冷却塔热力性能计算书及计算方法

1．热力性能计算

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 ―1997《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。

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）

1．2热力性能计算结果

热力性能计算结果详见所附设备技术规格书。

1．3热力性能评价

中空冷却塔设计中采用无填料设计，热交换段高度为8m，该段热力性能值为：

设计工况条件下，热交换段的性能值为：

     Ω =  0.63

其中熔炼渣水淬循环水冷却塔热工设计值为0.47

性能测试值与性能设计值之比为：

      k  =  1.34

高冰镍水淬循环水冷却塔热工设计值为0.37

性能测试值与性能设计值之比为：

      k  =  1.7

上述计算表明，本设计中塔的热力特性可以保证。

2．阻力计算

2．1换热段阻力

中空冷却塔设计中采用无填料设计，热交换段高度为8m，其阻力性能值为： 

设计工况条件下，塔的淋水段的阻力值为19.52 Pa。

2．2塔其余各部分阻力

根据同类冷却塔实测资料，设计工况条件下该设计中塔的其余各部分总阻力为36.39Pa。

2．3塔总阻力

塔总阻力即为换热段阻力和塔的其余部分阻力之和，设计工况下冷却塔总阻力为 57.91Pa。

2．4风机动压

该塔选用风机直径Ф4700 mm，设计工况下该塔风机动压为：37.09Pa。 

2．5风机全压

风机全压即塔总阻力和风机动压之和，本工程中该工况下冷却塔全压值为：95Pa。 

2．6风机功率 

由配套风机空气性能曲线查得设计工况下冷却塔风机轴功率为：15.8kW，配用电机功率采用：22 kW。

设备技术规格书