冷却塔热力性能计算书及计算方法

工艺设计计算书

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：

N??Cwdt （1） t2i???it1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 K?1?t2 （2）

585?0.56(t2?20)20段近似积分计算公式：

N?Cw??t?11111111?

????4(????)?2(????)?60??i0?i20?i1?i3?i19?i2?i4?i18? （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+2Δ

t/20······t2+19Δt/20，t1时的焓差，即i″- i kJ/kg 空气的焓按下式计算：

“??P? i?Cg??0.622(r0?Cq?) （4） “P0???P?

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：

\ tP“t （5） i?Cgt?0.622(r0?Cqt)P0?P“t饱和水蒸气分压力及相对湿度按下式计算：

E?0.0141966?3142.305?(11373.16?)?8.2?lg()?0.0024804?(373.16?T) T373.16T Pt\?98.0665?10E （6） 式中：

T ―绝对温度 K T=273.16+t

P?\?0.0006P62???)0( ?? （7） \P?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τ

1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：

i?i1?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

Cw??T （8） K??

?? γ

?a?G100?0Q （9）

a ―空气容重

kg/m3

P0???P?\??P?\ ?a? （10） ?0.287(2173??)0.461(2573??) 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：

V?G （11）

3600?F gk??a?V （12） q?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： ??0.72?0.856

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。

Q （13） F

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：

?P?1.21?V1.825?q0.33

?a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

序号 1 2 3 4 4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6 4.7 4.8 4.9 4.10 4.11 4.12 4.13 4.14 4.15 4.16 项 目 设备名称 设备位号 设备型号及规格 符 号 单 位 熔炼渣水淬循环水冷却塔 FNGKL－600×2 工艺参数 高冰镍水淬循环水冷却塔 FNGKL－600 600 1 65 ≤40 98.48 28 25 逆流式 钢结构 12.98 450000 4700 22 380/50/3 6.8×6.8×9.0 3.5 设备性能描述（单台） 冷却水量 冷却塔台数 进水温度 出水温度 大气压 干球温度 湿球温度 冷却方式 冷却塔塔型 淋水密度 风量 风机直径 电机铭牌功率 电机接线接口参数 冷却塔尺寸 配管中心高度 Q —— △t △t m3/h 台套 ℃ ℃ kPa ℃ ℃ —— —— m3/(m2·h) m3/h mm kW V / Hz / P m m 600 2 85 ≤45 98.48 28 25 逆流式 钢结构 12.98 450000 4700 22 380/50/3 6.8×6.8×9.0 3.5 P θ τ —— —— q G Ф N —— L×B H2 续表

序号 5 5.1 5.2 5.3 5.4 5.5 5.6 5.7 5.8 5.9 5.10 项 目 冷却塔运行参数 设计风量 风机全压 风机轴功率 相对湿度 空气密度 淋水密度 气水比 淋水段风速 质量风速 设计交换数 进塔水压（±0.00m处） 飘水率 单塔标准点噪声 蒸发损失 补充水量浓缩倍数为3 符 号 单 位 参 数 450000 95 15.8 79 1.13 12.98 0.85 2.70 3.05 0.37 G ΔP N’ ψ γa q λ V ga Ω m3/h Pa kW % kg/m3 m3/(m2·h) —— m/s kg/( m2·s) —— 450000 95 15.8 79 1.13 12.98 0.85 2.70 3.05 0.47 5.11 Hb mH2O ～12.0 ～12.0 5.12 5.13 5.14 —— —— QE % dB（A） m3/h ≤0.001 ≤72 41.4 ≤0.001 ≤72 25.9 5.15 QM m3/h 62.1 38.8

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/rflt.html