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冷却塔节能改造

冷却塔节能改造

1.      实现冷却水的均匀分布

在传统的冷却系统设计中,要求冷却水定流量运行,因为冷却水变流量往往会造成冷却量不够。而冷却水变流量之所以会造成冷却量不够,是因为普通冷却塔都不支持变流量。

冷却水在普通冷却塔内基本上都不能均匀分布,冷却塔的填料利用率低,而冷却水流量一旦变小,这种分布不均的情况就会更加严重。

普通冷却塔都存在布水盘间分水不均的现象,如下图:




有的布水盘冷却水多,有的布水盘冷却水少,这是由于水压本身的特性造成的,通过阀门调节不能解决这个问题。而且,冷却塔数量越多,这个问题越严重。


单台冷却水的流量较小时,会出现在布水盘内分布不均的现象,如下图:



如上图,冷却水在布水盘内分布不均,水在靠近进水管的下水孔全部流完,离进水口较远的下水孔基本分不到水。分不到水的下水孔意味着部分填料淋不到水,单个冷却塔的填料利用率大大降低。


普通冷却塔群的填料使用情况

因此,冷却水要实现变流量,首先要求冷却塔必须支持变流量。

变流量冷却塔,是指冷却水的流量在30~100%变化时,都能在冷却塔中均匀分布,塔群的每张填料都能得到利用。

具体做法为:

a)      水力稳压器

实现各布水盘间均匀布水的设备。


    

上图是天纳对这一问题的解决办法,即在进水管道上安装水力稳压器。


上图是水力稳压器的原理图。它利用U型管原理,在冷却水流量30~100%变化时,实现布水盘间的均匀分水。它构造简洁,不耗能,不易损,可以自动、实时、快速的进行调节。




  


水力稳压器安装示意图

b)      变流量喷嘴

实现布水盘内均匀布水的设备。

变流量喷嘴安装的实例图

    通过水力稳压器和变流量喷嘴,冷却塔可以自动实现均匀布水,冷却塔的填料利用情况如下图:

智能型变流量冷却塔,指另外加上对风机的联合变频控制,使冷却塔以最低的能耗,提供最理想的冷却效果。

上图是冷却塔风机功率百分比和风量百分比随风机频率变化的曲线图。由图看出,风机功率百分比随频率上升而增大,同时风量百分比也增大,但两者不是线性关系。在频率为25Hz~42Hz时,冷却塔电机耗电量在13%~51%,这时风量可达到55%~86%,该区间的平均电风比例为1:2.218。

该区间两侧的平均电、风比均比此值低。由此得出:频率25Hz~42Hz的区间是冷却塔风机的高效区。

所以,在满足冷机需求的前提下,使冷却塔风机运行在高效区内,可实现节能目的。

上图是冷却塔风量和出水温度变化的曲线。随着冷却塔风量的上升,冷却塔出水温度下降。在达到一定风量后,即使继续增大风量,出水温度也几乎不再变化。理论上出水温度始终不会低于环境的湿球温度。系统据此找到冷却塔风机的运行频率点。通过对塔群的控制,将风机运行频率自动锁定在风机高效区间内,实现节能目的。


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