23-5冷却塔的设计与计算一、设计任务范围与技术指标n(一)工艺设计任务: n第一类问题:设计新塔:热力计算、阻力计算,决定塔体尺寸,选择风机,水力计算、设计水泵 n第二类问题;校核计算,校核所选的定型塔,校核冷却后水温是否能达到要求 n(二)设计范围:n1、选择塔型:P498表23-8 n据当地条件,及生产能力,定塔型,选填料据p491表234;及其他设备水泵,风机 n2、工艺计算:热力、阻力(气)、水力 n3、设计:塔平面、高程、管道布置、泵站 n(三) 技术指标: n1、热负荷(H)冷却塔单位面积单位时间的散热量(kJ/m2.h) n2、水负荷(q)(淋水密度)塔每平方米有效面积上单位时间内的冷却水量: (m3/m2h)n3、水温差(冷却幅宽)冷却前后水温差:t= t1t2n4、冷却幅高(t)冷却后水温t2与当地湿球温度之差 t= t2 t越小,冷却塔效果越好 n5、效率()冷却后达到极限的程度n6、冷却后水温的保证率:用百分数表示,应该用可靠度的概念 不同的行业据冷却水在工业中的重要程度,可有不同的保证率,在近期连续510年以上的观测气象资料中,取夏季三个月中,超过平均每年最热的10天(或5天)的日平均湿球温度。
n 每天观测四次的平均值(2、8、14、20点的观测值)n保证率是夏季三个月的保证率90% n二、设计原始资料: n1、冷却水量Q(m3/h),进出塔水温t1、t2,工艺设备对水质的要求 n2、气象参数:由湿球温度的频率曲线,找出设计保证率下的湿球温度值,并在原始资料中找出与之相对应的干球温度,相对湿度和大气压P的平均值并由此些数据计算:密度、焓i、含湿量xn3、确定所选填料,并由其实验性能数据(公式): N = f() XV= f (gq) 阻力特性: n三、设计步骤和方法: 由规范的保证率P 查出当地的 、 、 、 Pn由实际条件据 P498表23-8 定塔型和填料 n设计:n步骤:n(一)、热力计算:已讲 一类:由Q、t1、t2、p、 求: F (或V) 二类:由Q、P、 、f(单塔面积)、 t1 ,求: t2 n(二)空气动力计算: 机械通风:选风机型号n目的: 自然通风:选塔高 n内容: (1)由风量计算阻力(经验公式,同类塔型实测数据) 机械:风机选型及叶片角度 (2)抽力计算: 自然:风筒高 1、机械通风:(1)风速(Vi)(m/s) m塔内湿空气的平均密度/m3 Fi塔内各不同部位的截面积() G所需风量, 由 求得。
也可拟定风机,在风机特性曲线高效区查定风量G n(2)空气阻力:n塔体由冷空气进口至出口各部分的局部阻力: i局部阻力系数可查有关手册; m塔内湿空气平均密度/m3 填料的阻力最大,可由 P491 f 23-36 关系曲线 查得n(3)风机选择: 据:G风量; H总阻力选风机型号 n由风机特性曲线,定叶片安装角度 配电机:转速; 功率: Gp由空气重量流量换算成的风量m3/s H实际工作压力(Pa) 1风机机械效率; 2与叶片安装角相应的风机效率,可由特性曲线查得 B电机安全系数B:1.151.20 n2、风筒式自然通风冷却塔:n(1)原理: n(2)计算: 抽力Z=阻力H 求塔高He(有效高) Z=He(12)g(Pa) n1,2塔外和填料上部的空气密度 (/ m3) nm塔中平均空气密度 nvm淋水填料中的平均风速(m/s) (vm一般取o.61.2m/s)nHe塔风筒有效高,填料中点到塔顶 n总阻力系数 nH0进风口高度,(m) nD0进风口直径, (m) nFm淋水填料面积,() nFT风筒出风口面积,() np填料阻力系数,(实验定) n D填料1/2高处直径, (m) nG进塔风量。
n (三)水力计算:n1、目的:确定配水管渠尺寸; 喷嘴数及布置; 水的阻力; 选定循环水泵 2、系统分类:(1)管式配水系统 (2)槽式配水系统 (3)池式配水系统 n(四)水量损失: n1、原因:蒸发、风吹(小水滴)、渗漏、排污 n2、计算目的:设计补充水量n3、计算:n(1)蒸发:用蒸发率Pe(%) Pe=Kt K系数(L/)与环境有关见下表) t进出塔水温差 n(2)风吹损失率P502表23-10 n(3)渗漏:按规范 n(4)排污:按规范。