淺談冷卻塔節(jié)能技術(shù)

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1、INDUSTRIALWATER＆WASTEWATER工業(yè)用水與廢水voI．37增刊N0v．，2006淺談冷卻塔節(jié)能技術(shù)胡連江，王敬(天津辰鑫石化工程設(shè)計有限公司。天津300271)摘要：對機(jī)械通風(fēng)冷卻塔的通風(fēng)方式及逆流式機(jī)械通風(fēng)冷卻塔各部件進(jìn)行了分析．認(rèn)為逆流式冷卻塔的節(jié)能效果優(yōu)于橫流式冷舞塔。冷鉀塔的選擇不能僅以追價作依捂。還應(yīng)綜合考慮運(yùn)行費(fèi)用。關(guān)鍵詞：冷卻塔；節(jié)能技術(shù)；循環(huán)冷卻水中圖分類號：TU991．42文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B文章編號：1009—2455(2006)增：01—0001—05建設(shè)節(jié)約型社會。構(gòu)建資源節(jié)約的循環(huán)經(jīng)濟(jì)是我國國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展的總體規(guī)劃。

2、水的循環(huán)使用在一定意義上講，是貫徹、執(zhí)行這種戰(zhàn)略規(guī)劃的典型范例。目前。每年我國水資源約為30000億m3，取水量為6000億m3，其中工業(yè)取水量為l400億In，。循環(huán)水量為1500億m，。循環(huán)使用率為51．7％。在工業(yè)循環(huán)用水中，火力發(fā)電、鋼鐵、石油化工、造紙、紡織為國內(nèi)五大高用水工業(yè)．其循環(huán)水量達(dá)1100億m3，循環(huán)使用率還不到60％。水循環(huán)使用是最直接、最簡單、最易行、見效最快的節(jié)約水資源的技術(shù)路線。在節(jié)水的同時。尚能取得保護(hù)水環(huán)境的效果。但同國際水平相比。我國的水的循環(huán)使用率尚不高。特別是五大高用水工業(yè)，尚有進(jìn)一步提高水的循環(huán)使用率的很大空間。國外發(fā)達(dá)

3、國家，水的重復(fù)使用率達(dá)75％一85％，我國據(jù)此還有很大差距。要提高循環(huán)使用率，除國家制定一系列節(jié)水政策(包括制定取水定額、調(diào)整水價、建立用水審批制度?)外。應(yīng)進(jìn)一步研究節(jié)水技術(shù)的開發(fā)與推廣。循環(huán)水技術(shù)就是其中之一。循環(huán)水技術(shù)中。降低能耗是該技術(shù)的重要組成部分。循環(huán)水的冷卻與輸送的能耗約為0．2—0．3kW·h／(m3·h)．全國每年循環(huán)水耗電300—450億kW·h。冷卻塔是水循環(huán)使用的關(guān)鍵設(shè)備。也是循環(huán)水耗能的重要組成部分。研究冷卻塔耗能的根源。采取相應(yīng)節(jié)能的冷卻塔技術(shù)。對擴(kuò)大循環(huán)水的使用范圍，降低循環(huán)水的運(yùn)行成本，既有戰(zhàn)略意義。又有可觀的經(jīng)濟(jì)效益。收稿日期

4、：2006—09—26冷卻塔節(jié)能應(yīng)從設(shè)計人手，在產(chǎn)品技術(shù)開發(fā)、運(yùn)行、維護(hù)各個階段。都應(yīng)加強(qiáng)節(jié)能意識、樹立節(jié)能理念、建立節(jié)能制度、貫徹節(jié)能措施。使節(jié)能貫穿冷卻塔設(shè)計、制造、生產(chǎn)運(yùn)行的全過程。下面從合理確定循環(huán)冷水溫度、正確進(jìn)行塔型比較、對冷卻塔氣動與熱工性能進(jìn)行綜合優(yōu)化、降低配水高度減少配水壓力、注意運(yùn)行中節(jié)能等方面。對冷卻塔節(jié)能技術(shù)進(jìn)行初步探討。1合理確定循環(huán)水冷水水溫循環(huán)熱水通過在冷卻塔淋水填料中?？快什?溫度差與水蒸氣的分壓力差的函數(shù))進(jìn)行傳熱、傳質(zhì)。其冷卻任務(wù)用下式表示：r】．即：N=I告(1)o正一二式中：卜冷卻數(shù)：i’r-一與水溫對應(yīng)的飽和空氣焓：f

5、-(進(jìn)出塔)空氣比焓。在其他條件不變的條件下。冷水溫度愈低。越愈小，冷卻難度愈大，其冷卻任務(wù)數(shù)J7＼r愈大，需要的冷卻塔面積愈大，冷卻塔投資愈高。循環(huán)水按何種溫度設(shè)計，不僅僅取決于冷卻塔，還應(yīng)滿足工藝要求、產(chǎn)品收率，結(jié)合工藝?yán)鋮s設(shè)備、輸水水泵、輸水管網(wǎng)的投資及運(yùn)行費(fèi)用，是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，需要綜合確定。年費(fèi)用計算式如下：Z=易+磊(2)式中：z．冷卻塔年費(fèi)用；局——折舊年限的年平均基建投資(包括冷卻塔、水泵、管網(wǎng)、冷卻器等)；INDUSTRIALWATER&WASTEWATER工業(yè)用水與廢水v。1．37增刊N。v．，2006磊——在使用年限內(nèi)年平均折舊、運(yùn)行、維護(hù)

6、。工藝產(chǎn)品收率等費(fèi)用。而、zY為多變量函數(shù)，本文僅探討其與循環(huán)冷水水溫(f：)的關(guān)系，即：Z=以t2，?)(3)式中：t廣循環(huán)冷水水溫，℃。將年費(fèi)用最低做為目標(biāo)．最低年費(fèi)用時的冷水溫度，視為最佳循環(huán)冷水溫度。最佳冷水溫度t：，可通過將式(3)對t：進(jìn)行二階偏導(dǎo)。并令其等于零求解．即：．t27鼉爭=，”(t2，?)=0(4)052．上述方程的求解是非常復(fù)雜的．需要作出很多假設(shè)，約定邊界條件，才能實(shí)現(xiàn)簡化計算，使求解成為可能。特別是工藝產(chǎn)品收率，是很難計算的，通常不用改變工藝產(chǎn)品收率．而是在保證收率的條件下，改變冷凝冷卻器的換熱面積，而影響投資的變化，同時把換熱面

7、積的單價視為常數(shù)。合理確定循環(huán)冷水水溫是非常重要的。需要各方面協(xié)調(diào)配和工作，需要大量數(shù)據(jù)處理，才能獲得。根據(jù)石油化工工藝的特點(diǎn)，經(jīng)多年實(shí)踐探索，其循環(huán)水冷水溫度t：在t+(4～5)℃較為適宜(T為進(jìn)塔空氣濕球溫度)。個別用戶要求島一_r<3℃，應(yīng)對其必要性與實(shí)現(xiàn)的可能性進(jìn)行認(rèn)真論證。否則可能并非最佳經(jīng)濟(jì)模式。2選擇適宜的塔型石化行業(yè)的塔型選擇主要是指逆流式與橫流式的選擇(見圖1和圖2)。逆流式冷卻塔是水自上而下淋入淋水填料、空氣自下而上通過淋水填料，空氣與水逆向流動。橫流式冷卻塔是水自上而下淋入淋水填料、空氣則水平穿過淋水填料?？諝馀c水流動方向呈橫向交叉狀態(tài)。

8、由于水與空氣的接觸方式、接觸時間、構(gòu)造