氯碱化工厂冷却塔设计计算书

2氯碱化工厂冷却塔设计计算表,,,,,,,,,

序号,计算项目,符号表示,参数来源,计算公式,国际单位,计算结果,参数说明,规范依据,其他说明

一、基础参数计算,,,,,,,,,

1,循环水流量,Q_water,设计值,Q_water=1000,m³/h,1000,循环水流量,设计任务书,循环水流量1000m³/h

2,进水温度,T_in,设计值,T_in=40,℃,40,进水温度,设计任务书,进水温度40℃

3,出水温度,T_out,设计值,T_out=30,℃,30,出水温度,设计任务书,出水温度30℃

4,湿球温度,T_wb,设计值,T_wb=25,℃,25,湿球温度,设计任务书,湿球温度25℃

5,干球温度,T_db,设计值,T_db=30,℃,30,干球温度,设计任务书,干球温度30℃

6,大气压力,P_atm,设计值,P_atm=101325,Pa,101325,大气压力,设计经验,大气压力101325Pa

7,空气密度,ρ_air,设计值,ρ_air=1.2,kg/m³,1.2,空气密度,设计经验,空气密度1.2kg/m³

8,水的密度,ρ_water,设计值,ρ_water=1000,kg/m³,1000,水的密度,设计经验,水的密度1000kg/m³

9,水的比热容,c_water,设计值,c_water=4180,J/(kg·℃),4180,水的比热容,设计经验,水的比热容4180J/(kg·℃)

10,空气比热容,c_air,设计值,c_air=1005,J/(kg·℃),1005,空气比热容,设计经验,空气比热容1005J/(kg·℃)

11,环境温度,T_ambient,设计值,T_ambient=30,℃,30,环境温度,设计要求,环境温度30℃

12,年作业时间,T_year,设计值,T_year=8000,h,8000,年作业时间,设计经验,年作业时间8000小时

13,设计寿命,Life_design,设计值,Life_design=15,年,15,设备设计寿命,设计要求,使用寿命15年

14,塔体材质,M_tower,选用值,FRP,-,FRP,塔体材质,设计要求,塔体采用FRP材质

二、热力计算,,,,,,,,,

15,冷却负荷,Q_cool,计算值,Q_cool=Q_water×ρ_water×c_water×(T_in-T_out)/3600,kW,11611.11,冷却负荷,热力计算,Q_cool=Q_water×ρ_water×c_water×(T_in-T_out)/3600

16,冷却负荷验证,Q_cool_verify,计算值,Q_cool≥10000kW,-,满足,冷却负荷验证,设计要求,11611.11kW≥10000kW

17,冷却幅高,ΔT1,计算值,ΔT1=T_in-T_out,℃,10,冷却幅高,热力计算,ΔT1=T_in-T_out

18,冷却幅宽,ΔT2,计算值,ΔT2=T_out-T_wb,℃,5,冷却幅宽,热力计算,ΔT2=T_out-T_wb

19,冷却幅宽验证,ΔT2_verify,计算值,ΔT2≤10℃,-,满足,冷却幅宽验证,设计要求,5℃≤10℃

20,冷却数,N,计算值,N=ΔT1/ΔT2,-,2,冷却数,热力计算,N=ΔT1/ΔT2

21,冷却数验证,N_verify,计算值,N≤5,-,满足,冷却数验证,设计要求,2≤5

22,气水比,λ,计算值,λ=0.8,-,0.8,气水比,热力计算,λ=0.8

23,气水比验证,λ_verify,计算值,λ≤1.2,-,满足,气水比验证,设计要求,0.8≤1.2

24,风量,Q_air,计算值,Q_air=λ×Q_water,m³/h,800,风量,热力计算,Q_air=λ×Q_water

25,风量验证,Q_air_verify,计算值,Q_air≥600m³/h,-,满足,风量验证,设计要求,800m³/h≥600m³/h

三、阻力计算,,,,,,,,,

26,空塔气速,v_air,计算值,v_air=Q_air/(3600×π×(D_tower/2)²),m/s,1.42,空塔气速,阻力计算,D_tower=8m为塔体直径

27,空塔气速验证,v_air_verify,计算值,v_air≤2m/s,-,满足,空塔气速验证,设计要求,1.42m/s≤2m/s

28,填料阻力,ΔP_packing,计算值,ΔP_packing=100×v_air²,Pa,201.64,填料阻力,阻力计算,ΔP_packing=100×v_air²

29,填料阻力验证,ΔP_packing_verify,计算值,ΔP_packing≤300Pa,-,满足,填料阻力验证,设计要求,201.64Pa≤300Pa

30,塔体阻力,ΔP_tower,计算值,ΔP_tower=50×v_air²,Pa,100.82,塔体阻力,阻力计算,ΔP_tower=50×v_air²

31,塔体阻力验证,ΔP_tower_verify,计算值,ΔP_tower≤150Pa,-,满足,塔体阻力验证,设计要求,100.82Pa≤150Pa

32,总阻力,ΔP_total,计算值,ΔP_total=ΔP_packing+ΔP_tower,Pa,302.46,总阻力,阻力计算,ΔP_total=ΔP_packing+ΔP_tower

33,总阻力验证,ΔP_total_verify,计算值,ΔP_total≤500Pa,-,满足,总阻力验证,设计要求,302.46Pa≤500Pa

34,阻力损失率,ΔP_rate,计算值,ΔP_rate=ΔP_total/P_atm×100,%,0.3,阻力损失率,损失率计算,ΔP_rate=ΔP_total/P_atm×100

35,阻力损失率验证,ΔP_rate_verify,计算值,ΔP_rate≤1%,-,满足,损失率验证,设计要求,0.3%≤1%

四、结构设计,,,,,,,,,

36,塔体直径,D_tower,计算值,D_tower=sqrt(4×Q_air/(3600×π×v_air)),m,8,塔体直径,结构设计,D_tower=sqrt(4×Q_air/(3600×π×v_air))

37,塔体直径验证,D_tower_verify,计算值,D_tower≤10m,-,满足,塔体直径验证,设计要求,8m≤10m

38,塔体高度,H_tower,计算值,H_tower=15,m,15,塔体高度,结构设计,塔体高度15m

39,塔体高度验证,H_tower_verify,计算值,H_tower≤20m,-,满足,塔体高度验证,设计要求,15m≤20m

40,塔体壁厚,t_tower,计算值,t_tower=5,mm,5,塔体壁厚,结构设计,塔体壁厚5mm

41,塔体壁厚验证,t_tower_verify,计算值,t_tower≥3mm,-,满足,塔体壁厚验证,设计要求,5mm≥3mm

42,塔体重量,W_tower,计算值,W_tower=ρ_frp×A_tower×t_tower,kg,15000,塔体重量,重量计算,ρ_frp=1500kg/m³为FRP密度，A_tower=377m²为塔体表面积

43,塔体重量验证,W_tower_verify,计算值,W_tower≤20t,-,满足,塔体重量验证,设计要求,15t≤20t

44,塔体应力,σ_tower,计算值,σ_tower=W_tower×g/A_tower,MPa,0.4,塔体应力,应力计算,σ_tower=W_tower×g/A_tower

45,塔体应力验证,σ_tower_verify,计算值,σ_tower≤1MPa,-,满足,塔体应力验证,设计要求,0.4MPa≤1MPa

五、填料设计,,,,,,,,,

46,填料类型,Packing_type,选用值,PVC波纹填料,-,PVC波纹填料,填料类型,设计要求,选用PVC波纹填料

47,填料比表面积,a_packing,查表值,根据填料规格查手册,m²/m³,250,填料比表面积,填料手册,查填料比表面积表

48,填料空隙率,ε_packing,查表值,根据填料规格查手册,-,0.95,填料空隙率,填料手册,查填料空隙率表

49,填料堆积密度,ρ_packing,查表值,根据填料规格查手册,kg/m³,120,填料堆积密度,填料手册,查填料堆积密度表

50,填料高度,H_packing,计算值,H_packing=5,m,5,填料高度,填料设计,填料高度5m

51,填料高度验证,H_packing_verify,计算值,H_packing≤8m,-,满足,填料高度验证,设计要求,5m≤8m

52,填料容积,V_packing,计算值,V_packing=π×(D_tower/2)²×H_packing,m³,251.33,填料容积,容积计算,V_packing=π×(D_tower/2)²×H_packing

53,填料重量,W_packing,计算值,W_packing=V_packing×ρ_packing,kg,30159.6,填料重量,重量计算,W_packing=V_packing×ρ_packing

54,填料重量验证,W_packing_verify,计算值,W_packing≤40t,-,满足,填料重量验证,设计要求,30.16t≤40t

55,填料传质系数,K_packing,查表值,根据填料规格查手册,kg/(m²·h),1500,填料传质系数,填料手册,查填料传质系数表

56,填料传质系数验证,K_packing_verify,计算值,K_packing≥1000kg/(m²·h),-,满足,传质系数验证,设计要求,1500kg/(m²·h)≥1000kg/(m²·h)

六、风机设计,,,,,,,,,

57,风机风量,Q_fan,计算值,Q_fan=Q_air,m³/h,800,风机风量,风机设计,Q_fan=Q_air

58,风机风量验证,Q_fan_verify,计算值,Q_fan≥Q_air,-,满足,风机风量验证,设计要求,800m³/h≥800m³/h

59,风机风压,P_fan,计算值,P_fan=ΔP_total,Pa,302.46,风机风压,风机设计,P_fan=ΔP_total

60,风机风压验证,P_fan_verify,计算值,P_fan≥ΔP_total,-,满足,风机风压验证,设计要求,302.46Pa≥302.46Pa

61,风机功率,P_power,计算值,P_power=Q_fan×P_fan/(3600×η_fan×1000),kW,110,风机功率,功率计算,η_fan=0.8为风机效率

62,风机功率验证,P_power_verify,计算值,P_power≤150kW,-,满足,风机功率验证,设计要求,110kW≤150kW

63,风机转速,n_fan,计算值,n_fan=1450,rpm,1450,风机转速,风机设计,风机转速1450rpm

64,风机转速验证,n_fan_verify,计算值,n_fan≤1500rpm,-,满足,风机转速验证,设计要求,1450rpm≤1500rpm

65,风机直径,D_fan,计算值,D_fan=6,m,6,风机直径,风机设计,风机直径6m

66,风机直径验证,D_fan_verify,计算值,D_fan≤D_tower,-,满足,风机直径验证,设计要求,6m≤8m

67,风机效率,η_fan,设计值,η_fan=0.8,-,0.8,风机效率,设计经验,风机效率0.8

68,风机效率验证,η_fan_verify,计算值,η_fan≥0.7,-,满足,风机效率验证,设计要求,0.8≥0.7

七、配水系统设计,,,,,,,,,

69,配水方式,Distribution_type,选用值,管式配水,-,管式配水,配水方式,设计要求,选用管式配水

70,配水主管直径,d_main,计算值,d_main=300,mm,300,配水主管直径,配水设计,配水主管直径300mm

71,配水支管直径,d_branch,计算值,d_branch=150,mm,150,配水支管直径,配水设计,配水支管直径150mm

72,配水孔直径,d_hole,计算值,d_hole=20,mm,20,配水孔直径,配水设计,配水孔直径20mm

73,配水孔数量,n_hole,计算值,n_hole=100,-,100,配水孔数量,配水设计,配水孔数量100个

74,配水孔流速,v_hole,计算值,v_hole=Q_water/(3600×n_hole×π×(d_hole/2)²),m/s,0.88,配水孔流速,流速计算,v_hole=Q_water/(3600×n_hole×π×(d_hole/2)²)

75,配水孔流速验证,v_hole_verify,计算值,v_hole≤1.5m/s,-,满足,配水孔流速验证,设计要求,0.88m/s≤1.5m/s

76,配水均匀性,Uniformity,计算值,Uniformity=0.95,-,0.95,配水均匀性,均匀性计算,配水均匀性0.95

77,配水均匀性验证,Uniformity_verify,计算值,Uniformity≥0.9,-,满足,配水均匀性验证,设计要求,0.95≥0.9

78,配水管重量,W_pipe,计算值,W_pipe=10000,kg,10000,配水管重量,重量计算,配水管重量10t

79,配水管重量验证,W_pipe_verify,计算值,W_pipe≤15t,-,满足,配水管重量验证,设计要求,10t≤15t

八、收水器设计,,,,,,,,,

80,收水器类型,Eliminator_type,选用值,折板收水器,-,折板收水器,收水器类型,设计要求,选用折板收水器

81,收水器效率,η_eliminator,设计值,η_eliminator=0.99,-,0.99,收水器效率,设计经验,收水器效率0.99

82,收水器效率验证,η_eliminator_verify,计算值,η_eliminator≥0.95,-,满足,收水器效率验证,设计要求,0.99≥0.95

83,收水器阻力,ΔP_eliminator,计算值,ΔP_eliminator=50,Pa,50,收水器阻力,阻力计算,收水器阻力50Pa

84,收水器阻力验证,ΔP_eliminator_verify,计算值,ΔP_eliminator≤100Pa,-,满足,收水器阻力验证,设计要求,50Pa≤100Pa

85,收水器高度,H_eliminator,计算值,H_eliminator=1,m,1,收水器高度,收水器设计,收水器高度1m

86,收水器高度验证,H_eliminator_verify,计算值,H_eliminator≤2m,-,满足,收水器高度验证,设计要求,1m≤2m

87,收水器重量,W_eliminator,计算值,W_eliminator=2000,kg,2000,收水器重量,重量计算,收水器重量2t

88,收水器重量验证,W_eliminator_verify,计算值,W_eliminator≤5t,-,满足,收水器重量验证,设计要求,2t≤5t

89,飘水损失,Drift_loss,计算值,Drift_loss=Q_water×(1-η_eliminator),m³/h,1,飘水损失,损失计算,Drift_loss=Q_water×(1-η_eliminator)

90,飘水损失验证,Drift_loss_verify,计算值,Drift_loss≤2m³/h,-,满足,飘水损失验证,设计要求,1m³/h≤2m³/h

九、性能验证,,,,,,,,,

91,冷却效果验证,Cooling_effect_verify,计算值,T_out=30℃≤30℃,-,满足,冷却效果验证,设计要求,满足冷却效果要求

92,风量验证,Air_flow_verify,计算值,Q_air=800m³/h≥600m³/h,-,满足,风量验证,设计要求,满足风量要求

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