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环保节水型冷却塔技术特点介绍
一、研发背景
Ø 我国水资源匮乏严重
我国水资源总量为2.8万亿立方米，人均水资源量仅为世界平均水平的1/4，而且分布很不均衡。长江流域以北地区，水资源仅占全国水资源总量的19%。目前，全国正常年份缺水量近400亿立方米。
Ø 工业节水潜力大
工业用水十五规划中指出,1999年全国工业用水量为2400亿立方米，1999年每万元工业增加值取水量为330立方米，是日本的18倍，美国的22倍。企业之间单位产品取水量相差悬殊，一般相差几倍，有的达几十倍，个别的甚至超过四十倍, 工业节水潜力巨大。
Ø 可持续发展与工业节水
工业节水十五规划指出,为保证经济社会的可持续发展，21世纪前半叶工业用水量应控制在2000亿立方米以内，年增长率不能超过1.1%。根据我国工业用水量和万元工业增加值取水量的变化趋势，预测未来几十年内工业用水量增长率达3%左右，远高于1.1%的增长率。因此，必须全面加强工业节水，大幅度提高用水效率，降低工业用水量的增长速度。
Ø 工业节水激励政策
——《关于加强工业节水工作的意见》的通知（2001-2010）国经贸资源[2000]1015号提出工业节水工作的指导方针：节流优先，治污治本，提高用水效率。
工业节水激励机制：
1、工业企业节水技术改造国产设备投资40%，可按财政部，国家税务总局财税字[1999]290号文件有关规定，抵减当年所得税。
2、根据“取之于水，用之于水”的原则，从水资源费，超计划增加水
费等收费中提取一定比例资金，用于工业节水关键技术，示范推广技术改造贴息等。
3、各地区和有关部门要根据当地水资源条件和经济发展水平，制定有利于节水工作的奖惩措施。
Ø 国家鼓励节水政策
2008年8月20日财政部 国家税务总局关于执行环境保护专用设备企业所得税优惠目录 节能节水专用设备企业所得税优惠目录和安全生产专用设备企业所得税优惠目录有关问题的通知 (发文字号： 财税【2008】第048号)中指出:企业自2008年1月1日起购置并实际使用列入《目录》范围内的环境保护、节能节水和安全生产专用设备，可以按专用设备投资额的10%抵免当年企业所得税应纳税额；
二、冷却塔与节水
Ø 湿式冷却塔的水量损失
我国电力、纺织、石油化工、造纸、冶金等行业均属高用水行业,广泛使用湿式冷却塔。由于水资源紧缺日趋严重，如何实现冷却塔节水一直困扰着这些高用水行业。
湿式冷却塔是利用循环水和冷空气的接触，通过蒸发散热和接触传热把水的热量传给空气而达到对循环水降温的设备。冷却的极限温度为空气的湿球温度。在工业及生活中常用的湿式冷却塔其水损失量,包括蒸发,风吹,排污损失通常为循环水总量的2～2.5%。这个数值看起来似乎很小，但对大型系统来说，其损失水量是一个相当可观的数字。
Ø 湿式冷却塔的环境污染
湿式风筒出口处的水雾会影响周围的可见度,造成冷却塔周围的湿气回流，并且水雾对冷却塔本身以及周围环境也有很大的污染,冬季甚至造成道路结冰,危害安全.尤其是吹风损失出来的那一部分循环水含有部分溶解盐,对周围环境中的金属物件腐蚀尤为严重。
三、环保节水型冷却塔
Ø 概述
环保节水型冷却塔综合了干式冷却塔没有水蒸发损失及湿式冷却塔热交换效率高，造价低的特点。在环保节水型冷却塔中，高温循环水先经过空气冷却器与空气非直接接触利用空气干球温度与入塔高水温之间的温差进行热交换，降低了填料段的冷却负荷，从而减少了蒸发损失量。通过干段初步冷却后的水由喷淋头淋至由填料组成的湿段，在这里冷却水与空气直接接触，通过接触传热和蒸发散热把水中的热量传送给空气。由于增加了干段，环保节水型冷却塔较湿式冷却塔在节水环保方面得到较大改善，而成本又低于干塔。
Ø 环保节水型冷却塔的环保节水原理
1、由于设置了空气冷却器对循环水进行了预冷却，降低了填料段的冷却负荷，从而减少了蒸发水量，可以节水。
2、由于空气经过空气冷却器后变得干热，对经填料层换热后的湿热空气有降低其含量作用，使之变为不饱和的作用，从而降低或消除塔出口处产生的水雾，有利于环保。
3、部分未被收水器收集的微细飘滴被来自空气冷却器干热空气加热变为蒸汽。降低了冷却塔出口处形成的水滴，有利于环保。
4、冷却塔在进风口处以及收水器以上空间安装有可调自动百叶窗，依据气候条件自动调整百叶窗开度,冬季运行时甚至可将进风口处百叶窗完全关闭，并可以将从冷却器下来的冷却水直接进入塔下水池,从而彻底解决寒冷地区冷却塔冬季结冰损坏冷却塔设备等的问题。
Ø 节水方面：
按5台4000m3/h冷却塔计算，每小时总循环水量为20000m3/h。当采用环保节水型冷却塔后可节约用水量说明:
（1）循环水蒸发损失量应是循环水量的1.6%。
（2）每小时循环水总量为20000m3/h，每小时蒸发损失量则为320m3/h。每天蒸发损失为7680m3。每年蒸发损失为2803200m3。每m3水费按3.5元计算，每年有981万元水被蒸发掉。采用环保节水型冷却塔，每年可回收蒸发损失的30%，即840960 m3，同时可减少排污损失水420480 m3。合计每年减少新鲜水补充量为1261440m3。按每m3水价3.5元计算，每年可节约水费用441.5万元。
Ø 环保节水型冷却塔的节水潜力
国内石化企业多采用机械通风冷却塔，也称“湿式冷却塔”，循环水在冷却塔中的冷却靠三种传热方式：蒸发散热、接触传热和辐射传热，在一般的冷却过程中，辐射传热作用不大，水的冷却主要靠蒸发散热,循环水的蒸发损失是实现水冷却的必要条件。循环水的蒸发损失最大可达到冷却水量的2.2%. 炼油厂在生产过程中循环冷却水的用量很大，约占工厂总用水量的80%，循环水的补充水量通常占工厂总取水量的40~50%.循环冷却水系统的节水是企业节水减排最重要的环节.
为了更好的服务于企业,为了节水减排，实现水资源的合理利用，最大限度地保护环境，为企业创造谋取经济效益和社会效益。沁菱公司针对三北（东、西、北）地区水资源馈乏，夏冬季节分明，气温低，昼夜变化大的特点开发了节水环保型冷却塔，该塔可以大量减少蒸发损失水量，根据气候条件进行操作,甚至有些时间可做到完全无蒸发损失。
由于循环水的蒸发使得循环水中的含盐量成浓缩倍数地增长，为了防止工艺水冷却器的结垢腐蚀，必须采取循环水排污，排污水量与蒸发水量有关。以循环水浓缩倍数等于3计算，其排污水量为蒸发水量的二分之一。
为了保证生产的长周期运行，循环冷却水系统需要药剂处理，药剂投加量与循环水的排污水量有关。可见，采用节水环保型冷却塔，不仅减少蒸发损失,同时可以减少排污水量，减少补充水量，节约水处理药剂用量, 实现多重功效。
Ø 管壳式换热器的技术特点
管壳式换热器的管内和管间安装用金属丝按特定方法绕制而成的绕花丝多孔体，使管内和管间形成大空隙，多孔体通道，冷热流体各自沿轴向在管内和管间多孔体通道内逆向流过。由于流体在多孔体通道内的弥散效应，流体低流速在（RE≥200）就能径向位移和螺旋流相叠加的三维流动，使流体的主流不断变化方向沿传热方向流动，从而较其它强化方法更显著的强化了换热。在RE＝200和不增加动力或略增加动力消耗下，随流体的热稳性不同，对于汽流可使管内或管间的换热系数最大提高5倍，比现有的管壳式换热器总的传热性能提高数倍，并达到了使热系数的提高大于流阻的增加。该技术被推广应用以来，先后被国家计委、原经贸委、国家科技部联合推荐为全国优秀节能科研成果。
换热器采用Q195碳钢椭圆管和08AL特软钢制翅片缠绕，高频焊接组成，采用加厚镀锌和热镀锌防腐处理，高频焊接组成；上下集水槽钢板焊接后采用热浸锌处理和涂刷氯化橡胶漆做防腐处理。也可采用铝和不锈钢材质制做。
铝制散热器的自身在大气中其表面会迅速开始生成致密的氧化铝，（三氧化二铝）厚度为25—30微米。如果有水或者大量水蒸气的存在（三氧化二铝）外层将转化为薄层（氢氧化二铝），氢氧化二铝最后转化成（三氢化二铝），具有胶体性质，铝的腐蚀也证明与这层氢氧化物的胶体有关。在较大的PH值范围内都保持稳定。同时在干燥通风条件畅通的情况下更为适宜使用。
四、技术承诺
Ø 环保节水型冷却塔技术承诺如下:
1、技术方面，首先是能保证所提供的冷却塔运行可靠, 达到所提供的技术性能要求。如能选用我公司的环保节水型冷却塔，我公司和清华大学保证以上所提供的冷却塔环保节水各种功能数据是准确的。
2、节水型冷却塔运行后可通过国家权威部门对所承诺的指标条件进行检测，直至到节水指标完成。
3、环保节水型冷却塔是根据我国冷却塔风机性能特点，在现有湿式冷却塔结构的长、宽尺寸不发生变化，占地面积和普通型冷却塔一样，土建结构费用基本上不增大的条件下，而取得环保节水效果，该技术投资费用不高，性价比显著。
Ø 现有应用单位：
环保节水型冷却塔已列入国家鼓励发展的环保\节水专用设备,该塔工业应用前景广阔, 中石油吉化公司1台3500m3/h，内蒙古伊东干馏煤综合利用项目4台3500 m3/h，甘肃庆阳4台3500 m3/h已稳定运行多年；咸阳助剂厂1台2000 m3/h在运行中，新疆特变电工硅业有限公司7台5000 m3/h正在安装中。
Ø 该塔型现已申报国家二项专利
名称为：环保节水型冷却塔
专利一：新型实用专利号: 200620022940.1
专利二：发明专利号:200610088863.4
河南省沁菱冷却设备有限公司
2012-7
环保节水型冷却塔业绩图片
内蒙古伊东干馏煤综合利用项目4台3500 m3/h
中石油吉化公司1台3500m3/h（改造）
庆阳石化公司4台3500m3/h
河南省沁菱冷却设备有限公司 Http:
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