浅谈冷却塔节能技术

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1、INDUSTRIALWATER＆WASTEWATER工业用水与废水voI．37增刊N0v．，2006浅谈冷却塔节能技术胡连江，王敬(天津辰鑫石化工程设计有限公司。天津300271)摘要：对机械通风冷却塔的通风方式及逆流式机械通风冷却塔各部件进行了分析．认为逆流式冷却塔的节能效果优于横流式冷舞塔。冷钾塔的选择不能仅以追价作依捂。还应综合考虑运行费用。关键词：冷却塔；节能技术；循环冷却水中图分类号：TU991．42文献标识码：B文章编号：1009—2455(2006)增：01—0001—05建设节约型社会。构建资源节约的循环经济是我国国民经济和社会发展的总体规划。

2、水的循环使用在一定意义上讲，是贯彻、执行这种战略规划的典型范例。目前。每年我国水资源约为30000亿m3，取水量为6000亿m3，其中工业取水量为l400亿In，。循环水量为1500亿m，。循环使用率为51．7％。在工业循环用水中，火力发电、钢铁、石油化工、造纸、纺织为国内五大高用水工业．其循环水量达1100亿m3，循环使用率还不到60％。水循环使用是最直接、最简单、最易行、见效最快的节约水资源的技术路线。在节水的同时。尚能取得保护水环境的效果。但同国际水平相比。我国的水的循环使用率尚不高。特别是五大高用水工业，尚有进一步提高水的循环使用率的很大空间。国外发达

3、国家，水的重复使用率达75％一85％，我国据此还有很大差距。要提高循环使用率，除国家制定一系列节水政策(包括制定取水定额、调整水价、建立用水审批制度⋯)外。应进一步研究节水技术的开发与推广。循环水技术就是其中之一。循环水技术中。降低能耗是该技术的重要组成部分。循环水的冷却与输送的能耗约为0．2—0．3kW·h／(m3·h)．全国每年循环水耗电300—450亿kW·h。冷却塔是水循环使用的关键设备。也是循环水耗能的重要组成部分。研究冷却塔耗能的根源。采取相应节能的冷却塔技术。对扩大循环水的使用范围，降低循环水的运行成本，既有战略意义。又有可观的经济效益。收稿日期

4、：2006—09—26冷却塔节能应从设计人手，在产品技术开发、运行、维护各个阶段。都应加强节能意识、树立节能理念、建立节能制度、贯彻节能措施。使节能贯穿冷却塔设计、制造、生产运行的全过程。下面从合理确定循环冷水温度、正确进行塔型比较、对冷却塔气动与热工性能进行综合优化、降低配水高度减少配水压力、注意运行中节能等方面。对冷却塔节能技术进行初步探讨。1合理确定循环水冷水水温循环热水通过在冷却塔淋水填料中。靠焓差(温度差与水蒸气的分压力差的函数)进行传热、传质。其冷却任务用下式表示：r】．即：N=I告(1)o正一二式中：卜冷却数：i’r-一与水温对应的饱和空气焓：f

5、-(进出塔)空气比焓。在其他条件不变的条件下。冷水温度愈低。越愈小，冷却难度愈大，其冷却任务数J7＼r愈大，需要的冷却塔面积愈大，冷却塔投资愈高。循环水按何种温度设计，不仅仅取决于冷却塔，还应满足工艺要求、产品收率，结合工艺冷却设备、输水水泵、输水管网的投资及运行费用，是一项系统工程，需要综合确定。年费用计算式如下：Z=易+磊(2)式中：z．冷却塔年费用；局——折旧年限的年平均基建投资(包括冷却塔、水泵、管网、冷却器等)；INDUSTRIALWATER&WASTEWATER工业用水与废水v。1．37增刊N。v．，2006磊——在使用年限内年平均折旧、运行、维护

6、。工艺产品收率等费用。而、zY为多变量函数，本文仅探讨其与循环冷水水温(f：)的关系，即：Z=以t2，⋯)(3)式中：t广循环冷水水温，℃。将年费用最低做为目标．最低年费用时的冷水温度，视为最佳循环冷水温度。最佳冷水温度t：，可通过将式(3)对t：进行二阶偏导。并令其等于零求解．即：．t27鼍争=，”(t2，⋯)=0(4)052．上述方程的求解是非常复杂的．需要作出很多假设，约定边界条件，才能实现简化计算，使求解成为可能。特别是工艺产品收率，是很难计算的，通常不用改变工艺产品收率．而是在保证收率的条件下，改变冷凝冷却器的换热面积，而影响投资的变化，同时把换热面

7、积的单价视为常数。合理确定循环冷水水温是非常重要的。需要各方面协调配和工作，需要大量数据处理，才能获得。根据石油化工工艺的特点，经多年实践探索，其循环水冷水温度t：在t+(4～5)℃较为适宜(T为进塔空气湿球温度)。个别用户要求岛一_r<3℃，应对其必要性与实现的可能性进行认真论证。否则可能并非最佳经济模式。2选择适宜的塔型石化行业的塔型选择主要是指逆流式与横流式的选择(见图1和图2)。逆流式冷却塔是水自上而下淋入淋水填料、空气自下而上通过淋水填料，空气与水逆向流动。横流式冷却塔是水自上而下淋入淋水填料、空气则水平穿过淋水填料。空气与水流动方向呈横向交叉状态。

8、由于水与空气的接触方式、接触时间、构造