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冷卻塔的設(shè)計與測試
冷卻塔是工業(yè)生產(chǎn)的輔助設(shè)備,是為工藝設(shè)備服務(wù)的。這就決定了冷卻塔的大小、型式及部件的組成須適應(yīng)水系統(tǒng)的要求和特點,也只有這樣,設(shè)計出的冷卻塔才有其經(jīng)濟及運行的合理性。
冷卻塔服務(wù)的工藝設(shè)備各行業(yè)有所不同,現(xiàn)在從工藝設(shè)備的差異來看冷卻塔的合理變化。民用冷卻塔所服務(wù)的對象都是制冷機,它要求冷卻塔的水溫是相同的,即:進塔水溫37℃,出塔水溫32℃。所不同的是:制冷機的容量不同,不同的容量配不同大小水量的冷卻塔,民用塔的冷卻水量與其它工業(yè)冷卻水量相比較小。這就決定了民用塔可以做成標(biāo)準(zhǔn)型塔,為提高效益,民用塔的適用氣溫分成了兩個檔次,即:南方設(shè)計氣溫按濕球溫度為28℃;北方按濕球溫度為27℃。
與民用塔相比它的冷卻水量大的多,這就決定了不同的發(fā)電機組配套不同大小的冷卻塔,同一機組在不同地理位置配的冷卻塔的大小也應(yīng)不同。以常用的200MW機為例,其冷卻水量為36000t/h左右,在北京地區(qū)(濕球溫度為:24.4℃)配自然通風(fēng)冷卻塔。同樣的機組在山西的大同(濕球溫度為:19.0℃)需配用塔的淋水面積。山西和北京都地處北方,若僅按民用塔的劃分標(biāo)準(zhǔn),大同就要多投入冷卻塔投資。
而冶金、石油、石油化工以及其它工業(yè)領(lǐng)域的工藝設(shè)備千差萬別,其不僅對水溫的要求差別較大,而所需冷卻水量的大小也都各不一樣。
因此,只有針對不同的工藝系統(tǒng)特點,進行該系統(tǒng)的冷卻塔的量體裁衣式的非標(biāo)設(shè)計,哪怕是個別部件的非標(biāo)設(shè)計才是合理的、經(jīng)濟的。
上述情況是從不同的工藝系統(tǒng)來認識冷卻塔非標(biāo)設(shè)計的必要性的,另一方面結(jié)合我國的國情,新建項目減少,改造項目卻增多,這時地皮的占用的多少也越來越被重視。有許多工程項目的冷卻塔在總圖上不易找到位置,對于這種情況,冷卻塔須服從總圖的要求,同時還要完成冷卻任務(wù)。這種情況下,冷卻塔須根據(jù)現(xiàn)埸的地形進行非標(biāo)設(shè)計來滿足工藝和地形的要求。
冷卻塔的工藝設(shè)計關(guān)鍵是緊抓主要矛盾 近年來大家都較注重冷卻塔填料的質(zhì)輕,因此,塑料淋水填料有較大的發(fā)展,很多單位開發(fā)出了多種不同的塑料淋水填料,一種比一種散熱效果好。在冷卻塔的設(shè)計時,設(shè)計人員都選用熱力特性高的淋水填料,而其它一些散熱性能差的塑料或其它材質(zhì)的淋水填料受到了冷落。這種作法是對的,而在有些情況下是錯誤的。
冷卻塔整塔設(shè)計:根據(jù)工程的工期、水量、水溫、埸地條件及水質(zhì)情況,在塔的總體設(shè)計上需要作如下的考慮:
A、冷卻塔的基本結(jié)構(gòu)采用砼結(jié)構(gòu)放置在地面上,這樣塔的基本結(jié)構(gòu)比較穩(wěn)固結(jié)實并且維護方便。
B、冷卻塔的配水誼采用槽管結(jié)合的方式,這樣可以減小冷卻塔的塔內(nèi)進風(fēng)阻力,使風(fēng)機的效能發(fā)揮更好,因而整塔冷效提高。
C、風(fēng)機直徑要有所增大,從而改善塔內(nèi)的風(fēng)速分布情況,提高了塔的冷效。
D、由于有以上總體設(shè)計的幾方面改進,塔的平面尺寸比常用的風(fēng)機直徑的砼塔有所減小。這樣節(jié)省了占地同時減小了造價。
爐體水系統(tǒng)冷卻塔塔芯設(shè)計
爐體水系統(tǒng)的特點是:爐體水系統(tǒng)為凈水系統(tǒng),水質(zhì)相對較好,另一方面,水溫的要求比較高。根據(jù)這個特點塔的填料、淋水及收水作如下選擇。這個水系統(tǒng)的主要矛盾是散熱。
A、填料:填料采用質(zhì)輕的PVC填料。這種填料的熱力阻力綜合性能好,它的結(jié)構(gòu)剛度也強。常期使用可以不變型,從而能長期保持其性能。
B、噴頭:選用多層流噴頭。目前常用的噴頭是反射三型噴頭,該噴頭的配水比較均勻,但它的缺點是下面的濺水盤易掉,造成配水不均。故需對反射三型噴頭進行改進,研制多層流噴頭。
C、收水器:選用常用的波160-45填料。
水沖渣水系統(tǒng)冷卻塔塔芯設(shè)計:水沖渣系統(tǒng)的冷卻水特點:熱水溫度高達70℃、水質(zhì)是有鐵渣的濁水。這個水系統(tǒng)主要矛盾是水溫高,而出塔水溫要求低。
冷卻塔的測試目的:冷卻塔的測試目的有兩個,一是考核冷卻塔是否達到設(shè)計能力,是反應(yīng)供貨商對用戶是否提供了性能合格的冷卻塔,稱為考核測試;二是通過測試得到塔的熱力特性,積累實測資料,服務(wù)設(shè)計,提高設(shè)計水平,稱為性能測試。
冷卻塔測試的幾個須測試參數(shù):無論是冷卻塔的考核測試還是冷卻塔的性能測試以下參數(shù)是須測試的:冷卻塔的水量、進塔空氣的干濕球溫度、大氣壓、進出塔的水溫。
測試上述幾個參數(shù)一般可以回答,冷卻塔能否達到設(shè)計能力。隨著冷卻塔技術(shù)的不斷完善,冷卻塔的供貨商應(yīng)能提供精度相對較高的冷卻塔運行曲線簇。通過測試上述幾個參數(shù)與運行曲線作比較,即可回答冷卻塔是否達到設(shè)計要求。