循环冷却水系统的优化设计

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1、循环冷却水系统的优化设计———————————————————————————————————————————————一‘VI】l青岛科技大学研究生学位论文塔填料面积(m2)湿空气比热(J／kg．k)水的比热(J／kg．k)风机费用(K$／a)电价($／I(w．h)符号说明常压下干空气的比热cP。(J他．k)CSPa：t饱和蒸汽的比热(J／I(g·k)Cp泵费用(KS／a)C。补充水费m(KS／a))c。水价($／kg)换热器费用(K$／a)C。。胁水冷塔费用($／a)水空气交界面温度下饱和湿空气的焓矗。干空气比焓(Jmg)(J／kg)空气进塔湿度(kg。／kg。)圮。，空气出塔湿度(kg

2、。／kga)水的比焓(J／kg)扬程(m)填料长度(m)水的质量流量(kg／s)泵功率(kw)风机功率(kw)热负荷(kw)换热器中冷流体的换热量(kw)换热器面积(m2)空气干球温度(℃)循环水出塔水温(℃)总费用(K$／a)幽。水蒸发焓(J／kg)K聊口只传质系数(kg／m2．s)干空气质量流量(kg／s)湿空气压力(P。)篇‘湿空气的饱和压力(Pa)Q。显热传热速率(w)潜热传热速率(W)换热器中热流体的换热量(kw)空气湿球温度(℃)水温(℃)循环水进塔水温(℃)操作费(K$／a)统瓯乙L玩Ⅸ彳‰q巳％玩以k日￡‰0QsL瓦兀循环冷却水系统的优化设计CC设备费(KS／a)Ho。，冷

3、却塔的出口水温(℃)门T。瓦。浓缩倍数换热器进口水温(℃)换热器热物流出口温度(℃)H，。冷却塔的进口水温(℃)水与空气闯传热系数口队(W／m2．K)乙换热器出口水温(℃)瓦。换热器热物流进口温度(℃)∥空气湿度(kg。／l(g。)W删湿空气的饱和湿度(kgw／I(g。)睨；，表示风量(kg／h)指冷却塔的循环水实际处理量(kg／h)14'。唧蒸发水量(kg隆)wp甜rg排污水量(kg／h)Z塔高(m)下标a空气w水三潜热S显热w。，，夹带损失水量(kg／h)野泵效率i进口0出口括空气．水交界面wb湿球2青岛科技大学研究生学位论文第一章前言弗一早刖苗1．1循环冷却水水系统研究的必要性随着地

4、球自然资源的逐渐减少，以及人类对其需求的不断增加，节约自然资源和提高资源利用率的必要性日益凸显。循环冷却水系统是一项能耗非常高的工程系统，它对水和电的消耗在整个工业体系中占有很大的比重，因此，针对循环冷却水系统的研究有十分重要的意义。1．1．1资源状况当今世界面临着人口、资源与环境三大问题，其中，水资源是所有资源中不可替代的一种最重要的资源，水资源问题已成为全世界举世瞩目的重要问题之一。地球表面约有70％以上面积被水资源所覆盖，其余表面约占地球表面30％的陆地存在水，但在这些水资源中，人类可以利用的淡水只占2．53％。由于开发困难或技术经济达不到要求的限制，到目前为止，海水、深层的地下水、

5、冰雪固态淡水等很难被直接利用。相对比较容易开发利用并且与人类生活、生产关系密切的湖泊、河流和浅层地下淡水资源等，只占全球淡水总储量的0．34％，还达不到全球水总量的万分之一，因此地球上的淡水资源非常匮乏。随着全球经济的快速发展和人口的明显增加，世界用水量也在逐年的增加。对于我国来说，淡水资源总量约为2．8万亿立方米，居世界第六位，但因人口的基数大，人均淡水占有量仅有2220立方米，只是全世界平均水平的1／4，美国的1／5，加拿大的1／48，并被列为13个贫水国家之一。根据资料的显示，目前我国有400多个城市缺水，110个城市严重缺水。我国的工业用水重复利用率仅有45％，其中，万元工业产值的

6、耗水量远远高于工业相对发达的国家，农业灌溉的有效利用率也只有25％至40％。跟据统计，到1980年，我国的工业用水量约为283．9亿m3／a，到2002年，工业用水量约为1138亿m3／a。经过二十多年时间，我国的工业用水量翻了几乎4翻，到2030年，我国的工业用水量将增加到2060亿m3／a，那时也是我国缺水高峰期【1】。人们在对水资源的开发和利用过程中，最为重要的就是一定能够要节约用水，促进水资源的循环使用，防止水资源浪费。我国自然资源的基本特点为：富煤、贫油、少气，这也就决定了煤炭在能源中有非常重要地位。根据我国信息中心预测，到2015年左右，国内石油的生循环冷却水系统的优化设计产能

7、力将达到高峰，最大的年产量将达到接近2亿吨。我国已经成为仅次于美国的第二大石油消费国，2004年净进口原油量超过l亿吨。预计，到2020年，我国石油对外的依存度有可能达到60％。进口的石油对国家的发展有重要的影响，一方面需要消耗非常多的外汇，国家经济将会受到冲击和影响；对于我国能源安全构成了严重的威胁【2】。我国发电用煤约占煤炭总产量的60％。因此，发电行业的能源效率对国民经济的发展具有举足轻重的影响。1．1．2循环冷却