冷却塔更换周期

冷却塔设计与计算冷却水量

冷却水量Q是设计的主要资料之一和设计的主要对象，决定冷却塔塔体的大小，因此应尽可能地统计准确。按要求，一般为±5%，但多数是留有适当余地，以适应水量增加的需要。

100Th机械通风玻璃钢冷却塔设计计算

1、设计的主要参数设计的气象参数按上海频率为5%的昼夜平均干、湿球温度作为依据。干球温度：θ=31、5℃；湿球温度：τ=28℃；大气压力：Pa=753mmHg；进塔水温：t1=37℃；出塔水温：t2=32℃；进、出塔水温差：Δt=5℃，为标准型低温塔；冷却水量：Q=100m3h；噪声：≤62dBA声级；冷幅高：t2-τ=32℃-28℃=4℃；冷却热负荷：冷却1kg水降低1℃水温，放出1kcal热量即空气吸收1kcal热量，则100m3h水降低5℃放出的热量总量为5×105kcalh，就是说提供的风量空气量G应吸收5×105kcalh热量。2、热力计算：1计算相对湿度：式中可见：知道风量G可求气水比λ值，或知道λ值可求G值。在冷却塔测试中，风量G是实测得到的，故可直接求得λ值；在冷却塔设计中，空气与水的重量比λ值，对于t1-t2=Δt=5℃的低温塔来，一般λ在0、5～0、9之间，常规、常温低温冷却塔根据设计经验为0、70左右。λ值也常用下式计算：βxv的物理意义在第4章中已阐述，表示单位容积淋水填料V在单位焓差Δim的推动力作用下所能散发的热量。在冷却塔其他因素不变的条件下，βxv越大，冷却塔散热能力越大，塔的体积可小；或者塔的体积不变，则冷却水量可增加。我国设计的冷却塔，其βxv值一般均≥10000kgm3·h，少数接近于10000kgm3·h。日本设计的塔，βxv值较小，仅要求βxv8000kgm3·h。因此，严格来说，日本的标准和要求比我国低。这里计算所得的βxv=12841kgm3·h偏高，此塔的热力性能是较好的。在一定的淋水填料和塔形条件下，冷却塔本身具有的冷却能力，称为冷却塔的特性数，常用N′或Ω′表示。在冷却塔设计中，还应计算冷却塔本身具有的特性数，来校核是否满足理论计算值的要求。N′或Ω′=βxv·VQ它与淋水填料的特性、几何尺寸、散热性能以及气水比等有关。特性数N′或Ω′越大，则塔的性能越好。冷却塔热力性能的计算，就是要使生产上要求的冷却任务N或Ω与设计的冷却塔的冷却能力N′Ω′相等，即为：此式中的βxv值并不是前述的计算所得，是与含湿量差有关的淋水填料的容积散质系数表达式，国内外均采用下式计算：按此式计算所得的βxv值再代入N′=βxv·VQ中。式中g——空气流量密度kgm3·h；q——淋水密度kgm2·h；A、m、n——试验常数，不同填料其值不同。淋水填料试验所得的特性数为：N′Ω′=A′·λmA′、m——不同填料所得的试验常数。采用塑料斜波交错简称斜交错淋水填料，规格为55×1215×60°-1000型，其试验所得参常数为：A′=1、55、m=0、47、气水比λ=017代入得：N′Ω′=1、55×0、700、47=1、31则N′=1、31N=1、0322，实际的交换数大于设计计算的交换数，故是安全的，能保证设计所要求的冷却效果。Q=100000kg、V=0、785×D2×H=0、785×3、22×1=8m3。则：=16385kgm3·h设计计算值12841kgm3·h上述计算结果，冷却塔本身具有的冷却能力远大于设计值，故是安全和符合要求的。但试验塔所得的A′、m等数受试验条件的影响如试验装置中空气和水的分布比较均匀等，其值稍高于设计的实际使用冷却塔，故特性数N′Ω′和βxv值应高于设计计算值。但如果高得太多，则可适当调整设计参数，重新设计计算或另选淋水填料。4、通风阻力计算通风阻力计算的目的是根据设计风量和风压，确定风筒高度或选用风机。在冷却塔的工作条件下，风机的风量决定于冷却塔的全部空气动力阻力，而这一阻力等于风机的全风压。风机的工作点以风机的特性曲线与冷却塔的空气动力阻力性能曲线的交点来表示。通风阻力计算分经验公式和同型塔实测数据计算两种。在冷却塔设计计算中，基本上均采用经验公式计算。机械通风冷却塔内通风总阻力等于各部件阻力的总和按式7-1计算。各部件的阻力计算以下：1进风口阻力H1设进口平均风速为：V1=2150ms，总进风量空气量为G=62000m3h=17、22m3s。阻力系数ξ1=0、55，空气表观密度γg=1、134kgm3上述得：H=ΣHi=0、2+0、06+0、133+0、0074+4、65+0、0073+0、143+0、74+0、351+2、12=8、412mmH2O按风量G=62000m3h和计算所得的通风阻力为H=8、412mmH2O，风机直径=2000mm，选择有关风机玻璃钢风机或铝合金风机等。按式7-21计算电动机额定功率kW。5、配水系统设计计算配水系统的设计，要求达到冷却水在整个淋水填料面积上配水均匀，以达到较好的冷却效果。本例题的冷却水量仅为100m3h，故采用管式配水中的旋转管布水进行设计计算，设计计算的步骤为：1根据配水流量和开孔孔径及孔距计算孔口前水压；2计算水平推力和旋转力矩；3计算配水管末端线速度与旋转速度。1基本数据：流量：Q=100m3h旋转布水器直径长：D=3100mm布水旋转管根数：n=6根，每根DN=65mm2配水管设计沿水平方向在旋转管上开孔，孔口与水平呈45°角向下倾角，孔口中心距为150mm，孔口直径为=17mm，单孔面积为f=0、785×0、0172=0、000226856m2，单孔流量为q=Qn=0、027760=0、000462963m3s，孔口流速V=qf=0、0004629630、000226856=2、041ms。开孔总面积为：F=0、000226856×60=0、0136119m2。3喷前管内水压计算61冷却塔基本尺寸的确定：塔体内径：Φ=3200mm；风筒内径：Φ2=2100mm；进风口窗高度：h1=700mm；填料高度：h2=1000mm；填料顶至配水管下缘：h3=300mm；配水管下缘至收缩段：h4=300mm，其中包括12、5mm的除收水器高度。收缩段高：h5=700mm；风筒高：h6=600mm；塔体总高度：H=Σhi=4650mm。淋水填料及收除水器：采用塑料斜波交错填料，规格为55×1215×60°-1000型，片厚为δ=0、2～0、3mm，比表面积为330m2m3，空隙率为0、96～0、95，波纹倾角60°，每层高为250mm25cm，共4层为1000mm。除水器选用普遍采用的单或双波塑料或玻璃钢收水器，用钢筋穿孔、螺母固定连接。进、出塔水管：选用钢管或球墨铸铁管，进水管直径为DN=150mm，则过水断面积为0、785×0、152=0、017663m2，Q=0、0277m3s，得管内流速V1=Qf=0、02770、017663=1、573ms。出塔管可选用与进塔管直径相同，如选用DN=200mm，则过水断面积为0、0314m2，管内流速V2=0、885ms。7、水泵需要的压力扬程H：水泵所需要的扬程压力有以下部分组成：H=H0+Σhs+Σhd+h7-35式中1H0是热水池最低水位至塔内配水管的净高度，称净扬程；2Σhs是从水泵吸水管至压水管整个管路长度沿程水头压力损失的总和；3Σhα是指水泵吸水管及压水管上底阀、单向阀、闸阀、弯头、三通、渐缩管等局部压力损失的总和；4h是富余水头压力，中、小型塔一般考虑4～6m。现假定条件与有关参数以下：设地面标高为±0、00，水泵在热水池吸水的最低水位为-3、50m，冷却塔设在二楼平顶上，平顶标高为+6、60m；管路长度见平、立图中标出的尺寸图7-14，按管路总长度计算沿程水头损失；局部阻力损失依序为吸水管底阀、阀门、单向阀、四只90°弯头、分配管入口、孔眼出口等。现分别计算以下：1净扬程H0：最低水位距地面为3、5m，地面至二楼顶为6、6m，二楼顶至配水管高度为1+0、7+1+0、3=3、0m，则得净扬程为：H0=3、5+6、6+3、0=13、1m2沿程水头压力损失hs：假设水泵吸水管径与压出水管管径相同，均为DN=150mm，则沿程管径、流量、流速均没有变化，就不存在分段计算，就简便了。按平、立图计，管路的总长为：L=Σl=4、0+6、5+7、5+7、0+3、0=28m其水力坡度计算水头损失的计算公式为：按式7-40、7-41公式计算已制成钢管、铸铁管水力计算表；按式7-42公式计算已制成钢管、铸铁管A值表。一般设计计算时，不按上述公式进行计算，而是根据Q、DN、V查水力计算表得1000i换算而得。现Q=100m3h=27、778Ls式中ξ——局部阻力系数查表。其他符号同前。4水泵入口hd4：水泵入口ξ=110，因入口DN小1～2档，以DN=100计，V1=0、027780、785×0、12=3、54ms根据上述计算得hd为：hd=Σhdi=0、76+0、025+0、95+0、64+0、363+0、067+1、25=4、055m考虑管道系统的腐蚀、结垢等使粗糙系数n值增大及计算漏项等误差，故选择泵时考虑安全富余水头为4m，则水泵所需要的扬程压力为：H=H0+Σhs+Σhα+4=13、1+1+4、055+4≈22、2m即为2、22kgcm2。选用IS100-80-100A，单级单吸悬臂式离心泵，其主要参数为：在高效段范围内，Q=58～112m3h，H=27～22m，当Q=100m3h，H=23m。电机功率：N=11kW，型号：Y160M1-2η=77%，转速n=2900rmin。5风机电机功率计算：采用水轮机推动风机转动，则可节省2、2kW。计算得N=2、2kW，则选用电动机功率应N2、5kW。