【正文】 工 程 手 冊 編號： 46SC0062020 機械通風逆流式冷卻塔選用手冊 中國石化集團洛陽石油化工工程公司 目 次 編制說明 逆流式機械通風冷卻塔通用圖系列 冷卻塔選用實例 冷卻塔圖紙 附錄 中國石化集團洛陽石油化工工程公司 工 程 手 冊 46SC0062020 機械通風逆流式冷卻塔 選用手冊 代替： 第 1 頁 共 50 頁 編制說明 目的 為便于使我公司給排水專業(yè)設計人員，便于選用本公司研制開發(fā)的冷卻塔 ， 特編制本 “機械通風流式冷卻塔選用手冊”。 適用范圍 本手冊所介紹的冷卻塔適用于煉油廠、石油化工廠、發(fā)電廠、化肥廠及其它工業(yè)部門的循環(huán)冷卻水系統(tǒng)。其水質應符合《工業(yè)循環(huán)冷卻水處理設計規(guī)范》的有關要求。 冷卻塔設計條件 我公司機械通風逆流式冷卻塔通用圖系列，按如下條件進行 設計： a) 工藝設計工況 進塔空氣濕球溫度τ =28℃，進塔空氣干球溫度θ 1=33℃，大氣壓力P=，進塔水溫度 t1=42℃，出塔水溫 t2=32℃，冷卻水溫差△ t=10℃，逼近度 t2τ =4℃。 b) 結構設計工況 風荷載 590Pa()，地震設防裂度為 7176。，Ⅱ類場地，淋水填料結垢荷載 1700Pa()，淋水填料掛冰荷載 1500Pa(153kg/m2)塔下集水池由選用者配套設計。 c) 水力設計條件 單列式冷卻塔進水最小壓力 (含集水池頂面高出 地面 的高度 ) 型號 I NL－Ⅱ－ 700 Ⅲ I NL－Ⅱ－ 1000 Ⅲ I NL－Ⅱ－ 1500 Ⅲ I NL－Ⅱ－ 2020 Ⅲ 進水壓力 HMPa 單列式冷卻塔進水最小壓力 (含集水池頂面高出地面 的高度 ) 續(xù)表 型號 I NL－Ⅱ－ 2500 Ⅲ I NL－Ⅱ－ 3000 Ⅲ I NL－Ⅱ－ 3500 Ⅲ I NL－Ⅱ－ 4000 Ⅲ 進水壓力 HMPa 編制 李佩文 校審 審定 第 2 頁 共 50 頁 46SC0062020 雙列式冷卻塔進水最小壓力 (含集水池頂面高出地面 的高度 ) 表 型 號 I NL－Ⅱ 700 Ⅲ I NL－Ⅱ－ 1000 Ⅲ 進水壓力 H Mpa 0． 094 需要供給冷卻塔的進水壓力，均由設計地面算起。若集水池頂面高出地面不是 時，其進水壓力按如下公式確定： H1=H+() , 式中： H1―集水池高出地面不是 時，冷卻塔需要的進水 壓力， Mpa H2一選用者擬定的集水池高出設計地面的高度， MPa, H 一本冷卻塔系列給出的進水壓力，見表 ， 表 , Mpa d) 電氣、儀表 電氣：電機采用單速電機，若用戶有要求時也可采用雙速或變速電機；電機配有防爆和不防爆電機兩種，按用戶使用地點的防爆要求選用；風機可倒轉；塔上要求設電機開關按鈕、避雷和照明電氣設施，塔下操作室要求設電機停止按鈕 (由選用者配套這些電氣設施 )。 儀表：塔上配的機電設備振動和油位監(jiān)測儀表，要求選用者配套其報警統(tǒng)。 e) 當采用塑料淋水填料時，進塔水溫不大于 60℃，當采用玻璃鋼淋水填料時，若進塔水大于 90℃時應采用耐熱型樹脂 (由選用者在訂貨時加以說明 )。 f) 冷卻塔是否設置化冰管，由 選用者根據(jù)所在地區(qū)的結構情況確定。 相關標 63B002－ 95，《逆流式機械通風冷卻塔計算》 SHJ16 一 90，《石油化工企業(yè)循環(huán)水場設計規(guī)范》 CECS118： 2020，《冷卻塔驗收測試規(guī)程》 NDGJ88 一 89，《冷卻塔淋水填料技術規(guī)定》 一 1997《玻璃纖維增強塑料冷卻塔第 1 部分：中 小型玻璃纖維增強塑料冷卻塔 (1998 年 局部修訂 )》。 一 1997《玻璃纖維增強塑料冷卻塔第 2 部分：大型 玻璃纖維增強塑料冷卻塔》 GB50050 一 95 《工業(yè)循環(huán)冷卻水處理設計規(guī)范》 GBJ102 一 87 《工業(yè)循環(huán)水冷卻設計規(guī)范》 46SC0062020 第 3 頁 共 50 頁 冷卻塔計算 機械通風逆流式冷卻塔計算，詳見我公司設計標準“ 63B00195”。 冷卻塔熱力計算 冷卻塔力計算方法很多，本公司推薦采用焓差法中的辛普遜近似積分法。當將水溫差△ t 分成 10 等分時， dt=10t△ 可得到足夠準確的計算結果。其冷卻數(shù)計算公式如下： Ω =2975311(2)11111(41[ hhhhhhhK to △△△△△△△△ ?????? + 41h△ )]1)111086 hhh △△△ ??? 式中： Ω一冷卻數(shù)， △ t 一水溫差，℃，△ t=t1t2 ℃ t1一進塔水溫度，℃ t2一出塔水溫度，℃ K 一蒸汽水量帶走熱量系數(shù)， K＝ 1)20( 22 ?? tt △ h0、△ h△ h△ h△ h△ h5一分別為水溫 t +t2+dt、 t2 2dt、 t2+3dt、 t2+4dt、 t2+5dt 時的焓差值 (h″ h)， △ h△ h△ h△ h△ h10一分別為 t2+6dt、 t2+7dt、 t2+8dt、 t2+9dt、 t 時的焓差值 h″ h)。 冷卻數(shù)Ω的程序計算 表 一 1 T h″ K H △ h h△ 1 t(o)=t2 h(0)″ =(t(0)、 P) 一 h(0)=f(θ 1φ P) △ h(0)=h(0)″h(0) oh△1 T(1)=t2+1dt h(1)″ =(t(1)、 P) K(1)=f[t(0)] h(1)=h(0)+λ)1(kdt △ h(1)=h(1)″h(1) 11h△ t(2)=t2+2dt h(2)″ =(t(2)、 P) K(2)=f[t(1)] h(2)=h(1)+λ)2(kdt △ h(2)=h(2)″h(2) 21h△ t(3)=t2+3dt h(3)″ =(t(3)、 P) K(3)=f[t(2)] h(3)=h(2)+λ)3(kdt △ h(3)=h(3)″h(3) 31h△ t(4)=t2+4dt h(4)″ =(t(4)、 P) K(4)=f[t(3)] h(4)=h(3)+λ)4(kdt △ h(4)=h(4)″h(4) 41h△ 第 4 頁 共 50 頁 46SC0062020 t(5)=t2+5dt h(5)″ =(t(5)、P) K(5)=f[t(4)] H(5)=h(4)+λ)5(kdt △ h(5)=h(5)″h(5) 51h△ t(6)=t2+6dt h(6)″ =(t(6)、P) K(6)=f[t(5)] H(6)=h(5)+λ)6(kdt △ h(6)=h(6)″h(6) 61h△ t(7)=t2+7dt h(7)″ =(t(7)、P) K(7)=f[t(6)] H(7)=h(6)+λ)7(kdt △ h(7)=h(7)″h(7) 71h△ t(8)=t2+8dt h(8)″ =(t(8)、P) K(8)=f[t(7)] H(8)=h(7)+λ)8(kdt △ h(8)=h(8)″h(8) 81h△ t(9)=t2+9dt h(9)″ =(t(9)、P) K(9)=f[t(8)] H(9)=h(8)+λ)9(kdt △ h(9)=h(9)″h(9) 91h△ t(10)=t1 h(10)″ =(t(10)、 P) K(10)=f[t(9)] H(10)=h(9)+λ)10(kdt △ h(10)=h(10)″ h(10) 101h△ 通用圖系列冷卻塔淋水填料給出的冷卻數(shù)如下： 塑料梯形波填料 T25 一 60176。型Ω 1= 入 玻璃鋼斜波填料 60X30X60176。型Ω 1= 入 淋水填料一般采用前者，當用戶有要求時也可采用后者或其它的填料。 計算步驟如下： 第一步；首先假設冷水比入值， 第二步；將入值代入程序計算表 一 1,分別求102101......111 hhhh △△、△、△ 第三步，將求出的1001......1 hh △△ 值，代入計算公式 一 1,求出Ω 1，若 1Ω Ω 11=△Ω值小于 時，可停止試算。 當水溫差△ t≤ 15℃時，可采用如下簡化公式： Ω = )......141(122 ????????? hhhhhhKtmm△ 式中： h1″、 h2″、 hm一空氣溫度分別為 t t tm= 水溫時2 21 tt ? 飽和空 氣焓， kJ/kg， h h hm一分別為進塔空氣、出塔空氣、及其平均狀態(tài) 空氣的焓， KJ/kg。 由于煉油廠、石油化工廠、發(fā)電、化肥等工業(yè)部門的循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的46SC0062020 第 5 頁 共 50 頁 水溫差大都不超過 15℃，所以在一般情況下都采用簡化公式。 計算步如下： 第一步：首先假設冷水比入值 第二步：根據(jù)已知條件、θ τ、 t t P，和入值 ，分別求出 h hh1″、 h2″ 、 hm″ 和 hm值 第三步：將第二步求出的值代入公式 ，即可求出Ω。 第四步：將假設的入值代入公式 一 3，求Ω176。若 |Ω Ω176。 | =△Ω小于 時試算停止。由于目前都采用計算機進行計算，上述計算方法比轉 容易做到，故可不用精度較差的圖解法計算。 冷卻塔熱力計算的目的，就是要求出設計所需要的氣水比入值。有了該值，就能算出風機所需要的風量和全壓。 冷卻塔空氣動力計算 冷卻塔空氣動力計算的目的，就是為了選擇合適的風機或驗算選定的風機是否滿足設計工 作條件下的要求。根據(jù)熱力計算求出的入值和要冷卻的單塔水量，求出所需要的風量，這些風量通過冷卻塔所產(chǎn)生的阻力，是與風機的空氣動力性能曲線相關聯(lián)的。所以風機的空氣動力特性能曲線與冷卻塔工作的空氣動力性能曲線的交會點，即為冷卻塔與風機的共同工作點。 在冷卻塔開發(fā)階段，一般采用經(jīng)驗公式進行空氣阻力計算。對實際已有運行的冷卻塔型，一般采用總阻力系數(shù)法進行空氣阻力計算。其計算公式如下： △ P 全 =ξ 22mmVP ， Pa 式 中： △ P 全 一通用圖系列冷卻塔的通風總阻力 (全壓 )Pa, ξ一總阻力系數(shù)，由實測得，見表 。 通用圖系列冷卻通風總阻力系數(shù) 表 。 塔型 700 1000 1500 20201 2500 3000 3500 4000 總阻力系數(shù)ξ 44 44 50 43 47 44 44 ρ m一塔內(nèi)濕空氣平均密度， kg/m3, ρ m= ρ sh……… Vm一塔內(nèi)淋水填料中的空氣平均流速， m/s ρ sh=[ ]10)()( 3113111 θφθφ θθ ?????? PPp247。 ……………… 一 3 ,kg/m3 ， 式中： ρ sh一進塔空氣密度， kg/m3 第 6 頁