工業循環冷卻塔除霧應用分析

朱燕華

摘要：本文針對工業用冷卻塔除霧系統、節水效率等技術要點，通過在項目的實際應用，分析影響除霧效果的主要因素。

關鍵詞：冷卻塔除霧 ?蒸發損失率 ?空氣混合器

某項目配套冷卻塔總水量為22500t/h，冷卻塔共5臺，單塔的水量為4500t/h。同時，項目配套煙氣脫白項目，該項目配套冷卻塔總水量為6250t/h，冷卻塔共2臺，單塔的水量為3125t/h。該冷卻塔有節水和消除風筒出口羽霧的功能。

冷卻塔單塔軸線平面尺寸為18×18m，塔高18.6m，冷卻塔為四面進風型式。該項目配套一鍵式消霧控制系統，可滿足對該零霧型冷卻塔的自動控制，操作運行簡單，維護方便。

一、冷卻塔應用

傳統工業用機械通風冷卻塔的運行對周圍環境造成的不良影響，包括：冷卻過程水耗非常大;冷卻塔排出的濕熱空氣在低溫或高濕的環境中，水蒸氣會發生冷凝而形成白霧，白霧降低能見度、含有溶解鹽或固體顆粒物、增加附近地區濕度、會造成霜或霧，從而對周圍環境造成不良影響。

為減少對環境的影響，冷卻塔技術得到不斷升級，現使用的零霧型消霧節水冷卻水塔屬于第二代產品，由江蘇海鷗冷卻塔股份公司承建，采用玻璃鋼結構型式，該冷卻塔滿足在設計消霧點（大氣壓101.33KPa，干球溫度0℃，相對濕度87%）條件下，滿足風機出口空氣消霧效果達到CCTI TL001-2014《干濕消霧節水冷卻塔性能驗收試驗測試規程》中規定的“零霧型”標準。

二、消霧節水原理

如圖所示，圖中曲線為飽和空氣焓濕圖。常規冷卻塔（濕式塔），B-A線為出填料的飽和濕熱空氣B與環境干冷空氣A混合的變化線，在焓濕圖的上方，故而產生大量的羽霧。消霧節水冷卻塔在冷卻塔塔體部分的氣室層安裝高效空冷換熱裝置（核心部件翅片管束），利用風機的抽力，將環境的冷空氣A（冷源）引入塔內，并與上塔熱水（熱源）進行換熱，換熱后的熱空氣A’再與出填料的飽和濕熱空氣B混合，混合后為風筒出口空氣C（相對B點，露點和含濕量均下降，為不飽和空氣），此時空氣C再與環境冷空氣A混合的變化線（羽霧稀釋曲線）C-A在飽和空氣焓濕圖的下方，即無羽霧產生。

另外，由于加入高效空冷換熱裝置后，進水先經過高效空冷換熱裝置進行預冷（干冷），然后再進入填料段進行冷卻（濕冷），干冷部分減少了填料段的進水熱負荷，即減少了冷卻塔的蒸發損失量，起到了節水的作用，同時干冷部分的溫降越大，其節水效率越高。

三、節水效率

2.1、節水方案：

結合我公司在國內消霧節水冷卻塔項目的實際經驗，在保證冷卻塔熱工要求的前提下，要想提高節水率（減少蒸發損失），關鍵在于以下兩點：

（1）提高干冷部分的溫降，具體措施是增大高效空冷換熱裝置（干冷）中核心部件翅片管束的換熱面積;

（2）提高干冷部分的進風風量，具體措施有：

a、確保原有冷卻塔風機、電機能滿足設計風量要求;

b、根據環境溫度，利用電動風門來調節干冷部分的進風風量，提高干冷部分的溫降，最大效率節水。

2.2、蒸發損失水量計算

蒸發損失水量計算公式如下：

Qm=QPe

式中：

Qm—蒸發損失水量，t/h;

Q 一冷卻塔循環水量，t/h;

Pe —蒸發損失率，%;

其中：Pe= Kzf XΔt X 100%

Δt—濕冷進出水溫差，℃;

Kzf—系數（1/℃），按照下表中規定采用;當進塔氣溫（干球溫度）為中間值

時可采用內插法計算。

2.3、節水計算結果

以上為單塔節水分析，冷卻塔年運行時間按照8000h計算，濃縮倍數按照4計算。則消霧節水型（干濕式）冷卻塔，單塔全年節水（減少補充水量）為7.25萬噸/年，5臺塔全年節水（減少補充水量）為36.25萬噸/年。其中：

Qb=Qm+Qw= Qm+（Qm/（N-1））XQ

式中：

Qb—冷卻塔補水量，t/h;

Qw 一冷卻塔排污水量，t/h;

N —循環倍率，%;

對冷卻塔進行消霧節水技術原理及工程應用性能測試表明，該項技術可實現消除羽霧，同時可冷凝回收塔內蒸發的部分水分，提高了循環冷卻水的使用率，有效節約水資源。