大型冷凝式消霧節(jié)水冷卻塔性能試驗(yàn)研究

王為術(shù)，甄 娟，王明勇，高 明，張 強(qiáng)，徐清華，郭欣維

（1.華北水利水電大學(xué)電力學(xué)院，河南鄭州 450045； 2.西安熱工研究院有限公司，陜西西安 710000；3.山東大學(xué)能源與動(dòng)力工程學(xué)院，山東濟(jì)南 250061； 4.山東藍(lán)想環(huán)境科技股份有限公司，山東安丘 262100）

水資源短缺是全球性問題，中國是嚴(yán)重缺水國家，人均水資源量僅為世界人均量的1/4，但同時(shí)全國水資源利用率低，尤其是工業(yè)用水的循環(huán)使用率遠(yuǎn)低于發(fā)達(dá)國家〔1-3〕。水資源短缺已經(jīng)成為限制經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要因素，實(shí)行水資源消耗總量和強(qiáng)度控制是解決水資源約束、水環(huán)境污染和水生態(tài)惡化的關(guān)鍵措施〔4〕。冷卻塔是電力、石油化工、冶金等工業(yè)領(lǐng)域生產(chǎn)重要冷端設(shè)備和冷卻水流程的關(guān)鍵裝置，其冷卻性能是影響冷卻塔運(yùn)行經(jīng)濟(jì)效益和安全性能的關(guān)鍵〔5-6〕。

機(jī)械通風(fēng)冷卻塔是依靠風(fēng)力完成循環(huán)水冷卻的重要裝置，分布廣泛、數(shù)量龐大。機(jī)械通風(fēng)冷卻塔生產(chǎn)運(yùn)行中循環(huán)水損失大〔7〕，研究者常基于數(shù)值模擬和現(xiàn)場試驗(yàn)的方法對(duì)冷卻塔的消霧節(jié)水性能和運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行研究。針對(duì)機(jī)械通風(fēng)冷卻塔的水損失問題，研究者提出了靜電沉聚捕獲〔8〕、機(jī)械分離捕獲〔9〕及冷凝式〔10〕冷卻塔等技術(shù)。劉乃玲等〔11-12〕基于常見技術(shù)分別提出了干濕兩用冷卻塔，結(jié)合翅片換熱結(jié)構(gòu)利用換熱盤管將冷卻水和空氣隔開流動(dòng)。O.KWON 等〔13〕提出了一種包括多個(gè)濕氣流動(dòng)通道的熱交換冷凝板組件。王為術(shù)等〔14-15〕研究設(shè)計(jì)了新型菱形模塊的消霧節(jié)水冷卻塔，并成功應(yīng)用于深度節(jié)水消霧工程實(shí)踐。近五年，工業(yè)冷卻消霧行動(dòng)催生了多種消霧冷卻塔，消霧節(jié)水冷卻塔性能指標(biāo)和運(yùn)行評(píng)價(jià)日益被重視，在冷卻塔的性能測試中，冷卻塔的進(jìn)塔參數(shù)、出塔參數(shù)、以及冷卻水、噴淋填料、空氣流量等是主要的測試參數(shù)〔16-17〕。M. DEZIANI 等〔18〕對(duì)冷凝消霧節(jié)水冷卻塔模型進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究，結(jié)果表明實(shí)驗(yàn)室模型節(jié)水率高達(dá)35%。賈曉明等〔19〕針對(duì)某冷凝式消霧節(jié)水冷卻塔進(jìn)行了出塔空氣參數(shù)和節(jié)水率的試驗(yàn)研究，發(fā)現(xiàn)該冷卻塔節(jié)水率為25%，符合節(jié)水要求。

筆者所研發(fā)的新型菱形消霧節(jié)水冷卻塔是對(duì)傳統(tǒng)機(jī)械通風(fēng)冷卻裝備的轉(zhuǎn)型升級(jí)，開發(fā)了包括在役的有限空間型冷卻塔（CSCT）、新建的自由空間型冷卻塔（FSCT）等系列冷卻節(jié)水模塊裝置，大幅提升了工業(yè)水效，有效消除了工業(yè)霧羽污染。但其消霧及節(jié)水性能實(shí)際如何未見報(bào)道。為獲得理想的節(jié)能減排效果并提高經(jīng)濟(jì)效益，需要對(duì)消霧節(jié)水系統(tǒng)的運(yùn)行進(jìn)行評(píng)估。本研究對(duì)設(shè)計(jì)循環(huán)水量為5 000 m3/h的冷凝式消霧節(jié)水冷卻塔的出塔參數(shù)進(jìn)行了實(shí)測，對(duì)冷卻塔的消霧、節(jié)水及節(jié)能性能進(jìn)行了測試和分析。研究結(jié)果可為掌握冷凝式消霧節(jié)水冷卻塔運(yùn)行性能提供參考。

1 評(píng)價(jià)模型

1.1 消霧評(píng)價(jià)指標(biāo)

1）相對(duì)濕度的計(jì)算及修正。由實(shí)測環(huán)境氣象參數(shù)、進(jìn)塔空氣參數(shù)和出塔空氣參數(shù)計(jì)算空氣相對(duì)濕度。當(dāng)實(shí)測大氣壓與設(shè)計(jì)大氣壓不一致時(shí)，應(yīng)對(duì)實(shí)測相對(duì)濕度進(jìn)行修正，修正公式見式（1）。

式中：Rhc——修正后的相對(duì)濕度，%；

Rh——實(shí)測的相對(duì)濕度，%；

pa——設(shè)計(jì)大氣壓力，kPa；

pb——實(shí)測的大氣壓力，kPa。

2）消霧指數(shù)（TPI）。TPI 為實(shí)測條件下設(shè)計(jì)出塔空氣相對(duì)濕度與實(shí)測出塔空氣相對(duì)濕度的比值，公式見式（2）。

式中： TPI——消霧指數(shù)，%；

Rhgc——設(shè)計(jì)出塔相對(duì)濕度，%；

Rhm——修正的實(shí)測出塔相對(duì)濕度，%。

當(dāng)TPI 大于100%認(rèn)為冷卻塔消霧性能滿足設(shè)計(jì)要求。

1.2 節(jié)水評(píng)價(jià)指標(biāo)

冷卻塔節(jié)水性能可通過節(jié)水率η來反映。η為冷凝模塊冷凝回收水量Qc與原始蒸發(fā)損失水量Qe的比值，其計(jì)算見式（3）。

式中：η——節(jié)水率；

Qc——冷凝模塊冷凝回收水量，m3/h；

Qe——原始蒸發(fā)損失水量，m3/h。

式（3）中Qe的計(jì)算見式（4）、式（5）。

式中：Pe——蒸發(fā)損失水率；

Q——冷卻塔的進(jìn)水量，m3/h；

Ke——蒸發(fā)損失水量系數(shù)，℃-1；

Δt——冷卻塔循環(huán)水溫差，℃。

不同進(jìn)塔空氣干球溫度下的蒸發(fā)損失水量系數(shù)Ke是影響節(jié)水率的因素，計(jì)算獲得的節(jié)水率η越大，該冷卻塔的節(jié)水性能越好，常用插值法計(jì)算獲得。

1.3 節(jié)能評(píng)價(jià)指標(biāo)

冷卻塔能力的評(píng)估受多方面因素的影響，其主要的耗能是風(fēng)機(jī)的電能消耗。進(jìn)行消霧節(jié)水措施后其冷凝回收水量可作為循環(huán)補(bǔ)水使用，進(jìn)而降低了風(fēng)機(jī)能耗，也具有較好的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)保效益。

循環(huán)補(bǔ)水量減小使風(fēng)機(jī)電力消耗減少的計(jì)算見式（6）。

式中：N——電力損耗，kW·h；

ρ——冷凝水密度，kg/m3；

Q——循環(huán)水量，m3/h；

H——冷卻塔上塔揚(yáng)程，m；

t——運(yùn)行時(shí)間，h；

η——總傳動(dòng)效率，取0.85。

2 冷卻塔設(shè)計(jì)參數(shù)

2.1 氣象參數(shù)

冷卻塔設(shè)計(jì)的氣象參數(shù)選取能夠代表冷卻塔所在地氣象特征的氣象資料，研究所用的大氣壓力為100.29 kPa，干球溫度為30.3 ℃，濕球溫度為26.8 ℃。

2.2 結(jié)構(gòu)參數(shù)

研究所用的消霧節(jié)水冷卻塔整體結(jié)構(gòu)如圖1 所示，設(shè)計(jì)主要結(jié)構(gòu)參數(shù)：水量為5 000 m3/h，冷卻塔進(jìn)水溫度為43 ℃，冷卻塔出水溫度為33 ℃，冷卻塔長寬均為19 m，設(shè)計(jì)風(fēng)量為3 000 000 m3/h，風(fēng)機(jī)葉片尺寸為9 754 mm，電機(jī)功率為220 kW。

圖1 整體結(jié)構(gòu)示意Fig.1 Overall structure diagram

冷卻塔的收水工作過程主要為：噴水裝置將熱循環(huán)水噴灑至填料區(qū)，冷空氣與循環(huán)水接觸換熱，同時(shí)水汽蒸發(fā)作用使循環(huán)冷卻水溫度降低，經(jīng)過填料區(qū)的冷空氣溫度升高，含濕量增加，形成濕熱空氣，飽和濕熱空氣通過冷風(fēng)通道下方隔板導(dǎo)流進(jìn)入熱風(fēng)通道，干冷空氣通過百葉窗進(jìn)口流入冷風(fēng)通道，熱風(fēng)通道與冷風(fēng)通道中的熱冷空氣分別進(jìn)入間壁式換熱器的熱冷通道進(jìn)行換熱，經(jīng)過換熱后，由風(fēng)機(jī)排出到大氣中。

2.3 菱形消霧節(jié)水系統(tǒng)

傳統(tǒng)的機(jī)械通風(fēng)冷卻塔中，飽和的濕熱空氣與環(huán)境中的冷空氣在冷卻塔出口混合，冷凝后形成霧團(tuán)，難以回收利用，造成大量的水分蒸發(fā)，同時(shí)霧團(tuán)的存在也會(huì)影響周圍環(huán)境。同時(shí)，傳統(tǒng)的通風(fēng)冷卻塔空間高度有限，散熱器換熱面積小，也會(huì)導(dǎo)致消霧節(jié)水的效果較差。

針對(duì)傳統(tǒng)機(jī)械通風(fēng)冷卻塔存在的不足之處，新型消霧節(jié)水裝置既能達(dá)到冷卻塔的溫降要求，又能獲得較好的消霧節(jié)水效果。菱形結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的凝水消霧模塊中，干冷空氣和濕熱蒸汽從不同的通道進(jìn)入模塊內(nèi)部，模塊內(nèi)部接觸面積大，冷卻效果好，同時(shí)菱形消霧節(jié)水模塊通過塔頂?shù)牡跫覓觳⒃谧笥覂蓚?cè)進(jìn)行固定，使菱形消霧節(jié)水模塊位于塔體的中上部，更有利于冷卻塔的消霧和節(jié)水過程。同時(shí)，在菱形消霧節(jié)水模塊底部設(shè)置隔板，隔板隔開冷熱交替的通道，使冷熱氣體從不同的方向進(jìn)入菱形消霧節(jié)水模塊，在模塊內(nèi)部進(jìn)行消霧節(jié)水的冷卻過程。

消霧節(jié)水裝置由冷風(fēng)通道、熱風(fēng)通道及菱形多排換熱裝置構(gòu)成，消霧節(jié)水系統(tǒng)及菱形消霧單元簡圖如圖2、圖3 所示。

圖2 消霧節(jié)水系統(tǒng)示意Fig.2 Mist elimination and water saving system diagram

圖3 菱形消霧單元簡圖Fig.3 Mist elimination device unit sketch

冷卻塔前后兩側(cè)為百葉窗空氣進(jìn)口，塔外干冷空氣通過百葉窗空氣進(jìn)口進(jìn)入冷風(fēng)通道，冷風(fēng)通道下方隔板采用三角形布置，可對(duì)濕熱空氣起到導(dǎo)流作用，經(jīng)導(dǎo)流后的濕熱空氣與干冷空氣在菱形消霧單元混合進(jìn)行換熱，冷凝之后的水滴落入收水器，再經(jīng)排水系統(tǒng)淋至填料區(qū)，最后進(jìn)入集水池。

3 現(xiàn)場試驗(yàn)

3.1 試驗(yàn)參數(shù)

1）氣象參數(shù)。大氣壓力采用空盒式大氣壓力表測量，儀表安放在通風(fēng)遮陽處。環(huán)境干濕球溫度用DHM2 型機(jī)械通風(fēng)阿斯曼干濕球溫度計(jì)測量，測量誤差為0.2 ℃，測試點(diǎn)距塔邊緣30 m，高度為1.5 m。進(jìn)塔空氣干、濕球溫度用DMH2 型機(jī)械通風(fēng)阿斯曼干濕球溫度計(jì)測量，測試點(diǎn)布置在距冷卻塔進(jìn)風(fēng)口約2 m 處，高度為1.5～2 m。

2）進(jìn)、出塔水溫。采用JM624 型便攜式鉑電阻數(shù)字點(diǎn)溫計(jì)測量。進(jìn)塔水溫在進(jìn)塔水管的放空管處放水測量，出塔水溫在冷卻塔水池上分區(qū)接水測量。

3）進(jìn)塔冷卻水量。采用富士FSC-1 超聲波流量計(jì)測量，測試點(diǎn)布置在冷卻塔上水母管直管段三分之二處。

4）進(jìn)、出塔空氣參數(shù)。采用L 型皮托管和微壓計(jì)測量，測試點(diǎn)布置在冷卻塔風(fēng)筒喉部斷面處。

3.2 數(shù)據(jù)處理

選取各項(xiàng)參數(shù)穩(wěn)定的測試工況點(diǎn)作為有效測試工況點(diǎn)，以有效測試工況點(diǎn)的實(shí)測數(shù)據(jù)作為評(píng)價(jià)冷卻塔冷卻能力的計(jì)算依據(jù)。同一測試工況點(diǎn)下，進(jìn)出塔水溫和進(jìn)塔干、濕球溫度均取多次測量值的算術(shù)平均值為該測試工況點(diǎn)下參與計(jì)算的代表值。

各風(fēng)量測點(diǎn)的風(fēng)速Vi按下式計(jì)算：

式中：ΔPdi——各測點(diǎn)的動(dòng)壓，Pa；

ρa(bǔ)——風(fēng)量測試斷面空氣的容重，kg/m3。

通風(fēng)量G按下式計(jì)算：

式中：F——風(fēng)量測試斷面面積減去風(fēng)機(jī)輪轂面積，m2；

n——測點(diǎn)總數(shù)。

3.3 試驗(yàn)結(jié)果

選擇試驗(yàn)工況為冬季運(yùn)行工況，并待工況調(diào)整穩(wěn)定后進(jìn)行試驗(yàn)測量。

1）氣象參數(shù)。根據(jù)測試結(jié)果，分別記錄6 組環(huán)境大氣壓力及進(jìn)口風(fēng)和環(huán)境的干濕球溫度，對(duì)數(shù)據(jù)處理可知，大氣壓平均值為102.3 kPa，進(jìn)口風(fēng)的干球溫度為6.1 ℃、濕球溫度為2.8 ℃，環(huán)境的干球溫度為6.0 ℃、濕球溫度為2.6 ℃。

2）循環(huán)水量。測試過程中，上塔水量為設(shè)計(jì)工況流量，即循環(huán)水量為5 000 m3/h。

3）進(jìn)出塔水溫。水溫參數(shù)共測量了1 處進(jìn)塔和6 處出塔的水溫，對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算處理可得進(jìn)塔水平均溫度為38 ℃，出塔水平均溫度為28 ℃。進(jìn)出塔水溫相差10 ℃，可見實(shí)際的消霧節(jié)水冷卻性能良好。

4）風(fēng)機(jī)風(fēng)量。風(fēng)機(jī)風(fēng)量需要根據(jù)風(fēng)機(jī)動(dòng)壓和速度計(jì)算獲得，風(fēng)機(jī)動(dòng)壓及速度的測量參數(shù)如表6 所示，共測量了電機(jī)側(cè)和背電機(jī)側(cè)的動(dòng)壓和速度值。為避免測量形成的誤差，每側(cè)共10 組數(shù)據(jù)，并對(duì)其處理，獲得電機(jī)側(cè)和背電機(jī)側(cè)動(dòng)壓和速度的平均值。電機(jī)側(cè)的動(dòng)壓平均值為109.25 kPa，背電機(jī)側(cè)的動(dòng)壓為99.19 kPa，電機(jī)側(cè)和背電機(jī)側(cè)的動(dòng)壓相差約10 kPa。電機(jī)側(cè)速度平均值為11.83 m/s，背電機(jī)側(cè)的平均速度為11.34 m/s，兩側(cè)的速度相差0.5 m/s，可知風(fēng)機(jī)風(fēng)量參數(shù)基本穩(wěn)定。通過式（8）計(jì)算可得風(fēng)機(jī)風(fēng)量為3 040 000 m3/h。

5）百葉窗處風(fēng)量。百葉窗處的風(fēng)量也是影響冷卻塔消霧性能的因素之一，該消霧冷卻塔在南側(cè)和北側(cè)各有4 個(gè)百葉窗戶，每個(gè)百葉窗共測量16 個(gè)參數(shù)，8 個(gè)百葉窗共128 個(gè)試驗(yàn)值，整理數(shù)據(jù)可知，百葉窗處平均速度為8.16 m/s。單個(gè)百葉窗面積為3.2×2.2=7.04 m2，百葉窗數(shù)量為8 個(gè)，百葉窗凈面積比為0.85，則根據(jù)式（8）計(jì)算可得上部百葉窗進(jìn)風(fēng)量為1 406 046 m3/h。

6）下部進(jìn)風(fēng)量。除了百葉窗的進(jìn)風(fēng)外，下部進(jìn)風(fēng)口也是主要的進(jìn)風(fēng)設(shè)備，南北兩側(cè)分別設(shè)置15 個(gè)測點(diǎn)，進(jìn)行5 次測量，整理測量風(fēng)速值可知，南北側(cè)的平均進(jìn)風(fēng)風(fēng)速分別為2.04、2.07 m/s，下部進(jìn)風(fēng)口單面面積為18.1×5=90.5 m2，根據(jù)式（8）計(jì)算可得冷卻塔下部進(jìn)風(fēng)量為1 339 762m3/h。

7）出塔空氣參數(shù)。出塔空氣參數(shù)是冷卻塔性能評(píng)估的重要參數(shù)，本試驗(yàn)的出塔空氣參數(shù)和流速采用20 個(gè)等面積區(qū)域進(jìn)行測量，并對(duì)20 個(gè)區(qū)域內(nèi)的空氣參數(shù)進(jìn)行質(zhì)量加權(quán)平均，整理數(shù)據(jù)可知，出塔空氣的平均速度為12.06 m/s，干球溫度為26.89 ℃，濕球溫度為24.5 ℃，相對(duì)濕度為82.34%，含濕量為0.018 383 kg/kg，空氣密度為1.177 103 kg/m3，質(zhì)量流量為14.200 8 kg/s。

4 試驗(yàn)結(jié)果性能分析

4.1 消霧性能分析

判斷冷卻塔是否有羽霧出現(xiàn)的關(guān)鍵性因素是冷卻塔所處的環(huán)境氣象參數(shù)及出塔空氣狀態(tài)參數(shù)〔20〕。在出塔氣流與環(huán)境大氣的混合過程中，需保證其混合狀態(tài)點(diǎn)不通過羽霧可見區(qū)和不在飽和曲線上，即能實(shí)現(xiàn)“零霧型”的設(shè)計(jì)。試驗(yàn)工況下平均結(jié)果如表1 所示。

表1 氣象參數(shù)及冷卻塔運(yùn)行狀態(tài)測試結(jié)果Table 1 Meteorological parameters，i.e. the test results of the cooling tower operating state

由表1 可知，設(shè)計(jì)大氣壓力為102.9 kPa，而實(shí)測大氣壓力為102.3 kPa，需對(duì)參數(shù)進(jìn)行修正。基于消霧模型中的式（1）和式（2）對(duì)參數(shù)進(jìn)行修正，修正后的環(huán)境空氣相對(duì)濕度為55.18%，進(jìn)塔空氣相對(duì)濕度為56.62%，出塔空氣相對(duì)濕度為82.28%。基于修正后的實(shí)測參數(shù)，繪制出塔空氣擴(kuò)散實(shí)測特性曲線，如圖4 所示。

圖4 出塔空氣實(shí)測特性曲線Fig.4 The measured characteristic curve of the air out of the tower

由圖4 可知，環(huán)境空氣干球溫度為6 ℃、相對(duì)濕度為55.18%，實(shí)測出塔空氣干球溫度為26.9 ℃、相對(duì)濕度為82.28%。消霧冷卻塔設(shè)計(jì)參數(shù)：循環(huán)水量為5 000 m3/h，進(jìn)出塔溫降為10 ℃。消霧氣象條件：空氣干球溫度為5 ℃，濕球溫度為2.1 ℃，相對(duì)濕度為60%。設(shè)計(jì)條件下出塔空氣特性曲線如圖5所示。

圖5 出塔空氣設(shè)計(jì)特征曲線Fig.5 Design characteristic curve of the air out of the tower

由圖5 可知，通過線性差值獲得實(shí)測進(jìn)塔空氣條件下的設(shè)計(jì)出塔空氣參數(shù)，即干球溫度為26.6 ℃，濕球溫度為24.6 ℃，大氣壓力為102.9 kPa，相對(duì)濕度為85%。結(jié)合實(shí)測進(jìn)塔空氣條件下的設(shè)計(jì)出塔空氣參數(shù)和實(shí)測出塔空氣參數(shù)繪制消霧性能判斷圖，如圖6 所示。

圖6 消霧性能判定圖Fig.6 Determination diagram of anti-fogging performance

由圖6 可知，實(shí)測特性曲線位于設(shè)計(jì)特性曲線下方，表明該消霧塔符合“零霧型”冷卻塔設(shè)計(jì)要求。同時(shí)，該消霧節(jié)水冷卻塔的設(shè)計(jì)出塔空氣相對(duì)濕度為85%。實(shí)測出塔的相對(duì)濕度為82.28%，該塔的消霧指數(shù)為1.03，可知該塔消霧性能良好。

4.2 節(jié)水性能分析

冷卻塔循環(huán)水量、熱負(fù)荷、氣象參數(shù)是影響消霧冷卻塔節(jié)水性能的關(guān)鍵因素，節(jié)水試驗(yàn)結(jié)果如表2所示。

表2 節(jié)水試驗(yàn)結(jié)果Table 2 Water saving test results

由表2 可知，進(jìn)塔空氣干球溫度為6.1 ℃。進(jìn)塔空氣干球溫度為0 ℃時(shí)Ke為0.10 ℃-1；干球溫度為10 ℃時(shí)Ke為0.12 ℃-1；插值計(jì)算可知干球溫度為6.1 ℃時(shí)Ke為0.112 2 ℃-1，溫差為10 ℃，可根據(jù)節(jié)水評(píng)價(jià)指標(biāo)計(jì)算得蒸發(fā)損失水率Pe為1.122%，蒸發(fā)損失水量Qe為56.1 m3/h，節(jié)水率η=25.3%。

由于回收的冷凝水為循環(huán)水原本蒸發(fā)損失的部分，該部分水回收后又可作為循環(huán)水或鍋爐補(bǔ)水使用，既減小了冷卻塔的補(bǔ)水量，又降低了循環(huán)水的損失，該技術(shù)使循環(huán)冷卻水的使用率得以提升，有效節(jié)約了水資源，符合我國資源節(jié)約的政策和構(gòu)建節(jié)約環(huán)保型社會(huì)的戰(zhàn)略需要，有很強(qiáng)的推廣、使用價(jià)值。

4.3 節(jié)能分析

根據(jù)冷卻塔的運(yùn)行原理可知，由于干冷空氣和濕熱蒸汽換熱的總量不變，節(jié)水率為25.3%，則循環(huán)水量可以降低相應(yīng)的占比。

該消霧節(jié)水冷卻塔設(shè)計(jì)循環(huán)水量為5 000 m3/h，風(fēng)機(jī)揚(yáng)程為20 m，若每年運(yùn)行時(shí)間按7 200 h 計(jì)算，則根據(jù)式（6）計(jì)算每年減少的電力損耗為：

綜合可知，該消霧節(jié)水冷卻塔的節(jié)水量為14.19m3/h，風(fēng)機(jī)耗能減小量為583 621.68 kW·h。以年工作時(shí)間為7 200 h、工業(yè)水價(jià)為6 元/m3、工業(yè)電價(jià)為0.5 元/（kW·h）計(jì)算，年節(jié)水收益為102 168 元，年節(jié)電收益為291 811 元，統(tǒng)計(jì)可知該消霧節(jié)水冷卻塔每年總節(jié)能收益為40 萬元。

該廠建成并投入使用的消霧節(jié)水冷卻塔共6座，單塔每年總節(jié)能收益為40 萬元，則總體節(jié)能收益為240 萬元。同時(shí)，隨著生產(chǎn)自動(dòng)化水平的不斷提升，生產(chǎn)制造逐步向?qū)I(yè)化、智能化、清潔化的方向發(fā)展，該項(xiàng)技術(shù)具有廣闊的應(yīng)用前景。

5 結(jié)論

1）該消霧節(jié)水冷卻塔消霧性能優(yōu)良。該塔設(shè)計(jì)出塔空氣相對(duì)濕度為85%，實(shí)測出塔相對(duì)濕度為82.28%，消霧指數(shù)為1.03，有效消除冷卻塔出口羽霧，符合T/CECS 517 中“零霧型”消霧冷卻塔的要求，該消霧技術(shù)消除了冷卻塔白霧污染，具有一定的環(huán)保效益。

2）該消霧節(jié)水冷卻塔節(jié)水性能良好。該塔經(jīng)菱形消霧冷凝模塊換熱后的冷凝水量為14.19m3/h，冷卻塔節(jié)水率為25.3%。塔內(nèi)蒸發(fā)的水分被高效回收，循環(huán)冷卻水的使用率得以提升，有效節(jié)約了水資源，符合我國資源節(jié)約的政策和構(gòu)建節(jié)約環(huán)保型社會(huì)的戰(zhàn)略需要。

3）該消霧節(jié)水冷卻塔節(jié)能效果顯著。單塔年節(jié)水收益約10 萬元、年節(jié)電收益約30 萬元，單塔年總節(jié)能收益約為40 萬元，該廠整體年節(jié)能收益高達(dá)240 萬元。該塔節(jié)能效果顯著，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益及環(huán)保效益，同時(shí)隨著自動(dòng)化水平的提升，該技術(shù)具有廣闊的應(yīng)用前景。