工業(yè)循環(huán)冷卻塔除霧應(yīng)用分析

朱燕華

摘要：本文針對(duì)工業(yè)用冷卻塔除霧系統(tǒng)、節(jié)水效率等技術(shù)要點(diǎn)，通過在項(xiàng)目的實(shí)際應(yīng)用，分析影響除霧效果的主要因素。

關(guān)鍵詞：冷卻塔除霧 ?蒸發(fā)損失率 ?空氣混合器

某項(xiàng)目配套冷卻塔總水量為22500t/h，冷卻塔共5臺(tái)，單塔的水量為4500t/h。同時(shí)，項(xiàng)目配套煙氣脫白項(xiàng)目，該項(xiàng)目配套冷卻塔總水量為6250t/h，冷卻塔共2臺(tái)，單塔的水量為3125t/h。該冷卻塔有節(jié)水和消除風(fēng)筒出口羽霧的功能。

冷卻塔單塔軸線平面尺寸為18×18m，塔高18.6m，冷卻塔為四面進(jìn)風(fēng)型式。該項(xiàng)目配套一鍵式消霧控制系統(tǒng)，可滿足對(duì)該零霧型冷卻塔的自動(dòng)控制，操作運(yùn)行簡(jiǎn)單，維護(hù)方便。

一、冷卻塔應(yīng)用

傳統(tǒng)工業(yè)用機(jī)械通風(fēng)冷卻塔的運(yùn)行對(duì)周圍環(huán)境造成的不良影響，包括：冷卻過程水耗非常大;冷卻塔排出的濕熱空氣在低溫或高濕的環(huán)境中，水蒸氣會(huì)發(fā)生冷凝而形成白霧，白霧降低能見度、含有溶解鹽或固體顆粒物、增加附近地區(qū)濕度、會(huì)造成霜或霧，從而對(duì)周圍環(huán)境造成不良影響。

為減少對(duì)環(huán)境的影響，冷卻塔技術(shù)得到不斷升級(jí)，現(xiàn)使用的零霧型消霧節(jié)水冷卻水塔屬于第二代產(chǎn)品，由江蘇海鷗冷卻塔股份公司承建，采用玻璃鋼結(jié)構(gòu)型式，該冷卻塔滿足在設(shè)計(jì)消霧點(diǎn)（大氣壓101.33KPa，干球溫度0℃，相對(duì)濕度87%）條件下，滿足風(fēng)機(jī)出口空氣消霧效果達(dá)到CCTI TL001-2014《干濕消霧節(jié)水冷卻塔性能驗(yàn)收試驗(yàn)測(cè)試規(guī)程》中規(guī)定的“零霧型”標(biāo)準(zhǔn)。

二、消霧節(jié)水原理

如圖所示，圖中曲線為飽和空氣焓濕圖。常規(guī)冷卻塔（濕式塔），B-A線為出填料的飽和濕熱空氣B與環(huán)境干冷空氣A混合的變化線，在焓濕圖的上方，故而產(chǎn)生大量的羽霧。消霧節(jié)水冷卻塔在冷卻塔塔體部分的氣室層安裝高效空冷換熱裝置（核心部件翅片管束），利用風(fēng)機(jī)的抽力，將環(huán)境的冷空氣A（冷源）引入塔內(nèi)，并與上塔熱水（熱源）進(jìn)行換熱，換熱后的熱空氣A’再與出填料的飽和濕熱空氣B混合，混合后為風(fēng)筒出口空氣C（相對(duì)B點(diǎn)，露點(diǎn)和含濕量均下降，為不飽和空氣），此時(shí)空氣C再與環(huán)境冷空氣A混合的變化線（羽霧稀釋曲線）C-A在飽和空氣焓濕圖的下方，即無(wú)羽霧產(chǎn)生。

另外，由于加入高效空冷換熱裝置后，進(jìn)水先經(jīng)過高效空冷換熱裝置進(jìn)行預(yù)冷（干冷），然后再進(jìn)入填料段進(jìn)行冷卻（濕冷），干冷部分減少了填料段的進(jìn)水熱負(fù)荷，即減少了冷卻塔的蒸發(fā)損失量，起到了節(jié)水的作用，同時(shí)干冷部分的溫降越大，其節(jié)水效率越高。

三、節(jié)水效率

2.1、節(jié)水方案：

結(jié)合我公司在國(guó)內(nèi)消霧節(jié)水冷卻塔項(xiàng)目的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，在保證冷卻塔熱工要求的前提下，要想提高節(jié)水率（減少蒸發(fā)損失），關(guān)鍵在于以下兩點(diǎn)：

（1）提高干冷部分的溫降，具體措施是增大高效空冷換熱裝置（干冷）中核心部件翅片管束的換熱面積;

（2）提高干冷部分的進(jìn)風(fēng)風(fēng)量，具體措施有：

a、確保原有冷卻塔風(fēng)機(jī)、電機(jī)能滿足設(shè)計(jì)風(fēng)量要求;

b、根據(jù)環(huán)境溫度，利用電動(dòng)風(fēng)門來(lái)調(diào)節(jié)干冷部分的進(jìn)風(fēng)風(fēng)量，提高干冷部分的溫降，最大效率節(jié)水。

2.2、蒸發(fā)損失水量計(jì)算

蒸發(fā)損失水量計(jì)算公式如下：

Qm=QPe

式中：

Qm—蒸發(fā)損失水量，t/h;

Q 一冷卻塔循環(huán)水量，t/h;

Pe —蒸發(fā)損失率，%;

其中：Pe= Kzf XΔt X 100%

Δt—濕冷進(jìn)出水溫差，℃;

Kzf—系數(shù)（1/℃），按照下表中規(guī)定采用;當(dāng)進(jìn)塔氣溫（干球溫度）為中間值

時(shí)可采用內(nèi)插法計(jì)算。

2.3、節(jié)水計(jì)算結(jié)果

以上為單塔節(jié)水分析，冷卻塔年運(yùn)行時(shí)間按照8000h計(jì)算，濃縮倍數(shù)按照4計(jì)算。則消霧節(jié)水型（干濕式）冷卻塔，單塔全年節(jié)水（減少補(bǔ)充水量）為7.25萬(wàn)噸/年，5臺(tái)塔全年節(jié)水（減少補(bǔ)充水量）為36.25萬(wàn)噸/年。其中：

Qb=Qm+Qw= Qm+（Qm/（N-1））XQ

式中：

Qb—冷卻塔補(bǔ)水量，t/h;

Qw 一冷卻塔排污水量，t/h;

N —循環(huán)倍率，%;

對(duì)冷卻塔進(jìn)行消霧節(jié)水技術(shù)原理及工程應(yīng)用性能測(cè)試表明，該項(xiàng)技術(shù)可實(shí)現(xiàn)消除羽霧，同時(shí)可冷凝回收塔內(nèi)蒸發(fā)的部分水分，提高了循環(huán)冷卻水的使用率，有效節(jié)約水資源。