冷卻塔的選型比較

1、2.1風(fēng)機(jī)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(shí)減少了維護(hù)工作量,降低了維護(hù)費(fèi)用,這在業(yè)內(nèi)已是共識(shí)。當(dāng)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(fēng)機(jī),這是因?yàn)?在風(fēng)量相同時(shí),風(fēng)機(jī)直徑越大,風(fēng)機(jī)出口空氣動(dòng)壓越小,減少了系統(tǒng)的動(dòng)壓損失,從而達(dá)到了節(jié)能降耗的目的。舉例來說,在洞庭湖氮肥廠項(xiàng)目中,最初,風(fēng)機(jī)有兩種設(shè)計(jì)方案:直徑9.14 m,風(fēng)量323×104 m3/h,全壓203 Pa,動(dòng)壓112.2 Pa,所需軸功率212 kW;直徑10.06 m,風(fēng)量323×104 m3/h,全壓167.2 Pa,動(dòng)壓76.45 Pa,所需軸功率174

2、 kW。最終選用了10.06 m風(fēng)機(jī),風(fēng)機(jī)動(dòng)壓減小了35.75 Pa,功率消耗減少了38 kW,起到了良好的推薦精選節(jié)能作用。2.2提高風(fēng)機(jī)效率,做好機(jī)塔匹配冷卻塔風(fēng)機(jī)的選型關(guān)系到冷卻塔的效率、系統(tǒng)能耗、管理維護(hù)及噪聲影響等。正確選擇配套風(fēng)機(jī)已成為冷卻塔成功設(shè)計(jì)的標(biāo)志之一。以往在冷卻塔風(fēng)機(jī)的選取上,存在兩個(gè)方面的問題,一方面是根據(jù)冷卻塔要求的風(fēng)量和風(fēng)壓,按風(fēng)機(jī)廠家提供的風(fēng)機(jī)性能曲線進(jìn)行選型,首要考慮的是風(fēng)機(jī)的風(fēng)量、風(fēng)壓能否滿足要求,風(fēng)機(jī)的效率次之。另一方面,冷卻塔設(shè)計(jì)時(shí)的風(fēng)量和風(fēng)壓,都留有一定量的裕度,裕度的大小因設(shè)計(jì)者的習(xí)慣和經(jīng)驗(yàn)而異,這就造成風(fēng)機(jī)實(shí)際塔內(nèi)的工作點(diǎn)與理論選型時(shí)的工作點(diǎn)出現(xiàn)偏離

3、,風(fēng)機(jī)的效率點(diǎn)也隨之偏離,甚至下降。以常用的8.08.53 m風(fēng)機(jī)為例,一般軸功率為135 kW左右,如果風(fēng)機(jī)效率點(diǎn)下降3%,每年按運(yùn)行360 d計(jì),一臺(tái)風(fēng)機(jī)年增加電能損耗34 992 kW推薦精選·h。因此,一旦出現(xiàn)機(jī)塔選型和匹配不好,將使風(fēng)機(jī)在較低的效率下運(yùn)行,增加了功耗。為了避免上述問題的發(fā)生,設(shè)計(jì)院、冷卻塔廠家和風(fēng)機(jī)廠家三方有必要進(jìn)行一些有益的探索和試驗(yàn),加強(qiáng)合作和交流,找出機(jī)塔匹配的一般規(guī)律,并在今后的應(yīng)用中形成設(shè)計(jì)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(dāng)增大。但是,個(gè)別工程冷卻

4、水量已達(dá)到4 500 t/h,淋水面積也只有17 m×17 m=289 m2,淋水密度達(dá)到了15.57 t/(m·2h),這樣的結(jié)果,不但增加了風(fēng)機(jī)通風(fēng)量,而且也要增大風(fēng)機(jī)全壓,使整個(gè)冷卻塔的通推薦精選風(fēng)阻力增加,電機(jī)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(fēng)機(jī)風(fēng)量通過對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的多臺(tái)冷卻塔進(jìn)行測(cè)試,風(fēng)機(jī)風(fēng)量達(dá)不到設(shè)計(jì)值。例如:8.53 m風(fēng)機(jī),設(shè)計(jì)風(fēng)量為270×104 m3/h,測(cè)試風(fēng)量約為(210230)×105能耗比較與機(jī)械通風(fēng)塔相比，性能相同的機(jī)水壓力最低應(yīng)為$9$>1C，風(fēng)機(jī)電機(jī)L3，噴霧塔實(shí)際進(jìn)

5、水壓力為$9"%1C。機(jī)械通風(fēng)塔風(fēng)機(jī)能耗計(jì)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(jì)算O推薦精選>#M(?!7 G 8<$"式中O(水的容量，為"$LP G F8E?實(shí)際冷卻水量，為%<$F8 G H；水泵效率，取值!$Q。計(jì)算得：>#M""9"!L3·H能耗差!>O!>"=>#6 G>"R"$Q兩臺(tái)塔日節(jié)能#%!&g

6、t;R#M 8!"9<L3每年按88$個(gè)生產(chǎn)日計(jì)算I每年可"#5&#!L3·H，安鋼的電價(jià)按$9 5#元每年共節(jié)省電費(fèi)<5%!8元。<結(jié)論在E.C.公司資助的研究計(jì)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(dá)38%，另外亦可在使得其玻璃纖維設(shè)計(jì)成本費(fèi)用減少14%。推薦精選另外一個(gè)類似的研究分析也指出了添加碳纖所制得的風(fēng)葉片質(zhì)量會(huì)遠(yuǎn)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(shí)踐表明，使用填

7、料的冷卻塔，存在以下突出的缺點(diǎn)：1）在填料的選擇上存在著通風(fēng)阻力與散熱能力的矛盾。即散熱能力好的填料，其通風(fēng)阻力大；通風(fēng)阻力小的填料，其散熱能力又差。2）隨著運(yùn)行時(shí)間的增長，尤其是在水質(zhì)惡劣的情況下的運(yùn)行，水中的鈣鎂無機(jī)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(yùn)行成本。4）當(dāng)水淋過薄膜式填料時(shí)，水的表面積固定，增大淋水密度時(shí)，水膜失穩(wěn)形成波動(dòng)，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(yán)重地的降

8、低了冷卻塔效果。2 無填料噴霧冷卻塔針對(duì)傳統(tǒng)的填料冷卻塔存在的缺點(diǎn)，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(jìn)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(fēng)筒排入大氣。無填料噴霧冷卻塔又分2種類型： 無電動(dòng)風(fēng)機(jī)型（即噴霧推進(jìn)型 又稱噴霧通風(fēng)冷卻塔:國內(nèi)某些公司于上世紀(jì)末率先開發(fā)出這種塔型,以后又作過結(jié)構(gòu)上的改進(jìn)，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(dòng)量守恒原理帶動(dòng)風(fēng)扇葉片旋轉(zhuǎn),攪動(dòng)空氣,據(jù)稱可產(chǎn)生0.61.2的氣水比,使中溫塔能在標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)條件下降溫10左右。由于無塔頂電動(dòng)風(fēng)機(jī),節(jié)能效果顯著。有資料介紹，對(duì)這種塔型作

9、過一些考察,其主要缺點(diǎn)有二: 一是冷卻效果不佳,在夏季溫降約為67推薦精選(中溫塔);二是旋轉(zhuǎn)部件的密封存在很大問題。如江西富達(dá)鹽礦、河南平頂山中鹽皓龍公司、安徽定遠(yuǎn)鹽礦均曾采用這種塔型,但運(yùn)行不到1年,其中的軸承銹蝕嚴(yán)重,致使風(fēng)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(dòng)風(fēng)機(jī)，因此,該種塔型的應(yīng)用越來越少。 圖1 電動(dòng)風(fēng)機(jī)型:其結(jié)構(gòu)原理見圖2。冷卻風(fēng)由安裝于塔頂?shù)妮S流風(fēng)機(jī)提供，軸流風(fēng)機(jī)由電機(jī)帶動(dòng)，能保證冷風(fēng)量，從而比水流帶動(dòng)的風(fēng)機(jī)更能保證冷卻效果。水流進(jìn)入噴嘴后,在噴嘴內(nèi)旋流片的作用下被霧化成直徑0.51.0 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

10、套開發(fā)出新型收水器,可降低飄水損失。推薦精選圖2理論分析與實(shí)際應(yīng)用表明，無填料噴霧冷卻塔具有如下明顯的優(yōu)點(diǎn)：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(jī)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(fèi)用，降低了運(yùn)行成本。2）降低了通風(fēng)阻力，增大了進(jìn)塔空氣量。在傳統(tǒng)的填料塔中，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(fēng)量將沿風(fēng)機(jī)運(yùn)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0.51.00mm的霧狀噴出，水霧直徑越小，則水的表面積越大。實(shí)踐表明，噴霧冷卻比填料冷卻水的表

11、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(shí)間。填料冷卻時(shí)，熱水只有從填料上住下流淌的一個(gè)冷卻過程（即逆流過程），噴霧冷卻時(shí)，熱水有順流和逆流兩個(gè)冷卻過程。同時(shí)，部份水霧將在塔中懸浮，延長了熱水與空氣的熱交換時(shí)間?；谝陨戏治黾霸跀?shù)百余座冷卻塔上的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)表明：電動(dòng)風(fēng)機(jī)型無填料噴霧冷卻塔的冷卻效果達(dá)到甚至優(yōu)于填料冷卻塔。尤其是在長期運(yùn)行過程 中，因?yàn)閲婌F塔的運(yùn)行成本低，更加顯示出其優(yōu)越性。3 水動(dòng)風(fēng)機(jī)冷卻塔南京星飛冷卻設(shè)備公司開發(fā)的水動(dòng)風(fēng)機(jī)冷卻塔，其核心技術(shù)是微型雙擊式水輪機(jī)，推薦精選由水輪機(jī)取代電動(dòng)機(jī)作為風(fēng)機(jī)動(dòng)力源，使風(fēng)機(jī)由原來的電力

12、驅(qū)動(dòng)改為水力驅(qū)動(dòng)，其他與傳統(tǒng)的填料冷卻塔相同。無電動(dòng)風(fēng)機(jī)型無填料噴霧冷卻塔與傳統(tǒng)的填料冷卻塔相比，有兩點(diǎn)改進(jìn)，一是取消填料，改為噴霧，二是取消電動(dòng)風(fēng)機(jī)，改為水力驅(qū)動(dòng)風(fēng)機(jī)。星飛水動(dòng)風(fēng)機(jī)冷卻塔與無電動(dòng)風(fēng)機(jī)型無填料噴霧冷卻塔相比，大體相當(dāng)于只用了其第二點(diǎn)改進(jìn)。所以可以說，上面談到的傳統(tǒng)填料冷卻塔和無電動(dòng)風(fēng)機(jī)型無填料噴霧冷卻塔的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，水動(dòng)風(fēng)機(jī)冷卻塔同時(shí)具備。其結(jié)構(gòu)見圖3。二、 一篇與眾不同的評(píng)價(jià)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(shí)例說明效果不錯(cuò)。鑒于此，之前我就向公司

13、領(lǐng)導(dǎo)推薦此技術(shù)。后來看到一篇與眾不同的評(píng)價(jià)文章，指出面對(duì)無填料噴霧冷卻塔應(yīng)用日益廣泛的局面,要對(duì)它給出一個(gè)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(dòng)風(fēng)機(jī)型主要缺點(diǎn)就出自該文，一些觀點(diǎn)值得借鑒、思考，便于合理選用?，F(xiàn)將該文摘要如下：2、存在的主要問題要求進(jìn)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(fēng)機(jī)能耗下降,為了獲得較好的霧化效果,進(jìn)塔水壓較填料塔高,進(jìn)塔主水管處水壓常為0.120.15MPa,風(fēng)機(jī)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(jìn)塔水壓下,冷卻效果不如填料塔好。技術(shù)市場(chǎng)混亂,缺少行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計(jì)規(guī)范

14、。國內(nèi)具有自主知識(shí)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(chǎng)。由于沒有行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計(jì)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)濟(jì)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(dāng)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(shí),降低進(jìn)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(jìn)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(biāo)準(zhǔn)試行設(shè)計(jì)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(chǎng)。三 、GWNT型無填料噴霧冷卻塔在濟(jì)鋼焦化廠的實(shí)際應(yīng)用濟(jì)鋼焦化廠2004年10月份對(duì)4#冷卻塔進(jìn)行改造大修,選用GWNT噴霧冷卻塔替代填料冷卻塔,取得良好效果，運(yùn)行對(duì)比指標(biāo)如表1推薦精選GWNT型無填料噴霧冷卻塔的的基本特征: 工作水壓在0.05MPa0.10MPa(進(jìn)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(fēng)機(jī)電機(jī)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(yùn)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(jì)鋼焦化廠走訪，了解到其使用效果確如文章介紹，非常理想。當(dāng)時(shí)該廠正準(zhǔn)備再改造一座，現(xiàn)已完成。四 我們新建工程冷卻塔選型