發(fā)帶走大量熱量，從而達到對循環(huán)水降溫的目的，因此，蒸發(fā)水損失是濕式冷卻塔對循環(huán)水進行降溫的必然產(chǎn)物，是不可避免的。而干式冷卻塔的最大優(yōu)點是蒸發(fā)水損失為零，但由于它是利用空氣與水通過換熱器壁面的不接觸對流換熱來冷卻水，其換熱效率低，體積龐大造價高，且降溫極限為空氣干球溫度，在夏天等環(huán)境溫度較高時很難達到降溫要求，故其應用受到限制。本建議綜合上述二類冷卻塔特點，提出如下節(jié)水環(huán)保型冷卻塔，如圖1所示，對目前常用的濕式逆流冷卻塔進行改進，即在收水器上部設置干式換熱器，在塔側(cè)壁開設專用空氣引風口，利用這股空氣對循環(huán)水在換熱器中進行預降溫，換熱器分擔部分冷卻任務，以減小填料層的冷卻負荷，即減小水的蒸發(fā)量，從而達到節(jié)水目的。并且，由于在收水器上方設置了干式換熱器，從收水器上來的經(jīng)過填料層的高溫近飽和濕空氣，要與從換熱器出來的溫度高而相對濕度低的空氣混合，然后再從風機排出，此時排出的氣體與普通純濕式冷卻塔排出的氣體相比，其相對濕度以及露點要小很多，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)，因為干球溫度越低，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的冷卻負荷越大，從而節(jié)水率越大。通過以下幾個分析論證，新型冷卻塔適用于我廠所在地區(qū)：圖2為環(huán)境干球溫度對換熱器及填料層水的溫降量的影響，由圖可見，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，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)境溫度對水降溫量的影響我們所處地方屬于嚴重缺水區(qū)，年平均氣溫低，每年絕大多數(shù)時間都在15以下，而且非常長的時間是在零度以下，有時甚至零下30多度，這樣的氣候非常有利于新型冷卻塔的應用。由于當環(huán)境溫度很低時，普通濕塔在填料層下端進風口處會出現(xiàn)結(jié)冰問題。而對于新型冷卻塔，這時可以關(guān)閉下端進風口、打開旁通閥，使循環(huán)水在干式換熱器冷卻后不經(jīng)過填料直接回到用水系統(tǒng)，則可徹底避免冷卻塔結(jié)冰問題。圖3為環(huán)境干球溫度對新型塔出口空氣相對濕度的影響，可見，隨著環(huán)境溫度的降低，塔出口空氣的相對濕度先是迅速下降，約在10時到最低點又轉(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自部分循環(huán)水的蒸發(fā)，另部分是來自空氣中的水蒸氣。由于假設保持環(huán)境空氣的相對濕度不變，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的過程中，循環(huán)水的蒸發(fā)水量保持接近勻速的增長，而入口環(huán)境空氣中的水蒸氣含量則最開始時減小得特別快，而后來側(cè)變得越來越慢，在3010過程中，塔出口氣相對濕度主要受入口氣含濕量迅速降低的影響而減??；在10以下過程中，出口氣相對濕度則主要受蒸發(fā)水量增加的影響而增大，所以，圖3中出口空氣相對濕度出現(xiàn)一個最低點。圖3環(huán)境溫度對塔出口空氣相對濕度的影響圖4為新型塔出口氣露點溫度隨環(huán)境干球溫度的變化，由圖可見，塔出口空氣露點溫度隨著環(huán)境溫度的降低而降低。而普通濕塔出口處空氣相對濕度一般都接近100%，露點溫度略小于循環(huán)水入口水溫。即新型塔出口空氣的相對濕度和露點溫度都遠小于普通濕塔，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)境溫度對塔空氣露點溫度的影響圖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，上部是與新型塔達到相同降溫效果時濕式冷卻塔的蒸發(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，這個值隨環(huán)境溫度的降低而增大，即新型塔的蒸發(fā)節(jié)水量增大;同時由于循環(huán)水的蒸發(fā)會帶來相應的排污水損失，而新型塔減少了蒸發(fā)水損失，必然還會同時減少相應的排污水損失，即新型塔會有更大的綜