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冷却塔选型手册

2021-07-23 来源:廊坊机械信息网

2017-12-20 14:42:22来源:贤集网 徐欢欢

冷却塔的制冷量要根据使用地的湿球温度、相对湿度、空气流动速度、喷淋水量、冷却介质粘度系数、换热管热阻等参数进行繁琐的热工计算。冷却塔的作用是将一定水量Q,从水温t1冷却到t2,或者冷却△t=t1-t2。因此,要设计出规格合适的冷却塔,或核算已有冷却塔的冷却能力,我们必须做冷却塔的热力计算。下面贤集网小编就为大家介绍下冷却塔选型手册。

一、冷却塔选型介绍

冷却塔的选型,就是根据制冷量的大小选取搭配相当散热量的冷却塔。选取合适的冷却塔就是选取合适的冷却水水塔散热能力,以满足与之搭配的冷水机的负载热量需求,为冷凝器提供降温,以防止冷水机发生散热不足,引起冷凝器高温,出现高压过高的风险。

冷却塔冷却循环系统中,绝不可以加装水池。加装水池,只能增加冷却水总量,起到蓄水、缓冲的效果,但水池没有任何换热降温功能,并且因为水池容量很大,一般都不常换水,日久池水中的钙离子和硅离子等浓度慢慢增高,而冷媒在冷凝器入口的温度高达80~90℃以上,此处就形成煮水现象,会生成碳酸钙和二氧化硅酸等白色硬质水垢附在冷凝器的铜管壁上,水垢是非常坚硬的绝缘物质,阻绝热传导,严重削弱冷凝器的换热效果,致使冷媒热量无法被冷却水带走,导致冷水机压力过高。

二、冷却塔的选型依据

常选用冷却塔是根据其制冷量而定,空调制冷系统冷却塔的循环水量,由制冷机的制冷能力、冷却水进出口水温差而定,通常所指的进出口水温差是指标准工况下设计的。即进水温度为37℃ 、出水温度为32℃、湿球温度为28℃。

当冷却塔所在地区湿球温度不是标准工况,进出水温也变化时,其逼近度(逼近度为出水温度与湿球温度之差)也将变化。如在北京地区,湿球温度为26.4℃、进水温度为35℃、出水温度为 29.5℃,其逼近度为3℃。

逼近度直接影响冷却塔的制冷量,逼近度越小,其冷却能力越小;反之,逼近度越大,其冷却能力越大。标准型100水吨冷却塔在逼近度为4度时;可冷却水100吨,在逼近度为3度时,只可冷却水量85吨,而要冷却100吨水量时,冷却塔必须选择标准型125吨冷却塔。

三、冷却塔选型计算方法

我们冷却塔的热力过程作如下简化假设:

1、散热系数,散质系数,以及湿空气的比热,在整个冷却过程被看作是常量,不随空气温度及水温变化。

2、在冷却塔内由于水蒸气的分压力很小,对塔内压力变化影响也很小,所以计算中压力取平均大气压力值。

3、认为水膜或水滴的表面温度与内部温度一致,也就是不考虑水侧的热阻。

4、在热平衡计算中,由于蒸发水量不大,也可以将蒸发水量忽略不计。

5、在水温变化不大的范围内,可将饱和水蒸汽分压力及饱和空气与水温的关系假定为线性关系。

冷却塔的热力计算方法有焓差法、湿差法和压差法等,其中最常用的是麦克尔提出的焓差法,以下简要介绍冷却塔的焓差法热力计算。

麦克尔提出的焓差法把过去由温度差和浓度差为动力的传热公式,统一为一个以焓差为动力的传热公式。在方程式中,麦克尔引进入刘易斯关系式,导出了以焓差为动力的散热方程式。

上式的左端表示在一定淋水填料及格型下冷却塔所具有的冷却能力,它与淋水填料的特性、构造、几何尺寸、冷却水量有关,称冷却塔的特性数,以符号愿表示,即:

由于水温不是空气焓的直接函数,直接积分有困难,所以,在求解冷却数的时候,一般均采用近似积分方法。积分的方法很多,有辛普逊积分法、平均推动力法、切比雪夫积分法、对数及算术平均焓差法,以及不少的经验曲线与图表,这里只介绍美国冷却塔协会(CTI)所推荐的切比雪夫积分法。

切比雪夫积分法为美国冷却塔协会(CTI)所推荐,在美国及日本均被采用。这种积分方法是将积分式,在x轴上a到b之间求出几个预定的y值,某y值的总和乘恒定值b-a,便为所求的积分值。其分点为b-a的0.102673倍、0.406204倍、0.593796倍及0.897327倍。求其4个分点相应的y值。为计算简化,小数点后取一位,则为b-a的0.1倍,0.4倍,0.6倍及0.9倍。其计算公式为:

如果温差较小时,其分点也可以不按上述倍数划分,可将水温差t四等分,求各份中点的焓差,然后代入公式计算。

上述即为一个完整的冷却塔热力计算过程,它既可用于冷却塔的设计计算,也可用于现有冷却塔的核算。

在核算已有冷却塔时,已知塔的尺寸及内部部件,水量Q,进水温度t1,大气压力pa,干球温度θ1,湿球温度τ1。则要求计算:出水温度t2,通气量G,出塔空气干球温度θ2,出塔空气湿球温度τ2。

冷却塔的设计是一个试算过程,即根据给定条件,选定塔的尺寸及内部部件,然后计算水温t2,使其满足设计要求。因此冷却塔的热力计算即为计算出塔水温t2,同时也计算通气量及排气温度。

四、冷却塔选型注意事项

1、冷却塔的塔体结构材料要稳定、经久耐用、耐腐蚀,组装配合精确。

2、配水均匀、壁流较少、喷溅装置选用合理,不易堵塞。

3、冷却塔淋水填料的型式符合水质、水温要求。

4、风机匹配,能够保证长期正常运行,无振动和异常噪声,而且叶片耐水侵蚀性好并有足够的强度。风机叶片安装角度可调,但要保证角度一致,且电机的电流不超过电机的额定电流。

5、电耗低、造价低,中小型钢骨架玻璃冷却塔还要求质量轻。

6﹑冷却塔应尽量避免布置在热源、废气和烟气发生点、化学品堆放处和煤堆附近。

7、冷却塔之间或塔与其它建筑物之间的距离,除了考虑塔的通风要求,塔与建筑物相互影响外,还应考虑建筑物防火、防爆的安全距离及冷却塔的施工及检修要求。

8、冷却塔的进水管方向可按90°、180°、270°旋转。

9、冷却塔的材料可耐-50℃低温,但对于最冷月平均气温低于-10℃的地区订货时应说明,以便采取防结冰措施。冷却塔造价约增加3%。

10、循环水的浊度不大于50mg/l,短期不大于100mg/l不宜含有油污和机械性杂质,必要时需采取灭藻及水质稳定措施。

11、布水系统是按名义水量设计的,如实际水量与名义水量相差±15%以上,订货时应说明,以便修改设计。

12、冷却塔零部件在存放运输过程中,其上不得压重物,不得曝晒,且注意防火。冷却塔安装、运输、维修过程中不得运用电、气焊等明火,附近不得燃放爆竹焰火。

13、圆塔多塔设计,塔与塔之间净距离应保持不小于0.5倍塔体直径。横流塔及逆流方塔可并列布置。

以上内容就是贤集网小编为大家介绍的冷却塔的选型方法,现在市场上有多重类型的冷却塔,但其选用的基本原则基本一样,冷却塔的选型需要从各个方面来综合考虑,切不可只看某项指标。

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