冷却循环水工艺设计计算书.docx

六、 工艺设计计算书
6.1、 热力性能计算
6.1.1、热力性能计算方法
工艺设计采用CTI颁布的权威软件“CTIToolkit”进行设计，并按GB7190.2 ―2008《大型玻璃纤维增强塑料冷却塔》进行校核，用焓差法计算，积分计算采用辛普逊20段近似积分计算公式。
6.1.2、计算公式
逆流冷却塔热力计算基本方程式：
（1）
式中：
t1、t2―进、出塔水温 ℃
i ―冷却塔淋水装置中对应于某点温度的空气比焓 kJ/kg
i″ ―与i对应的饱和空气焓 kJ/kg
K ―蒸发水量带走的热量系数
（2）
20段近似积分计算公式：

（3）
式中：
Cw ―水的比热 4.1868 kJ/（kg·℃）
Δt ―进出水温差 ℃ Δt= t1- t2
Δi0，Δi1，Δi2，······Δi19，Δi20 ―分别表示对应于t2，t2+Δt/20，t2+2Δt/20······t2+19Δt/20，t1时的焓差，即i″- i kJ/kg
空气的焓按下式计算：
（4）
式中：
Cg ―干空气的比热 1.005 kJ/kg
Cq ―水蒸气的比热 1.842 kJ/kg
r0 ―温度为0度时水的汽化热 2500.8kJ/kg
θ ―空气干球温度 ℃
Φ ―相对湿度
P0 ―进塔空气大气压 kPa
P“θ―空气温度为t时的饱和水蒸气分压力 kPa
如取Φ=1，可将（4）改写为温度t时的饱和湿空气焓计算式：
（5）
饱和水蒸气分压力及相对湿度按下式计算：

（6）
式中：
T ―绝对温度 K T=273.16+t
（7）
式中：
τ ―空气湿球温度，由机械通风干湿表测得 ℃
P“τ―空气温度为τ时的饱和水蒸气分压力 kPa
将进塔空气干球温度θ1、湿球温度τ1及大气压P0代入以上各式，即可求得进塔空气的相对湿度Φ和焓值i1。由热平衡方程可导出任意温度时的空气焓值，按下式计算：
（8）
式中：
ΔT ―任意点温差 ℃ ΔT=t-t2
i1 ―进塔空气焓值 kJ/kg
λ ―气水比，即进塔空气重量与水重量之比
（9）
γa ―空气容重 kg/m3
（10）
如取ΔT=t1-t2，代入（8）式，结果I即为i2。淋水段风速、重量风速及淋水密度计算式如下：
（11）
（12）
（13）
式中：
V ―淋水段风速 m/s
F ―淋水段面积 m2
gk ―淋水段重量风速 kg/（m2·s）
q ―淋水密度 m3/（m2·h）
6.2、热力性能计算结果
6.2.1、计算结果
项 目 名 称
工 艺 参 数
塔结构形式
逆流式组合塔
塔型号
2000
数量 台
4
单塔处理水量 m3/h
2000
实测温降
25-20=5℃
风机类别
玻璃钢轴流
单塔风机直径 mm
φ7000
设计选用风量 m3/h
1600000
配用水轮机型号
HL-2000
相对湿度ψ
52%
湿空气容重γ kg/m3
1.09
淋水密度 q m3/( m2.h)
12
气水比 λ
0.87
设计交换数N
0.78
设计容积散质系数βxv
7461.27
6.2.2、热力性能评价
根据水科院提供的填料性能方程如下：
βxv=3710g0.584q0.355
式中：N——填料具有的冷却数
λ——气水比
βxv ——填料的容积散质系数
g ——重量风速 kg /m2 .s
q ——淋水密度 m3/ m2.h
在选定的设计工况条件下，淋水填料的性能值为：
βxv=16151.94kg/m3 .h
填料具有的性能值与工艺计算值之比为：K=16151.94/7461.27=2.16
上述计算结果表明，塔的热力性能是可以保证的，并有很大的设计余量。
冷却塔气水比为：0.87，风机风量为：160×104 m³/h，就能良好地满足现循环水的冷却工艺要求。因此我公司必须对原塔70#风机，进行适当的技术调整，只要保证最佳适配的风量，就能满足冷却循环水工艺要求。同时必须根据实际处理水量，对我公司HL-2000的水轮机进行技术优化设计与循环水量相匹配，来满足现冷却循环水的工艺技术要求，