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：12ttwiidtCN（1）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/kgi″―与i对应的饱和空气焓kJ/kgK―蒸发水量带走的热量系数)20(56.0585122ttK（2）20段近似积分计算公式：)111(2)111(4116018421931200iiiiiiiitCNw（3）式中：Cw―水的比热4.1868kJ/（kg·℃）Δt―进出水温差℃Δt=t1-t2Δi0，Δi1，Δi2，······Δi19，Δi20―分别表示对应于t2，t2+Δt/20，t2+2Δt/20······t2+19Δt/20，t1时的焓差，即i″-ikJ/kg空气的焓按下式计算：““PPPCrCiqg00)(622.0（4）式中：Cg―干空气的比热1.005kJ/kgCq―水蒸气的比热1.842kJ/kgr0―温度为0度时水的汽化热2500.8kJ/kgθ―空气干球温度℃Φ―相对湿度P0―进塔空气大气压kPaP“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：““ttqgtPPPtCrtCi00)(622.0（5）饱和水蒸气分压力及相对湿度按下式计算：)16.373(0024804.0)16.373lg(2.8)16.37311(305.31420141966.0TTTEEtP100665.98（6）式中：T―绝对温度KT=273.16+t0)(000662.0PPP（7）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τ1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：KTCiiw1（8）式中：ΔT―任意点温差℃ΔT=t-t2i1―进塔空气焓值kJ/kgλ―气水比，即进塔空气重量与水重量之比QGa1000（9）γa―空气容重kg/m3)273(4615.0)273(2871.00PPPa（10）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：FGV3600（11）Vgak（12）FQq（13）式中：V―淋水段风速m/sF―淋水段面积m2gk―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：856.072.0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。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：33.0825.121.1qVPa设计工况条件下，塔的淋水段的阻力值为19.52Pa。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Ф4700mm，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：22kW。设备技术规格书序号项目符号单位工艺参数1设备名称熔炼渣水淬循环水冷却塔高冰镍水淬循环水冷却塔2设备位号3设备型号及规格FNGKL－600×2FNGKL－6004设备性能描述（单台）4.1冷却水量Qm3/h6006004.2冷却塔台数——台套214.3进水温度△t℃85654.4出水温度△t℃≤45≤404.5大气压PkPa98.4898.484.6干球温度θ℃28284.7湿球温度τ℃25254.8冷却方式————逆流式逆流式4.9冷却塔塔型————钢结构钢结构4.10淋水密度qm3/(m2·h)12.9812.984.11风量Gm3/h4500004500004.12风机直径Фmm470047004.13电机铭牌功率NkW22224.14电机接线接口参数——V/Hz/P380/50/3380/50/34.15冷却塔尺寸L×Bm6.8×6.8×9.06.8×6.8×9.04.16配管中心高度H2m3.53.5续表序号项目符号单位参数5冷却塔运行参数5.1设计风量Gm3/h4500004500005.2风机全压ΔPPa95955.3风机轴功率N’kW15.815.85.4相对湿度ψ%79795.5空气密度γakg/m31.131.135.6淋水密度qm3/(m2·h)12.9812.985.7气水比λ——0.850.855.8淋水段风速Vm/s2.702.705.9质量风速gakg/(m2·s)3.053.055.10设计交换数Ω——0.470.375.11进塔水压（±0.00m处）HbmH2O～12.0～12.05.12飘水率——%≤0.001≤0.0015.13单塔标准点噪声——dB（A）≤72≤725.14蒸发损失QEm3/h41.425.95.15补充水量浓缩倍数为3QMm3/h62.138.8