前面探讨中,空气的干球温度θ跟湿球温度τ,是冷却塔设计跟热水在冷却塔中的冷却,是十分重要的两个景象参数,直接关联到水的冷却后果跟冷却塔的造价。前面讲到的冷幅高t2 -τ=3 -5 ℃,是对低温塔(也称标准型塔,其冷却温差Δt =t1 -t2 =5 ℃)跟中温塔(Δt =t1 -t2 =10 ℃)的设计标准来说的,对高温型塔就不实用了。如上海地区(实为代表除山东省外的华东地区),设计采取的θ=31.5 ℃,τ=28 ℃,低温塔进水温度t1=37 ℃,出塔温度t2 =32 ℃,t2 -τ=32 ℃-28 ℃=4 ℃;中温塔设计进塔水温t1 =43 ℃,出塔水温t2 =33 ℃,t2 -τ=33 ℃-28 ℃=5 ℃,均合乎3~5 ℃之间,但高温塔就不合乎了。高温塔设计进塔温度t1 =55 ℃,出塔水温t2 =35 ℃,则t2 -τ=35 ℃-28 ℃=7 ℃>5 ℃。因此冷幅高为3~5 ℃重要是对标准型的低温塔来说的。
我国地区辽阔,东南西北中各地气温相差较大。按地区来划分,各大区冷却塔设计采取的景象参数是不同的,因此南方设计的塔可实用于北方,冷却后果好,但反之,北方设计的塔就不实用于南方了。在古代冷却塔设计中,按夏季不利的景象前提下,只考虑蒸发散热量Hβ ,不考虑传导散热量Hα
(即Hα =0 )进行的。那么设计冷却塔的景象参数是如何判断的呢?下面给予较具体论述。
判断景象参数的基本准则
冷却塔设计盘算所须要的景象参数包含干、湿球温度(θ与τ);绝对湿度 ;大气压力(mmHg );风向、风速及冬季低气温等。影响水冷却后果的重要是θ与τ及 。
冷却塔设计的景象参数是按夏季不利的景象前提下设计盘算的,然而假如采取夏季的高温度跟湿度来进行设计也是不公道的。因为高的温度跟湿度在一年中呈现的次数并不很多,仅占很短的时光,假如按夏季高温度跟湿度进行冷却塔设计,那么必定会使设计的冷却塔尺寸很大,使冷却塔的造价跟日常的电耗大大增加,这是不经济的,得失相当的。反过来,假如设计采取的温度跟湿度太低,那么较多时光内冷却塔的出塔水温t2 达不到合乎冷却生产设备跟产品所须要的温度,会引起热交换设备运行前提的恶化,或使生产工艺进程受到破坏,造成宏大的丧失,或空调体系工作的破坏等。因此冷却塔设计采取的干、湿球温度的基本准则为:既不能采取夏季的高干、湿球温度,又要满意生产工艺对冷却设备跟产品对水温的请求,按一定的保障率来判断。或按5 %~10 %的频率(P )来判断,两种方法都有采取。
空气干、湿球温度个别以近期连续不少于5 年的资料,每年热时光(3 个月)的频率为5 %~10 %的日夜均匀干、湿球温度作为设计依据。我国石油、化工、机械产业多采取5 %的频率;冶金、电力跟民用采取10 %的频率;对生产工艺请求很高的,盘算频率要采取1 %。
冷却塔景象参数的盘算统计与判断方法
1. 景象参数的盘算统计 景象参数个别均采取当地景象部分记录的数据为依据,把5 年以上实测记录的日均匀干、湿球温度按表5-1所列名目进行统计(干球温度与湿球温度离开统计,表格内容雷同),而后按表5-1 的θ、τ数据绘制干、湿球温度频率曲线。如图5-7 所示。
景象参数取在设计频率的湿球温度跟大气压力的日均匀值。闭式冷却塔由水泵来循环驱动,外置式水轮机利用回水压力能来转换驱动水轮机作功带动风机,一般按照三个冷却塔做节能改造,设计时流量偏大实际用量在60%左右,考虑到生产需求变化,节能改造方法是:二台塔为水轮机驱动。按图5-7,取设计频率为10 %, 则查得湿球温度为24.9℃,干球温度为29.6℃;取设计频率为5 %,得τ=25.6 ℃,θ=30.5 ℃;取设计频率为1 %时,得τ=26.9 ℃,θ=32 ℃。个别常采取5 %的设计频率。
2. 景象参数的判断方法 目前设计冷却塔选用的景象参数分为三种情况进行盘算。
种情况:依据夏季均匀每年过热的20d 日夜均匀干、湿球温度进行盘算,请求景象资料不少于5~10 年,其保障率为94.4 %。这种实用于设计请求比较低的情况下采取。 94.4 %保障率的意思是指:夏季6、7、8三个月共92d ,不能保障达到设计所划定的冷却后果的时光(天数)为92 ×(1 -94.4 %)=4.55d ,其余时光都能达到设计所划定的冷却后果。
第二种情况:依据夏季均匀每年过热的10d 日夜均匀干、湿球温度进行设计盘算,其保障率为97.3 %,一年中不能达到设计划定的冷却后果天数为:92 ×(1 -97.3 %)=215d。目前我国设计的冷却塔基本上都是依照这第二种情况设计的。
第三种情况:采取5d 的日夜均匀气温或者采取白天下战书1 时(或2 时)的均匀温度值进行设计,这种设计的请求较高,保障率达98.6 %,也就是说一年中不能达到设计划定的冷却后果天数仅为92 ×(1 -98.6 %)=1.3d。
对于夏天均匀每年过10d
(或20d )日夜干湿球温度如何取用跟收拾,常用的有以下4种方法。
1. 取用历年夏季(6、7、8三个月)或5月15日至9月15日每天下战书2 时(即14时)的干、湿球温度的观测值直接编制保障率曲线。
2. 取用历年夏季或5月15日至9月15日每天8、14、20时干、湿球温度三次观测均匀值编制保障率曲线,即称为“三点法”。
3. 取用历年夏季或5月15日至9月15日每天第2、8、14、20时干、湿球温度四次观测均匀值编制保障率曲线,即称为“四点法”。闭式冷却塔由水泵来循环驱动,外置式水轮机利用回水压力能来转换驱动水轮机作功带动风机,一般按照三个冷却塔做节能改造,设计时流量偏大实际用量在60%左右,考虑到生产需求变化,节能改造方法是:二台塔为水轮机驱动。
4. 取用历年夏季或5月15日至9月15日每天第2、8、14、20时干、湿球温度四次观测值,并将每次观测值按1/4d 折算,而后再编制保障率曲线。
从前常采取三点法,现基本上均采取四点法,因一日夜4 次标准时光(2、8、14、20h)测定值的算术均匀值是国度景象部分划定的标准法。表5-2是我国局部城市的均匀每年过一定天数的温度数值统计。
依据表5-2 ,上海地区按夏季均匀每年过热的10 天日夜均匀干、湿球温度进行设计(保障率为97.3 %),则得上海地区设计的景象参数为:
干球温度 θ=31.5 ℃
湿球温度 τ=28 ℃
绝对应的大气压力 P a =753m m H g
风速为 V =1.58m/s。闭式冷却塔由水泵来循环驱动,外置式水轮机利用回水压力能来转换驱动水轮机作功带动风机,一般按照三个冷却塔做节能改造,设计时流量偏大实际用量在60%左右,考虑到生产需求变化,节能改造方法是:二台塔为水轮机驱动。
目前华东地区(除山东省局部外)的冷却塔设计基本上均采取上海的景象设计参数。
冷却塔空气风速及大气压力
1. 空气风速
冷却塔盘算中的外界空气风速,常采取多年夏季6、7、8 三个月的均匀风速。盘算风速个别为距地面2m 高度为准,当不合乎请求时(实测时往往离地面高度不同),可按奥伯宁斯基近似公式进行换算:
式中 Vh——距地面高度hm 处风速(m/s);
V0——景象台风速仪装置高度h0(m)处的速度(m/s);
h0——景象台风速仪装置高度(风标高度)(m)。
风速的大小影响到冷却塔的冷却后果、塔结构的盘算跟是否须要履行有关的办法。
2. 大气压力
大气压力通常采取夏季均匀气压或热月均匀气压,表5-2局部城市的大气压力为夏季的均匀气压数值。当大气压单位为mmbar,应换算为m m H g ,1m mbar=3/4m m H g 。
总之,在选用景象参数时,要就地取材,不能盲目套用建设地区邻近的景象台资料
(未经统计过的某些数值),特别是对地形变更较大地区的冷却塔的设计与安排,如山区的 多变小景象更应慎重考虑。同时对冷却塔群安排时,要考虑跟估计湿空气回流的影响及冷却塔濒临热源或高大建造物受到气温升高跟天然风速减少等不利前提。