冷卻塔損失水量計算
冷卻塔的工作原理:
冷卻塔是利用水和空氣的接觸,通過蒸發(fā)作用來散去工業(yè)上或制冷空調(diào)中產(chǎn)生的廢熱的一種設(shè)備?;驹硎牵焊稍铮ǖ挽手担┑目諝饨?jīng)過風機的抽動后,自進風網(wǎng)處進入冷卻塔內(nèi);飽和蒸汽分壓力大的高溫水分子向壓力低的空氣流動,濕熱(高焓值)的水自播水系統(tǒng)灑入塔內(nèi)。當水滴和空氣接觸時,一方面由于空氣與水的直接傳熱,另一方面由于水蒸汽表面和空氣之間存在壓力差,在壓力的作用下產(chǎn)生蒸發(fā)現(xiàn)象,帶到目前為走蒸發(fā)潛熱,將水中的熱量帶走即蒸發(fā)傳熱,從而達到降溫之目的。
冷卻塔的工作過程:
圓形逆流式冷卻塔的工作過程為例:熱水自主機房通過水泵以一定的壓力經(jīng)過管道、橫喉、曲喉、中心喉將循環(huán)水壓至冷卻塔的播水系統(tǒng)內(nèi),通過播水管上的小孔將水均勻地播灑在填料上面;干燥的低晗值的空氣在風機的作用下由底部入風網(wǎng)進入塔內(nèi),熱水流經(jīng)填料表面時形成水膜和空氣進行熱交換,高濕度高晗值的熱風從頂部抽出,冷卻水滴入底盆內(nèi),經(jīng)出水管流入主機。一般情況下,進入塔內(nèi)的空氣、是干燥低濕球溫度的空氣,水和空氣之間明顯存在著水分子的濃度差和動能壓力差,當風機運行時,在塔內(nèi)靜壓的作用下,水分子不斷地向空氣中蒸發(fā),成為水蒸氣分子,剩余的水分子的平均動能便會降低,從而使循環(huán)水的溫度下降。從以上分析可以看出,蒸發(fā)降溫與空氣的溫度(通常說的干球溫度)低于或高于水溫無關(guān),只要水分子能不斷地向空氣中蒸發(fā),水溫就會降低。但是,水向空氣中的蒸發(fā)不會無休止地進行下去。當與水接觸的空氣不飽和時,水分子不斷地向空氣中蒸發(fā),但當水氣接觸面上的空氣達到飽和時,水分子就蒸發(fā)不出去,而是處于一種動平衡狀態(tài)。蒸發(fā)出去的水分子數(shù)量等于從空氣中返回到水中的水分子的數(shù)量,水溫保持不變。由此可以看出,與水接觸的空氣越干燥,蒸發(fā)就越容易進行,水溫就容易降低。
冷卻塔的分類:
一、 按通風方式分有自然通風冷卻塔、機械通風冷卻塔、混合通風冷卻塔。
二、 按熱水和空氣的接觸方式分有濕式冷卻塔、干式冷卻塔、干濕式冷卻塔。
三、 按熱水和空氣的流動方向分有逆流式冷卻塔、橫流(交流)式冷卻塔、混流式冷卻塔。
四、 按形狀分有圓形冷卻塔、方形冷卻塔、矩形冷卻塔。
五、 按冷卻溫度分有標準型冷卻塔、中溫型冷卻塔、高溫型冷卻塔。
六、 按噪聲級別分為普通型冷卻塔、低噪型冷卻塔、超低噪型冷卻塔、超靜音型冷卻塔。
七、 按用途分有塑機專用冷卻塔、發(fā)電機專用冷卻塔、中頻爐專用冷卻塔、中央空調(diào)冷卻塔、電廠冷卻塔。
八、 其他有噴流式冷卻塔、無風機冷卻塔、雙曲線冷卻塔等。
冷卻水的補水問題
冷卻塔水量損失,包括三部分 :蒸發(fā)損失,風吹損失和排污損失,即:
Qm=Qe+ Qw+Qb
式中 :Qm為冷卻塔水量損失;Qe為燕發(fā)水量損失;Qw為風吹量損失;Qb為排污水量損失。
(1) 蒸發(fā)損失
Qe= (0.001+0.00002θ) Δt Q (1)
式中 :Qe為蒸發(fā)損失量; Δt為冷卻塔進出水溫度差;Q為循環(huán)水量;θ為空氣的干球溫度。
(2) 風吹損失水量
對于有除水器的機械通風冷卻塔,風吹損失量為
Qw=(0.2%~0.3%)Q (2)
(3) 排污和滲漏損失
該損失是比較機動的一項,它與循環(huán)冷卻水質(zhì)要求、處理方法、補充水的水質(zhì)及循環(huán)水的 濃縮倍數(shù)有關(guān) .濃縮倍數(shù)的計算公式:
N =Cr/Cm式中 :N為濃縮倍數(shù);Cr為循環(huán)冷卻水的含鹽量;Cm為補充水的含鹽量.
根據(jù)循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的含鹽量平衡,補充水帶進系統(tǒng)的含鹽最應等于排污,風吹和滲偏水中所帶走的含鹽量 .
QmCm= (Qw+Qb)Cr
N =Cr/Cm=Qm/(Qw+Qb)=( Qe+ Qw+Qb)/( Qw+Qb) (3)
Qm= QeN/(N 一1)
濃縮倍數(shù)為補充水含鹽量和經(jīng)濃縮后冷卻水中的含鹽量之比,《建筑給水排水設(shè)計手冊》推薦 N值,一般情況下最高不超過5~6。N值過大,排污和滲漏損失大,必然造成水浪費,N值過小,補水量小,冷卻水濃度大,會造成系統(tǒng)的污垢和腐蝕。
由式(1)可以計算出蒸發(fā)水量,再由(2)風吹損失水量,最后由式(3)計算出排污和滲漏損失水量。
例題:冷動機冷卻水循環(huán)量 570M3/h,采用開始圓形逆流冷卻塔冷卻系統(tǒng)。
解:冷卻塔的損失:
1、 蒸發(fā)損失水量:初步確定冷卻塔的補充水量,可按下式計算
Qe=(0.001+0.00002X) t Q=KtQ
Qe---蒸發(fā)損失水量 ; t---冷卻塔進出水溫度差; Q---循環(huán)水量;X---外氣濕球溫度(28.6度)
2、吹損失水量:為(0.2%~0.3%)Q=Qw
3、排污損失水量:Qb
總的補水量:Qm=Qe+Qw+Qb Qm=Qe×N/(N-1)
濃縮倍數(shù)?。篘=3Qm=(0.001+0.00002×28.6)×5 Q×3/(3-1)=0.012Q=1.2%Q=6.8m3/h。
濃縮倍數(shù)如何確定?(一般取3-6)