冷却塔
 
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点 I 的形态 方程为式(4)、式(5) ti = t

时间:2019-10-09  阅读:

  制冷空调 Refrigeration Air Conditioning 取电力机械 & Electric Power Machinery 专题研讨 湿式冷却塔白烟现象阐发取处理方案 白文杰 (华东建建设想研究院无限公司,上海 200002) 摘要: 湿式冷却塔正在必然景象形象前提下运转时,会呈现“白烟现象”。该现象的发生对建建景 不雅、周边道交通平安将会发生必然的影响,且易使人发生火警的错觉。本文对湿式冷却塔“白烟 现象”的发生前提及发生缘由进行了阐发,提出响应的处理方案,并针对遍地理方案的优错误谬误进 行了对比阐发。 环节词:冷却塔白烟现象; 景象形象特点; 发生缘由; 发生前提; 湿空气焓湿图 中图分类号:TU831 文献标识码:A 文章编号:1006- 8449(2010)04- 0020- 04 0 引言 湿式冷却塔是平易近用建建制冷空调的常用设备 (本 文针对湿式冷却塔进行白烟现象阐发,以下内容中的 “冷却塔”均专指湿式冷却塔)。 冷却塔现实运转时,其风筒顶部有时会呈现白烟 缭绕现象。图 1 为某项目冷却塔出风口处呈现的白烟 现象。这种现象不只影响建建景不雅,正在寒冷的冬天,冷 却塔的白烟飘沉至周边面结冰易激发交通变乱;同 时,白烟现象易使人发生建建物着火冒烟的错觉,常因 此惹起火警误报警。 图 1 冷却塔出风口白烟现象 本文操纵湿空气焓湿图,对冷却塔白烟现象发生 前提和缘由进行阐发,提出了响应的处理方案,并对各 方案的优错误谬误做了简要总结。 1 白烟现象阐发 1.1 冷却塔布局及工做道理 1.1.1 冷却塔布局 冷却塔由风系统部件、水系统部件、换热部件、结 构件等构成。风系统部件一般有进风百叶、风机、电动 机、风筒等;水系统部件有管道、散水槽或喷淋头、收水 器、集水盘或集水池等;换热系统部件有填料及附件。 1.1.2 冷却塔工做道理 冷却塔外低焓值的空气颠末风机的抽风或鼓风 后,自进风百叶进入冷却塔;高温空调轮回冷却水通过 位于冷却塔上部的布水系统,自上而下喷洒正在填料表 面,空气取水滴充实接触并进行热湿互换。空气取冷却 水正在塔内的换热过程分为两部门: (1)接触换热:当水滴和空气接触时,因为相对低 温的空气取相对高温的水之间存正在必然的温差,水取 空气间发生接触换热(传导换热和对流换热),热量由 相对高温的轮回冷却水传至相对低温的空气; (2)蒸发换热:因为水滴概况构成饱和空气,饱和 空气中的水蒸气取空气中水蒸气之间存正在分压力差, 正在分压力差的感化下冷却水发生蒸发,将水的汽化潜 热传至空气。 冷却塔运转时,进入冷却塔的空气取冷却水正在塔 内进行热湿互换,冷却水的温度降低,并因为蒸发觉象 部门水分;空气温度升高并接收蒸发的水蒸气,达 20 No.4/2010 总第134期 第31卷 专题研讨 制冷空调 Refrigeration Air Conditioning & Electric Power Machinery 取电力机械 到或接近饱和形态。 1.2 白烟现象发生时景象形象特点 通过对冷却塔发生白烟现象的察看及相关景象形象资 料的查询,冷却塔白烟现象多发生于温度较低、相对湿 度较大的气候(相对湿度以至达到 95%),如冬季降雨 前后、长江中下逛地域“黄梅季候”。正在其它天气前提下 则较少发生此类现象。 1.3 白烟现象发生缘由 白烟发生现象的缘由阐发如图 2 所示。通过进风 百叶进入冷却塔内的空气(图 2 中点 O)进入冷却塔填 料取冷却水间接接触。经热湿互换,空气被加热和加 湿,以高温高湿空气从冷却塔出风口处排出,其形态接 近饱和曲线 中 I 点)。 冷却塔排风取冷却塔附近的空气夹杂后,夹杂空 气形态点应位于形态 O 取形态 I 连线中的某点 M。 含湿量 D/g/kg 干空气 温度 T /℃ 点O (do,t)o 点I (di,t)i 湿空气饱和曲线%等相对湿度线) 点M (D,T) 图 2 白烟发生现象的缘由阐发 形态点 O 取 I 的连线取湿空气饱和曲线%的等相对湿度曲线)相割构成线段,该线段 位于湿空气饱和曲线的下部,即湿空气过饱和区。当冷 却塔排风取塔外空气的夹杂点 M 位于湿空气过饱和 区,则会发生冷凝现象。其表示为:正在冷却塔风筒出风 口附近的空气中,发生很多藐小的水珠,构成“白烟”。 该白烟现象一般发生正在距冷却塔出风口上方 5~6m 的高度处,跨越此高度,则因为周边大气的质量相对于 冷却塔排气几乎接近无限大,经充实接触并夹杂,冷却 塔排气取大气的夹杂点形态无限接近于大气的形态 点,即白烟现象消逝。 1.4 白烟发生现象的前提 白烟现象构成的理论前提是:夹杂过程线 I-O 取 湿空气饱和曲线订交,位于湿空气饱和曲线之下并具 有必然长度。冷却塔白烟现象一般鄙人列三种环境下 呈现: (1)冷却塔四周空气的相对湿度较大,温度较低; (2)冷却塔运转一般,内部气水热湿互换充实,出 风相对湿度较大; (3)冷却塔风筒附近空气流速较小,冷却塔排气取 大气夹杂平均且充实。 2 处理方案 对冷却塔发生白烟现象前提及缘由的阐发,能够 发觉消弭白烟现象的环节正在于避免空气焓湿图中夹杂 过程线 I-O 取湿空气饱和曲线订交。只需夹杂过程线 I-O 斜率发生改变,不取湿空气饱和曲线订交,即可避 免白烟现象的发生。 如图 2 所示:冷却塔排气形态点为 I,空气状 态点为 O,夹杂点为 M,则不发生白烟现象的极限前提 为夹杂过程线 I-O 刚好取饱和空气曲线相切。正在 D-T 坐标上,夹杂过程线 I-O 曲线方程为: T - to = ti - to D - do di - do (1) 式中 T —夹杂点温度,℃; D —夹杂点绝对湿度,g/kg 干空气; to —室外空气计较温度,℃; ti —冷却塔排气温度,℃; do —室外空断气对湿度,g/kg 干空气; di —冷却塔排断气对湿度,g/kg 干空气。 正在尺度大气压力 B(101325 Pa)下,湿空气饱和曲 线暗示为正在 D-T 坐标上的曲线,即湿空气饱和曲线方 程近似可暗示为: D = 0.0078T 2 + 0.2966T + 3.7990 (2) 式 中 T —湿 空 气 饱 和 曲 线 上 某 点 对 应 的 干 球 温 度,℃; D —湿空气饱和曲线上某点对应的绝对湿度, g/kg 干空气。 当夹杂过程线 I-O 刚好取饱和空气曲线)构成方程组,且有独一解,可得: [ di - do ti - to = 1 2 0.5932+0.0312to + ] 姨(0.5932+0.0312t)o 2- 4(0.29662+0.0312do- 0.0312×3.799) 设等式左侧为 m,则: di - do = m ti - to (3) 若形态点 I 取 O 的参数满脚方程(3),则冷却塔处 于不发生白烟现象的临界形态;若方程组有多个根则 会发生白烟现象;若方程组无根则不会发生白烟现象。 因而,处理冷却塔白烟现象次要从改善冷却塔性 能动手,通过正在冷却塔内部采纳一些办法,改变夹杂过 21 No.4/2010 总第134期 第31卷 制冷空调 Refrigeration Air Conditioning 取电力机械 & Electric Power Machinery 专题研讨 程线 I-O 斜率避免取湿空气饱和曲线订交,一般有以 下几种方案。 2.1 设置“干段填料” 设置“干段填料”后的冷却塔布局示企图如图 3 所 示。改变冷却塔内部布局,采用干段填料及湿段填料组 合的形式。仅有空气通过而不取冷却水接触的填料区 域称为干段填料区(简称干段),使空气及冷却水间接 接触的填料区域称为湿段填料区(简称湿段)。可通过 正在尺度湿段填料的顶部加拆顶盖,可无效防止冷却水 淋入填料区,从而构成干段填料。 设置“干段填料”后的空气处置过程如图 4 所示。 从干段通过的空气,取湿段填料区进行显热互换被加 热,绝对湿度不变,即干段空气经等湿加热后由形态点 O 变为形态点 B;从湿段通过的空气取冷却水热湿交 换后构成高湿高温空气,达到形态点 A。经冷却塔风机 的抽风及鼓风感化,通过干段的空气和通过湿段的空 气正在塔内进行夹杂,达到形态点 I 并排出风筒。夹杂出 风取周边大气进行充实夹杂。正在此过程中,夹杂过程线 I-O 位于湿空气饱和曲线上部,不再取湿空气饱和曲 线订交,形态点 I 的空气取形态点 O 的空气充实夹杂 后构成的夹杂点不正在“过饱和区域”,故无凝结水析出, 从而避免白烟现象发生。 经夹杂后 I 经干段填料后 经干段填料后 干段、湿段填料间隔安插 B B 冷却塔宽度需添加 O O 占地面积响应添加 经湿段填料后 经湿段填料后 A A O O 该方案的沉点正在于合理安插通过干段取湿段空气 的比例,求解干湿空气的夹杂比 ω。 形态点 A 的空气取形态点 B 夹杂后,点 I 的形态 方程为式(4)、式(5) ti = tA + ωtB 1+ω (4) di = dA + ωdB 1+ω (5) 式中 tA —从湿段通事后的空气温度,℃; tB —从干段通事后的空气温度,℃; dA —从湿段通事后的空断气对湿度,g/kg 干空气; dB —从干段通事后的空断气对湿度,g/kg 干空气; ω —干湿空气的夹杂比。 将式(4)、式(5)代入式(3),拾掇得: ω= dA - m(tB do - m(tA - - to)-(dB - to) do) (6) 2.2 设置“热水翅片盘管” 设置“热水翅片盘管”后的冷却塔布局如图 5 所 示,正在冷却塔原布水系统上部设置热水翅片盘管,冷却 水起首辈入热水翅片盘管,再进入布水系统。塔外空气 别离由上部及下部进风百叶进入冷却塔。上部空气取 相对高温的热水翅片盘管进行等湿加热达到形态点 B,过程雷同方案一中的空气颠末干段填料的换热过 程。下部空气正在淋水填猜中取冷却水热湿互换后构成 高湿高温空气,即达到形态点 A。其后的空气处置过程 取方案一的雷同,从而防止白烟现象发生。 设置“热水翅片盘管”后处理方案的计较过程同 2.1 节,均为求解干湿空气的夹杂比 ω,见式(6)。其空 气处置过程如图 4 所示。 经夹杂后 I 图 3 设置“干段填料”后的冷却塔布局示企图 经热水翅片管后 经热水翅片管后 轮回冷却水翅片盘管 O B B (塔体高度需添加) O 含湿量 D/g/kg 干空气 温度 T / ℃ 点B (dB,tB) 点A 点I (dA,tA) 湿空气饱和曲线%等相对湿度线) O 点O (do,t)o 点M (D,T) 经湿段填料后 经湿段填料后 A A 填料(气水换热) O 图 4 设置“干段填料”取“热水翅片盘管”冷却塔的空气处置过程 图 5 设置“热水翅片盘管”后的冷却塔布局示企图 22 No.4/2010 总第134期 第31卷 专题研讨 制冷空调 Refrigeration Air Conditioning & Electric Power Machinery 取电力机械 2.3 设置“电加热安拆” 设置“电加热安拆”后的冷却塔布局示企图如图 6 所示。正在冷却塔出风筒内设置电加热安拆。从冷却塔填 猜中出来的湿空气(形态点 A),经电加热安拆加热后 温度升高,而湿度无变化(此过程为等湿加热过程),达 到形态点 I 后从冷却塔风筒排出,正在风筒外部取位于 形态点 O 的周边大气进行充实夹杂。正在此过程中,状 态点 I 取形态点 O 构成的曲线位于湿空气饱和曲线上 部,不再取湿空气饱和曲线订交,形态点 I 的空气取状 态点 O 的空气充实夹杂后构成的夹杂点 M 不正在“过饱 和区域”,故无凝结水滴析出,从而避免了白烟现象的 发生。设置“电加热安拆”后的空气处置过程如图 7 所 示。 本方案的沉点正在于确定电加热器的再加热量,即 求解湿空气通过电加热器后达到 I 点的温升 Δt。若温 升过高,则会空耗大量电能形成华侈,若温升过低,则 无法消弭白烟现象。 形态点 A 经电加热器加热后变为形态点 I,此时 经电加热后 I 电加热器 (风筒高度需添加) 经湿段填料后 经湿段填料后 A A O O di′= dA (7) ti′ = tA +Δt (8) 式中 di′ —经电加热器加热后的空断气对湿度,g/kg 干空气; dA —从湿段通事后的空断气对湿度,g/kg 干空气; ti′ —经电加热器加热后的空气温度,℃; tA —从湿段通事后的空气温度,℃; Δt —经电加热器加热后的空气温升,℃。 将式(7)、式(8)代入式(3),拾掇得: Δt = dA -do m + to - tA (9) 2.4 各方案比力 上述三种防止白烟发生的冷却塔设想方案各有特 点,各自的优错误谬误详见表 1: 表 1 三种冷却塔防白烟方案的优错误谬误比力 名称 长处 错误谬误 设置干段 塔体布局简单,干段填 塔体占地面积添加,场地对设备 填料 料制制及安拆工艺简 的安拆较大,塔体布局需 单,初投资较低,运转 加强,风机的功率需添加,正在不 费用添加较少,不需 发生白烟的气候里,冷却塔内 额外添加节制系统 的填料不克不及充实操纵 设置热水 设备占地面积不添加, 初投资较大,塔体的高度添加较 翅片盘管 热水翅片盘管的工艺 多,需考虑水系统中降服翅片 较成熟,运转费用增 盘管所添加的水阻,风机功率 加不多 需添加,需添加节制系统 设置电加 设备占地面积不添加, 运转费用较高,需添加节制系统 热安拆 塔体高度添加不多, 点加热安拆为成熟产 品,初投资较低,风机 功率不变 温度 T /℃ 图 6 设置“电加热安拆”后的冷却塔布局示企图 含湿量 D/g/kg 干空气 点I (di,ti) 点M (D,T) 湿空气饱和曲线%等相对湿度线) (dA,tA) 点O (do,t)o 图 7 设置“电加热安拆”后的空气处置过程 3 结语 以上阐发了白烟发生的景象形象前提、发生缘由和条 件,初步提出响应的处理方案,并进行了比力。为冷却 塔防白烟设想供给参考。 正在理论阐发中,只需焓湿图内夹杂过程线 I-O 不取湿空气饱和曲线相割,即可防止冷却塔出口 发生白烟现象。但因为大气正在分歧时辰,其形态是 动态变化的,冷却塔出口空气的形态也遭到空气 形态及空调负荷变化的影响而发生变化。故冷却塔出 口的空气经取大气夹杂后,回归至大气形态 的现实过程是一条不竭上下波动的曲线,夹杂点有可 能呈现正在“过饱和区域”。故上述的三个方案不克不及完全 消弭白烟现象,但一般可使消雾率达到 50%~80%。 (下转第 35 页) 23 No.4/2010 总第134期 第31卷 工程设想 制冷空调 Refrigeration Air Conditioning & Electric Power Machinery 取电力机械 店地下一层,距最远的贸易街不到 300m,正益处正在负 荷核心,有益于节能设想。 台水泵配用 1 台变频器,其它水泵定频定流量。 (4)制冷机房的该当接近负荷核心。 5 结语 (1)负荷计较要按照逐项逐时的冷负荷计较,室 内设想参数要恪守全国平易近用建建工程设想手艺办法 《暖通空调·动力》2009 版 1.2.2 和 1.2.3 条施行。 (2)机组选型:机组负荷 60%由水源热泵承担,剩 余负荷由常规机组调峰;水源热泵机组井水可使 用,大温差操纵井水。 (3)轮回水泵要设想水泵变频,多台水泵中此中 1 参考文献: [1] GB50019- 2003,采暖通风取空气调理设想规范[S]. [2] GB50189- 2005,公共建建节能设想尺度[S]. [3] 全国平易近用建建工程设想手艺办法[Z]. 暖通空调·动力,2009. [4] 庞明,耿霞. 制冷机房节能设想[A]. 山东制冷空调 2009 年会论文集 [C]. 2009. 收稿日期:2010- 06- 12 修回日期:2010- 07- 08 Energy Saving Design of Air Conditioning Room for Qiduxingcheng Hotel HUANG Xin1, PANG Ming2, ZHANG Ling-ling3 (1.Zibo Institute of Civil Engineering,Zibo 255000 ,China;2.Zibo Urban Planning Design Institute,Zibo 255000,China; 3.Zibo Architectural Design & Research Institute,Zibo 255000,China) Abstract: Based on the energy saving design of air conditioning room for Qiduxingcheng Hotel,points for attention and corresponding measures and methods were discussed for the purpose of energy saving. Key words: load calculation; unit selection; variable pump 做者简介: 黄 昕(1962- ),男,浙江温州人,学士,高级工程师,副总工程师,处置暖通空调设想审查工做; 庞 明(1977- ),男,山西运城人,学士,工程师,次要处置暖通空调设想工做; 张玲玲(1972- ),女,山东人,学士,高级工程师,次要处置暖通空调设想工做。 (上接第 23 页) 参考文献: [1] 陆耀庆. 适用供热空调设想手册(下册)[M]. 第二版.:中国建建工 业出书社,2008. 2053~2060. [2] 赵振国. 冷却塔[M]. 第一版.:中国水利水电出书社,1996. 248~ 287. [3] 唐韵,夏再忠,王如竹. 冷却塔白烟防止手艺[A]. 制冷空调新手艺进 展 - 第四届全国制冷空调新手艺研讨会论文集[C]. 2006. 收稿日期:2010- 07- 06 修回日期:2010- 07- 16 Analysis and Solutions of“White Smoke”Phenomenon of the Wet Cooling Tower ZHU Wen-jie (East China Architectural Design & Research Institute Co.,Ltd.,Shanghai 200002,China) Abstract:Wet cooling tower will appea“r white smoke”phenomenon in certain weather conditions. The occurrence of this phenomenon will have some effect on the landscape of the architecture and the surrounding road traffic safety. Also, such images are prone to the illusion of fire. In this paper,the conditions and causes of “white smoke”phenomenon were analyzed,the corresponding solutions were proposed. In the end,the advantages and disadvantages for each solution were compared. Key words:white smoke phenomenon of cooling tower; meteorological characteristics; causes; conditions; wet air psychrometric chart 做者简介: 白文杰(1974- ),男,四川自贡人,本科,工程师,次要处置设想手艺办理及编制建建机电设备投标文件 工做,研究标的目的:建建机电设备手艺。 35 No.4/2010 总第134期 第31卷

  湿式冷却塔白烟现象阐发取处理方案_科学/食物科学_工程科技_专业材料。制冷空调 Refrigeration Air Conditioning 取电力机械 & Electric Power Machinery 专题研讨 湿式冷却塔白烟现象阐发取处理方案 白文杰 (华东

 
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