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文檔簡介
1、非標狀態(tài)下成品冷卻塔的選用引言:工程設(shè)計中常用冷卻塔設(shè)計規(guī)范有:玻璃纖維增強塑料冷卻塔(第1部分:中小型玻璃纖維增強塑料冷卻塔)(GB/T 7190.1-2008)(簡稱塑冷1)玻璃纖維增強塑料冷卻塔(第2部分:大型玻璃纖維增強塑料冷卻塔)(GB/T 7190.2-2008)(簡稱塑冷2)機械通風冷卻塔工藝設(shè)計規(guī)范GB/T50392-2006(簡稱機冷)工業(yè)循環(huán)水冷卻設(shè)計規(guī)范GB/T50102-2003(簡稱工冷)其中機冷及工冷均針對工業(yè)構(gòu)筑冷卻塔的工藝設(shè)計,較詳盡的介紹了冷卻塔的工藝設(shè)計及計算方法;機冷第1.0.2條明確規(guī)定:不適用于開放式冷卻塔、噴射式冷卻塔、小型玻璃鋼冷卻塔的設(shè)計。玻璃纖
2、維增強塑料冷卻塔(1,2)中的主要計算公式大量套用前述規(guī)范條文,對工程中大量應(yīng)用的小型成品塑料冷卻塔的選用計算卻極少涉及??照{(diào)工程中制冷設(shè)備在穩(wěn)定工作狀態(tài)下,制冷機的排熱相對穩(wěn)定,尚可參照生產(chǎn)廠家提供的標準狀態(tài)下的數(shù)據(jù)進行適當?shù)男拚筮x用,運行結(jié)果不致出太大的偏差;而在工業(yè)企業(yè)中,承載廢熱的液體溫度常遠遠偏離標準狀態(tài),如何進行這類冷卻塔的選型,找到一種便捷的方法對冷卻結(jié)果進行預(yù)判并制定合理的設(shè)計方案便成了筆者一直努力的方向。 一;設(shè)計環(huán)境建筑給排水設(shè)計規(guī)范GB50015-2003(2009)第3.10.2條:冷卻塔設(shè)計計算所選用的空氣干球溫度和濕球溫度,應(yīng)與所服務(wù)的空調(diào)等系統(tǒng)的設(shè)計空氣干球溫度
3、和濕球溫度相吻合,應(yīng)采用歷年平均不保證50h的干球溫度和濕球溫度。其條文解釋:“本條規(guī)定:國家采暖通風與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計規(guī)范GB50019-2003第3.2.7條規(guī)定:夏季空氣調(diào)節(jié)室外計算干球溫度,應(yīng)采用歷年平均不保證50h的干球溫度;第3.2.8條規(guī)定:夏季空氣調(diào)節(jié)室外計算濕球溫度,應(yīng)采用歷年平均不保證50h的濕球溫度”民用建筑供暖通風與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計規(guī)范GB50736-2012第4.1.6條:夏季空調(diào)室外計算干球溫度,應(yīng)采用歷年平均不保證50小時的干球溫度;第4.1.7條:夏季空調(diào)室外計算濕球溫度,應(yīng)采用歷年平均不保證50小時的濕球溫度機冷GB/T50392-2006第4.0.4條:應(yīng)以日平均濕
4、球溫度為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計宜采用當?shù)囟嗄昶骄拿磕曜顭釙r期3個月中最熱天數(shù)不超過510天的日平均濕球溫度作為濕球溫度,并以與之對應(yīng)的日平均干球溫度、大氣壓作為設(shè)計干球溫度、大氣壓。工冷GB/T50102-2003第2.1.11條:冷卻塔的最高冷卻水溫不應(yīng)超過生產(chǎn)工藝允許的最高值;計算冷卻塔的最高計算水溫的氣象條件應(yīng)符合下列規(guī)定:1, 根據(jù)生產(chǎn)工藝的要求,宜采用按濕球溫度頻率統(tǒng)計方法計算的頻率為5%10%的日平均氣象條件;2, 氣象資料應(yīng)采用近期連續(xù)不少于5年,每年最熱時期不少于三個月(一般為6、7、8三個月)的日平均值3, 當產(chǎn)品或設(shè)備對冷卻水溫的要求極為嚴格或要求不高時,根據(jù)具體要求,也可適當
5、提高或降低氣象條件標準由以上各不同規(guī)范對氣象條件的要求可以看出:各規(guī)范針對不同的設(shè)計對象所提要求的嚴格程度是不同的;建水GB50015-2003(2009)的條文針對的是空調(diào)工程中所用到的冷卻塔,其氣象條件對應(yīng)于暖通專業(yè)中對冷卻水的要求;機冷GB/T50392-2006和工冷GB/T50102-2003針對工業(yè)冷卻用水,其對水溫的要求相對寬范,所提氣象要求也較靈活;由于暖通規(guī)范中氣象資料比較完善,本文雖討論工業(yè)高溫冷卻水的問題,基礎(chǔ)資料仍取自暖通規(guī)范,這并不影響對問題本質(zhì)的探討。三,基礎(chǔ)資料以蘇州地區(qū)氣象資料為例: 統(tǒng)計年份:19712000;該資料的跨度滿足各規(guī)范對統(tǒng)計時間的要求夏季空氣調(diào)節(jié)
6、室外計算干球溫度:34.4夏季空氣調(diào)節(jié)室外計算濕球溫度:28.3夏季通風室外計算相對濕度:70%冬季通風室外計算溫度:3.7夏季室外大氣壓力:100.37KPa四,基本計算4.1飽和水蒸汽分壓計算P=2.0057173-3.142305(-)+8.2-0.0024804(373.16-T)4.1.1進塔空氣在濕球溫度下(28.3)的水蒸汽分壓(KPa)P=2.0057173-3.142305(-)+8.2-0.0024804373.16-(273.1628.3)=0.00289364+0.7598561947-0.17784468=0.585P=3.846KPa4.1.2進塔空氣在干球溫度下(
7、34.4)的水蒸汽分壓(KPa)P=2.0057173-3.142305(-)+8.2-0.0024804373.16-(273.1634.4)=0.2096308388+0.6885149038-0.16271424=0.7354P=5.437Kpa4.1.3進塔空氣在干球溫度下(50)的水蒸汽分壓(KPa)P=12.335Kpa4.1.3進塔空氣在干球溫度下(60)的水蒸汽分壓(KPa)P=19.917Kpa4.1.3進塔空氣在干球溫度下(70)的水蒸汽分壓(KPa)P=31.16Kpa4.2進塔空氣相對濕度= P-A()/ P=3.8460.0007974*100.37(34.428.3
8、)/5.4370.6175 4.3進塔空氣的焓值(KJ/Kg)=1.006+0.622(2500+1.858)P/(P-P)=1.006*34.4+0.622(2500+1.858*34.4)*0.6175*5.437/(100.37-3.846)=34.6064+5354.147566/96.524=90(KJ/Kg)=1.006*34.4+0.622(2500+1.858*34.4)*0.6175*5.437/(100.37-3.846)=34.6064+5354.147566/96.524=90(KJ/Kg)出塔空氣焓: 溫差5=+=90+=119.4(KJ/Kg)溫差10=+=90+=
9、148.76(KJ/Kg)溫差15=+=90+=178(KJ/Kg)溫差20=+=90+=207.5(KJ/Kg)溫差25=+=90+=236.8(KJ/Kg)溫差30=+=90+=256.3(KJ/Kg)溫差35=+=90+=295.6(KJ/Kg)塔內(nèi)空氣平均焓溫差5=(+)/2=104.7(KJ/Kg)溫差10=(+)/2=119.4(KJ/Kg)溫差15=(+)/2=134(KJ/Kg)溫差20=(+)/2=148.7(KJ/Kg)溫差25=(+)/2=163.4(KJ/Kg)溫差30=(+)/2=173(KJ/Kg)溫差35=(+)/2=193(KJ/Kg)4.4飽和空氣的焓值(KJ
10、/Kg)=1.006+0.622(2500+1.858)P/(P-P)溫度為37時,=144.2溫度為50時,=277.3溫度為60時,=464.5溫度為70時,=811.1五,推導(dǎo)逆流冷卻塔熱力學(xué)平衡基本方程(-h)dV=QdtN=V/Q=dtV-冷卻塔填料體積,-淋水填料的容積散質(zhì)系數(shù),kg/.hQ-進塔熱水流量,kg/hN-冷卻數(shù)-水的比熱,KJ/kg.t2-出塔水溫,K-考慮蒸發(fā)水量傳熱的流量系數(shù) K=1-t2/586-0.56(t2-20)K30=0.95 K35=0.94 K40=0.93 K45=0.92 K50=0.912 K32=0.945對于一個選定的成品冷卻塔來說,填料的
11、體積V是固定的;容積散質(zhì)系數(shù)也是相對不變的;本文主要目標是討論不同進水水溫下的冷卻效果,因此生產(chǎn)工藝中的排水也是已知的,不去討論它的變化;因此,冷卻塔的冷卻數(shù)即是一個定數(shù),所不同的是冷卻塔的出水水溫,如下式: dt=dt上式按相關(guān)規(guī)范可采用辛普遜公式近似求解dt=(+)=(0.046+0.197+0.04)=1.04N=1.04=dt通過試算(試算過程過于繁瑣,本文不列出過程),進水水溫為70時,出水水溫約39進水水溫為60時,出水水溫約37;進水水溫為50時,出水水溫約36;結(jié)論:1:由于進水水溫的提高,增加了傳熱的動力,使冷卻塔的換熱量遠大于標準進水水溫時的換熱量,但在不提高氣水比的情況下,一次換熱無法達到設(shè)備標準狀態(tài)下的出水溫度;在此情況下,需通過其它輔助手段,如增加冷卻水池預(yù)冷或采用冷卻塔兩次冷卻.2:
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