冷卻塔摘要：為了防止冷卻塔產(chǎn)生白霧，設(shè)計(jì)并制造了一種密閉式噴淋冷卻塔。在該冷卻塔中，冷卻水分成兩路分別在濕式換熱器和干式換熱器中冷卻降溫。濕式換熱器采用銅翅片管，冷卻水通過(guò)銅管向噴淋水釋放熱量，而噴淋水則和來(lái)流空氣在翅片管表面進(jìn)行傳熱傳質(zhì)。低溫高濕的空氣流過(guò)干式換熱器后被銅鋁復(fù)合翅片管內(nèi)的冷卻水加熱，因此空氣出口溫度升高，使得出口空氣和外部空氣混合后的狀態(tài)點(diǎn)不與飽和空氣線相交，從而避免了白霧的產(chǎn)生。

關(guān)鍵詞：冷卻塔；白霧；飽和；換熱器

1氣線相交，則水蒸氣冷凝成水珠，產(chǎn)生白霧現(xiàn)象。消除白霧機(jī)理如圖2所示。若混合過(guò)程線與飽和空氣線不相交，則水蒸氣不會(huì)發(fā)生冷凝。要達(dá)到這個(gè)效果，需要提高I點(diǎn)的溫度。即需要在濕式冷卻塔中加入干式段。

2試驗(yàn)部分

2．1白霧防止型密閉式噴淋冷卻塔

在該冷卻塔中，冷卻水分兩路分別在濕式換熱器和干式換熱器中冷卻降溫。濕式換熱器采用銅翅片管，冷卻水通過(guò)銅管向噴淋水釋放熱量，而噴淋水則和來(lái)流空氣在翅片管表面進(jìn)行傳熱傳質(zhì)。低溫高濕的空氣流過(guò)干式換熱器后被冷卻水加熱，因此空氣出口溫度升高，使得出口空氣和外部空氣混合后的狀態(tài)點(diǎn)不與飽和空氣線相交，從而避免了白霧的產(chǎn)生。該冷卻塔有兩種運(yùn)行模式：當(dāng)冷卻塔處于干式運(yùn)行模式，即濕式換熱器傳熱管內(nèi)的冷卻水直接與空氣進(jìn)行換熱，而噴淋水則被斷開；處于濕式運(yùn)行模式時(shí)，濕式換熱器傳熱管內(nèi)的冷卻水被噴淋水冷卻，而噴淋水與空氣進(jìn)行傳熱傳質(zhì)。白霧防止型密閉式噴淋冷卻塔結(jié)構(gòu)。

為了保證設(shè)備高度，冷卻塔采用臥式。為了保證迎面風(fēng)速和風(fēng)機(jī)可靠性，防止風(fēng)機(jī)處在濕熱環(huán)境中，通風(fēng)形式采用機(jī)械鼓風(fēng)式。為了安裝方便，冷卻塔整個(gè)風(fēng)筒采用矩形截面，自風(fēng)機(jī)經(jīng)換熱器至出風(fēng)口分為進(jìn)風(fēng)段、換熱段及出風(fēng)段。換熱段的高度及寬度按照最利于換熱的情況設(shè)計(jì)，干濕換熱器之間留有一定間距，以保證氣流均勻。進(jìn)風(fēng)段至換熱段及換熱段至出風(fēng)段的連接采用漸擴(kuò)及漸縮管，設(shè)計(jì)以阻力小、氣流均勻、消除氣流脫壁和渦流現(xiàn)象為依據(jù)。除此以外整個(gè)風(fēng)筒中用隔板消除氣流短路。為保證防腐，風(fēng)筒和水箱均使用SUS304不銹鋼制作。

2．2試驗(yàn)系統(tǒng)

本試驗(yàn)所用的循環(huán)冷卻水用500m3地下蓄水池提供，利用3t／h的蒸汽鍋爐對(duì)其進(jìn)行加熱；冷卻水量及噴淋水量利用截止閥進(jìn)行控制；風(fēng)量利用變頻器控制風(fēng)機(jī)電機(jī)實(shí)現(xiàn)。

本試驗(yàn)采取了對(duì)動(dòng)態(tài)平衡系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)試的方案，即首先利用鍋爐蒸汽加熱水池中蓄水至水溫達(dá)

到標(biāo)準(zhǔn)工況點(diǎn)附近，然后關(guān)閉鍋爐、開啟冷卻塔樣機(jī)，此時(shí)由于冷卻樣機(jī)的散熱性能，溫度會(huì)持續(xù)平

穩(wěn)的下降，此時(shí)即可認(rèn)為系統(tǒng)已達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡，即冷卻塔的進(jìn)出水溫也開始平穩(wěn)地降低。此時(shí)的測(cè)定

值即可認(rèn)為是相應(yīng)運(yùn)行工況點(diǎn)的運(yùn)行參數(shù)實(shí)測(cè)值。通過(guò)連續(xù)測(cè)試，即可得到多組工況點(diǎn)的實(shí)測(cè)值。

3結(jié)果與分析

3．1噪音測(cè)量

噪音測(cè)量結(jié)果如表1所示。

3．2熱工性能測(cè)量熱工性能測(cè)量主要包括：進(jìn)風(fēng)干球和濕球溫度、熱水流量、出水溫度。其測(cè)量結(jié)果見表2。由于測(cè)量時(shí)的空氣狀態(tài)不可能達(dá)到設(shè)計(jì)狀態(tài)，所以，需要將實(shí)際測(cè)量結(jié)果轉(zhuǎn)換到設(shè)計(jì)工況。干式狀態(tài)和濕式狀態(tài)下的轉(zhuǎn)換公式［5］分別如下：Δtsd=Δtd×tws，i-tads，itw，i-tad，i×VwVws（1）式中：Δtsd---設(shè)計(jì)熱水溫差，℃；Δtd---實(shí)測(cè)熱水溫差，℃；tws，i---標(biāo)準(zhǔn)工況下進(jìn)塔水溫，℃；tads，i---標(biāo)準(zhǔn)工況下進(jìn)塔風(fēng)溫，℃；tw，i---實(shí)測(cè)進(jìn)塔水溫，℃；tad，i---實(shí)測(cè)進(jìn)塔風(fēng)溫，℃；Vw---實(shí)測(cè)的熱水比體積，m3／kg；Vws---設(shè)計(jì)工況下的熱水比體積，m3／kg。Δtsw=［Δtd·tws，i-tads，itw，i-tad，i+（Δtw-Δtd）·Pws-PasPw-Pa］·VwVws（2）式中：Δtsw---設(shè)計(jì)濕式運(yùn)行時(shí)熱水溫差，℃；Δtw---實(shí)測(cè)濕式運(yùn)行時(shí)熱水溫差，℃；Δtd---實(shí)測(cè)干式運(yùn)行時(shí)熱水溫差，℃；Pw---實(shí)測(cè)進(jìn)水溫度對(duì)應(yīng)下的飽和水蒸氣壓力，Pa；Pws---標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)水溫度下對(duì)應(yīng)的飽和水蒸氣壓力，Pa；Pa---實(shí)測(cè)進(jìn)風(fēng)狀態(tài)下飽和水蒸氣壓力，Pa；Pas---標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)風(fēng)狀態(tài)下飽和水蒸氣壓力，Pa。5主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)

5．1建設(shè)投資

廢水處理站占地面積約170m2，總裝機(jī)容量為30kW，總運(yùn)行功率為20kW，工程總投資244．79萬(wàn)元，其中土建投資49．96萬(wàn)元，設(shè)備及安裝工程156．82萬(wàn)元，其它38．01萬(wàn)元。

5．2運(yùn)行費(fèi)用

總運(yùn)行功率20kW，平均每天運(yùn)行時(shí)間20h，噸水電費(fèi)0．80元／d，藥劑費(fèi)0．10元／d，膜元件費(fèi)用0．44元／d，總運(yùn)行成本為：0．8＋0．1＋0．44＝1．34元／d，每天運(yùn)行費(fèi)用1．34×300＝402元。

冷卻水采用處理水，則每天可節(jié)省自來(lái)水300t以上，每天可節(jié)約自來(lái)水費(fèi)540元。按每噸水0．7元的排污收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)，每天節(jié)約排污費(fèi)用為0．7×300＝210元。每天相對(duì)于未建設(shè)廢水處理站前節(jié)約開支費(fèi)用為540＋210－402＝348元，按300天算，每年節(jié)約生產(chǎn)開支104400元。

6結(jié)論

本工程采用隔油－高效溶氣氣?。ど锓磻?yīng)器工藝處理松香、松節(jié)油生產(chǎn)及深加工企業(yè)生產(chǎn)廢水，裝置運(yùn)行穩(wěn)定，出水水質(zhì)好，操作簡(jiǎn)便，運(yùn)行方式靈活，對(duì)水質(zhì)波動(dòng)適應(yīng)能力強(qiáng)，出水可直接回用于循環(huán)冷卻水。本工程設(shè)計(jì)充分利用廠內(nèi)原有設(shè)施，節(jié)省了大筆土建投資費(fèi)用，且相對(duì)于未建設(shè)污水處理站前，每年節(jié)約生產(chǎn)開支10余萬(wàn)元。因此，該冷卻塔可以廣泛應(yīng)用于各種地區(qū)，能夠充分地避免熱濕污染。

4結(jié)論

（1）根據(jù)冷卻塔白霧形成和消除的機(jī)理，給出了消除冷卻塔白霧的設(shè)計(jì)方法。根據(jù)該設(shè)計(jì)方法，設(shè)計(jì)并制造了白霧防止型密閉式噴淋冷卻塔。

（2）通過(guò)對(duì)白霧防止型密閉式噴淋冷卻塔的性能測(cè)試，結(jié)果表明：該冷卻塔的噪音可控制在企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)之內(nèi)，并且無(wú)論冷卻塔是處于干式運(yùn)行模式還是濕式運(yùn)行模式，冷卻功率均能大于企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，而且無(wú)白霧產(chǎn)生。

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