冷却塔的选型比较

2 2 1 1 风风机机的的大大直直径径节节能能化化 冷冷却却塔塔的的大大型型化化可可以以减减少少占占地地 节节约约投投资资 同同时时 减减少少了了维维护护工工作作量量 降降低低了了维维护护费费 用用 这这在在业业内内已已是是共共识识 当当冷冷却却塔塔 的的大大小小确确定定后后 在在不不影影响响塔塔的的技技术术 性性能能的的条条件件下下 应应选选择择较较大大直直径径的的 风风机机 这这是是因因为为 在在风风量量相相同同时时 风风 机机直直径径越越大大 风风机机出出口口空空气气动动压压越越 小小 减减少少了了系系统统的的动动压压损损失失 从从而而达达 到到了了节节能能降降耗耗的的目目的的 举举例例来来说说 在在洞洞庭庭湖湖氮氮肥肥厂厂项项目目中中 最最初初 风风机机 有有两两种种设设计计方方案案 直直径径 9 9 1 14 4 m m 风风量量3 32 23 3 1 10 04 4 m m3 3 h h 全全压压 2 20 03 3 P Pa a 动动压压1 11 12 2 2 2 P Pa a 所所需需轴轴功功率率2 21 12 2 k kW W 直直径径 1 10 0 0 06 6 m m 风风量量3 32 23 3 1 10 04 4 m m3 3 h h 全全 压压 1 16 67 7 2 2 P Pa a 动动压压7 76 6 4 45 5 P Pa a 所所需需轴轴功功率率1 17 74 4 k kW W 最最终终选选用用了了 1 10 0 0 06 6 m m 风风机机 风风机机动动压压减减小小了了 3 35 5 7 75 5 P Pa a 功功率率消消耗耗减减少少了了3 38 8 k kW W 起起到到了了良良好好的的 节节能能作作用用 2 2 2 2 提提高高风风机机效效率率 做做好好机机塔塔匹匹配配 冷冷却却塔塔风风机机的的选选型型关关系系到到冷冷却却塔塔的的效效率率 系系统统 能能耗耗 管管理理维维护护及及噪噪声声影影响响等等 正正确确选选择择配配套套风风 机机已已成成为为冷冷却却塔塔成成功功设设计计的的标标志志之之 一一 以以往往在在冷冷却却塔塔风风机机的的选选取取上上 存存在在两两个个方方面面的的问问题题 一一方方面面是是根根 据据冷冷却却塔塔要要求求的的风风量量和和风风压压 按按风风 机机厂厂家家提提供供的的风风机机性性能能曲曲线线进进行行选选 型型 首首要要考考虑虑的的是是风风机机的的风风量量 风风 压压能能否否满满足足要要求求 风风机机的的效效率率次次之之 另另一一方方面面 冷冷却却塔塔设设计计时时的的风风量量和和 风风压压 都都留留有有一一定定量量的的裕裕度度 裕裕度度的的 大大小小因因设设计计者者的的习习惯惯和和经经验验而而异异 这这就就造造成成风风机机实实际际塔塔内内的的工工作作点点与与 理理论论 选选型型时时的的工工作作点点出出现现偏偏离离 风风机机的的效效率率点点也也随随之之 偏偏离离 甚甚至至下下降降 以以常常用用的的 8 8 0 0 8 8 5 53 3 m m 风风机机为为例例 一一般般 轴轴功功率率为为1 13 35 5 k kW W 左左右右 如如果果风风机机效效 率率点点下下降降3 3 每每年年按按运运行行3 36 60 0 d d 计计 一一台台风风机机年年增增加加电电能能损损耗耗3 34 4 9 99 92 2 k kW W h h 因因此此 一一旦旦出出现现机机塔塔选选型型和和 匹匹配配不不好好 将将使使风风机机在在较较低低的的效效率率 下下运运行行 增增加加了了功功耗耗 为为了了避避免免上上 述述问问题题的的发发生生 设设计计院院 冷冷却却塔塔厂厂 家家和和风风机机厂厂家家三三方方有有必必要要进进行行一一些些 有有益益的的探探索索和和试试验验 加加强强合合作作和和交交 流流 找找出出机机塔塔匹匹配配的的一一般般规规律律 并并在在 今今后后的的应应用用中中形形成成设设计计选选型型的的行行业业 规规范范 必必要要三三者者结结构构原原理理比比较较 淋淋水水面面积积与与冷冷却却水水量量的的匹匹配配 淋淋水水面面积积要要与与冷冷却却水水量量的的匹匹配配要要合合适适 随随着着单单 塔塔的的冷冷却却水水量量增增加加 淋淋水水面面积积也也应应该该适适当当增增大大 但但 是是 个个别别工工程程冷冷却却水水量量已已达达到到4 4 5 50 00 0 t t h h 淋淋水水面面 积积 也也只只有有1 17 7 m m 1 17 7 m m 2 28 89 9 m m2 2 淋淋水水密密度度达达到到了了 1 15 5 5 57 7 t t m m 2 2h h 这这样样的的结结果果 不不但但增增加加了了风风机机 通通 风风量量 而而且且也也要要增增大大风风机机全全压压 使使整整个个冷冷却却塔塔的的通通 风风阻阻力力增增加加 电电机机耗耗功功加加大大 建建议议淋淋水水密密度度一一般般 不不 超超过过1 15 5 t t m m 2 2h h 为为宜宜 5 5 冷冷却却塔塔存存在在问问题题 风风机机风风量量 通通过过对对现现场场的的多多台台冷冷却却塔塔进进行行测测试试 风风机机风风量量 达达不不到到设设计计值值 例例如如 8 8 5 53 3 m m 风风机机 设设计计风风量量 为为 2 27 70 0 1 10 04 4 m m3 3 h h 测测试试风风量量约约为为 2 21 10 0 2 23 30 0 1 10 0 5 5 能能耗耗比比较较 与与机机械械通通风风塔塔相相比比 性性能能相相同同的的机机 水水压压力力最最低低应应为为 9 9 1 1C C 风风机机电电机机 L L3 3 喷喷雾雾塔塔实实际际进进水水压压力力为为 9 9 1 1C C 机机械械通通风风塔塔风风机机能能耗耗计计算算 M M N N 9 9 5 5 M M 二是旋转部件的密封存在很大问题 如江西富达盐矿 河南平顶山中盐皓龙公司 安徽定远盐矿均曾采用这种塔型 但运行不到 1 年 其中的轴承锈蚀严重 致使风扇叶片不能旋转 冷却塔失效 不 得不重新改造 又在塔顶安装电动风机 因此 该种塔型的应用越来越少 图 1 电动风机型 其结构原理见图 2 冷却风由安装于塔顶的轴流风机提 供 轴流风机由电机带动 能保证冷风量 从而比水流带动的风机更 能保证冷却效果 水流进入喷嘴后 在喷嘴内旋流片的作用下被雾化 成直径 0 5 1 0 mm 的水雾向上喷射 部分水雾在空中呈云雾状飘流 为减少漂水损失 配套开发出新型收水器 可降低飘水损失 图 2 理论分析与实际应用表明 无填料喷雾冷却塔具有如下明显的优点 1 不用填料 因此传统冷却塔中因使用填料而产生的诸如钙镁无机盐 微 生物的粘附 填料的老化碎裂 堵塞等问题便不复存在 省去了频繁更 换填料的费用 降低了运行成本 2 降低了通风阻力 增大了进塔空气量 在传统的填料塔中 填料的阻力 约占全塔总阻力的 40 50 不使用填料 从而使全塔总阻力下降 40 50 风量将沿风机运行曲线增大 气水比可增大 20 提高了冷 却效果 3 增大了热水的散热面积 热水从喷嘴中以直径 0 5 1 00mm 的雾状喷出 水雾直径越小 则水的表面积越大 实践表明 喷雾冷却比填料冷却水 的表面积约增大 10 在同样冷却条件下 蒸发散热与接触散热加快 冷却效果提高 4 延长了热水与空气的热交换时间 填料冷却时 热水只有从填料上住下 流淌的一个冷却过程 即逆流过程 喷雾冷却时 热水有顺流和逆流 两个冷却过程 同时 部份水雾将在塔中悬浮 延长了热水与空气的热 交换时间 基于以上分析及在数百余座冷却塔上的实测数据表明 电动风机型无填 料喷雾冷却塔的冷却效果达到甚至优于填料冷却塔 尤其是在长期运行过程 中 因为喷雾塔的运行成本低 更加显示出其优越性 3 3水水动动风风机机冷却塔冷却塔 南京星飞冷却设备公司开发的 水动风机冷却塔 其核心技术是微型双击式水 轮机 由水轮机取代电动机作为风机动力源 使风机由原来的电力驱动改为水 力驱动 其他与传统的填料冷却塔相同 无电动风机型无填料喷雾冷却塔与传统 的填料冷却塔相比 有两点改进 一是 取消填料 改为喷雾 二是取消电动风机 改为水力驱动风机 星飞水动风机冷却塔与无电动风机型无填料喷雾冷却塔相比 大体相当于只用了其第二点改进 所以可以说 上面谈到的传统 填料冷却塔和无 电动风机型无填料喷雾冷却塔的优点和缺点 水动风机冷却塔同时具备 其结 构见图 3 二 一篇与众不同的评价文章一篇与众不同的评价文章 工程筹备伊始 冯经理就反复叮嘱要注意采用新工艺新技术 所以我平常 也注意搜集有关的信息与资料 早就注意到了无填料喷雾冷却塔 看了十几篇 文章都是给于肯定 并且很多用实例说明效果不错 鉴于此 之前我就向公司 领导推荐此技术 后来看到一篇与众不同的评价文章 指出面对无填料喷雾冷 却塔应用日益广泛的局面 要对它给出一个理性的客观的定位 提出了一些存在 的问题 如上文一 2 中谈到的无电动风机型主要缺点就出自该文 一些观点 值得借鉴 思考 便于合理选用 现将该文摘要如下 2 存在的主要问题 要求进塔水压较高 因而水泵能耗较大 喷雾冷却 由于不使用填料使全塔总 阻力下降 风机能耗下降 为了获得较好的雾化效果 进塔水压较填料塔高 进塔 主水管处水压常为 0 12 0 15MPa 风机能耗的下降不足以抵消水泵能耗的增高 因此 喷雾塔比填料塔耗能略大 在同等低进塔水压下 冷却效果不如填料塔好 技术市场混乱 缺少行业标准和设计规范 国内具有自主知识产权的只有少数几家企业 但技术上很不成熟的各式喷雾 装置五花八门 充溢市场 由于没有行业标准和设计规范 优劣情况往往难以判 断 有些冷却效果极差 使用寿命极短 使用户企业蒙受巨大的经济损失 也极大 地妨碍了无填料喷雾冷却技术的推广应用 3 当前急需研究的问题 研究低压喷雾装置 以期能在获得较好雾化效果的同时 降低进塔水压 研究配水装置的结构和布置方案 以尽可能减少进水管网中的能量损失 尽快建立无填料冷却塔的行业 试行 标准试行 设计规范 使无填料冷却塔能 像填料塔一有章可循 有法可依 以规范技术市场 三 GWNTGWNT 型无填料喷雾冷却塔在济钢焦化厂的实际应用型无填料喷雾冷却塔在济钢焦化厂的实际应用 济钢焦化厂 2004 年 10 月份对 4 冷却塔进行改造大修 选用 GWNT 喷雾冷却 塔替代填料冷却塔 取得良好效果 运行对比指标如表 1 GWNTGWNT 型无填料喷雾冷却塔的的基本特征型无填料喷雾冷却塔的的基本特征 工作水压在 0 05MPa 0 10MPa 进入装置的水压 由于无填料 塔内系统阻 力降至填料塔 的二分之一 降温效果优于同类填料塔 风机电机功率也比填料塔 减少 20 的电能 无填料重量轻 结构简单 运行可靠 维修方便 飘水小 冷却水量大 比填料塔要提高 20 左右 笔者 2007 年 6 月曾到济钢焦化厂走访 了解到其使用效果确如文章介绍 非常理想 当时该厂正准备再改造