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冷卻塔濕熱空氣再循環(huán)的原理


濕熱空氣的再循環(huán)又稱(chēng)濕熱空氣的回流,指冷卻塔頂部從風(fēng)筒排出的濕空氣,一部分又被吸入塔內,使進(jìn)入冷卻塔空氣的焓熱量增加,造成冷卻塔本身的冷卻效果降低。所以要預先計算冷卻塔的回流濕熱空氣的影響,以便確切地掌握進(jìn)入冷卻塔的環(huán)境參數。實(shí)踐證明,在冷卻塔運行中濕熱空氣再循環(huán)不但存在,而且有時(shí)是嚴重的,也就是說(shuō),進(jìn)入冷卻塔的濕球溫度比遠離冷卻塔的氣象亭中所測得的濕球溫度將高出0.5~1.2 ℃,這種現象尤以冷卻塔下風(fēng)向更顯得明顯。其影響范圍和程度與塔群?jiǎn)瘟胁贾玫拈L(cháng)度及風(fēng)向、風(fēng)速和風(fēng)筒的高度有關(guān)。
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為了鑒定冷卻塔的效果,許多規程規定: “干、濕球溫度測點(diǎn)應設在集水池邊以上大約1.6m 離塔迎風(fēng)面不小于17m 或大于34m 處,于氣流進(jìn)入范圍內測3 點(diǎn)取其平均值。
回流不僅會(huì )使塔的本身受到不良影響,而且還會(huì )由一個(gè)或一列冷卻塔排出來(lái)的濕熱空氣進(jìn)入到其他塔中去,造成互相干擾,降低冷卻塔的實(shí)際冷卻效果。
造成濕空氣回流的原因有以下幾種:
1. 進(jìn)風(fēng)口太小,使該處流速加大引起附近空氣的擾動(dòng)。
2. 冷幅高(t 2 -τ)小,特別是外界空氣的濕球溫度低,相對濕度大。
3. 空氣相對流量小(即氣水比λ小)。
4. 冷卻溫度變化范圍較大的時(shí)候。
5. 風(fēng)筒高度小(低)。
濕熱空氣回流的影響計算為:
設大氣熱焓為i 1 ,考慮回流因素,按回到冷卻塔內的空氣和水的熱平衡關(guān)系建立方程為: 設計時(shí)所采用的冷卻塔入口混合氣象參數應為:θ1 =3119 ℃,τ1 =2912 ℃, 1 =84 %可見(jiàn),由于濕熱空氣的回流造成冷卻塔混合氣象參數,比原統計的氣象參數提高了很多:干球溫度θ提高了1.5 ℃,濕球溫度τ提高了1.0 ℃,如不加以重視,將使冷卻塔達不到預定的冷卻效果。
冷卻塔的計算機選型
冷卻塔的塔型較多,其計算涉及氣象條件(P、θ、τ等)、冷卻水量(Q )、進(jìn)出塔水溫(t 1、t 2 )以及冷卻塔形式、填料種類(lèi)及規格、風(fēng)機性能等多方面條件與因素,計算工作大而繁。國內部分單位根據循環(huán)冷卻水工程的實(shí)際需要和不同情況,編制了一些冷卻塔的設計計算程序。有的程序用于冷卻塔的設計計算,有的程序用于冷卻塔的選型。采用計算機計算,既提高了設計計算 ,又節省了計算的工作量和時(shí)間,是發(fā)展的趨勢。
化工部第三設計研究院針對化工系統編制的數種冷卻塔通風(fēng)圖(主要為大塔,包括鋼筋混凝土塔),編制了逆流式機械通風(fēng)冷卻塔的選型程序。該程序采用麥克爾焓差法編制,將逆流式機械通風(fēng)冷卻塔的計算,歸納為“四線(xiàn)二點(diǎn)" 的求解。由填料的熱力特性曲線(xiàn)和氣象條件、水溫計算的冷卻塔的操作曲線(xiàn)的交點(diǎn),可求得氣水比λ和冷卻任務(wù)數N ;由風(fēng)機的特性曲線(xiàn)和塔的通風(fēng)阻力曲線(xiàn)的交點(diǎn),可求得風(fēng)機工作點(diǎn)的風(fēng)量G 。由工作點(diǎn)的風(fēng)量G 和氣水比λ,即可求得冷卻水量Q 。
計算機計算程序將冷卻塔的參數數據庫設計成開(kāi)放式可隨時(shí)增加、刪除或修改??筛鶕脩?hù)的要求,自行將新的冷卻塔塔型、各種填料、風(fēng)機和氣象參數加入數據庫中。這樣可不斷地更新數據庫,使計算程序更具有適應性和實(shí)用性。