自然通风湿式冷却塔配水计算
10章—4冷却塔热力计算基本方程
（8）求N i ： 用抛物线法，把（2）视为 抛物线，取两格，由三个点， 如： 1 1 1
i , t1 , i , t 2 i , t 0 , 0 1 2
这三点视为抛物线（不是 抛物） 。所围面积：
xv
Q
dV
Cwdt K i i
t1
xv
Cw V Q K
dt t2 i i
在Merkel方程基础上建立的冷却塔基本计算方 程（以焓差为推动力） xv Cw t dt
Q V K
1
t2
i i
冷却塔所具有 的散热能力
冷却任务的大小， 对冷却塔的要求。
由式:
1 C wQdt 空气吸热 Gdi 水的散热 K
即： 令：
di 1Q Cwdt K G
G (气水比) Q
di 1 tg Cwdt K
1 K
表示di与dt成直线关系,斜率为: 积分下式:边界条件用塔底空气焓i1和水温t2 。
1 Gdi K CwQdt Cw G(i2 i1 ) Q(t1 t2 ) K (t1 t2 ) Q (t1 t2 ) i2 i1 Cw i1 Cw (kJ / kg ) K G K
xv
K imV
可知：V可越小（填料、塔体均可小）
（3）t2越小（t2－τ）值越小→△i也越小， 冷却困难；V增大。 一般要求t2－τ≮3~5℃
G （4） 的变化，使操作线斜率变化 Q
λ↗ → 斜率 λ ↗ →风量G↗ → 电耗↗
设计时λ应在最佳范围。
1 K↘→△im↗
→有利冷却
冷却塔设计与测试中的几个问题
冷却塔设计与测试中的几个问题一、工业冷却塔的‘非标化’更趋合理冷却塔是工业生产的辅助设备，是为工艺设备服务的。
这就决定了冷却塔的大小、型式及部件的组成必须适应水系统的要求和特点，也只有这样，设计出的冷却塔才有其经济及运行的合理性。
冷却塔服务的工艺设备各行业有所不同，现在从工艺设备的差异来看冷却塔的合理变化。
民用冷却塔所服务的对象都是制冷机，它要求冷却塔的水温是相同的，即：进塔水温37℃，出塔水温32℃。
所不同的是：制冷机的容量不同，不同的容量配不同大小水量的冷却塔，民用塔的冷却水量与其它工业冷却水量相比较小。
这就决定了民用塔可以做成标准型塔，为提高效益，民用塔的适用气温分成了两个档次，即：南方设计气温按湿球温度为28℃；北方按湿球温度为27℃。
电力行业的工艺设备都是汽轮机，它对冷却塔的水温要求都是按夏季90%保证率时，出塔水温不超出33℃，水温差因地因机组有所不同。
与民用塔相比它的冷却水量大的多，这就决定了不同的发电机组配套不同大小的冷却塔，同一机组在不同地理位置配的冷却塔的大小也应不同。
以常用的200MW机为例，其冷却水量为36000t/h左右，在北京地区(湿球温度为：24.4℃)配4500平方米自然通风冷却塔。
同样的机组在山西的大同(湿球温度为：19.0℃)需配用塔的淋水面积仅需3000平方米。
山西和北京都地处北方，若仅按民用塔的划分标准，大同就要多投入1500平方米的冷却塔投资。
而冶金、石油、石油化工以及其它工业领域的工艺设备千差万别，其不仅对水温的要求差别较大，而所需冷却水量的大小也都各不一样。
温差变化范围：8--20℃；出塔水温要求多层次：32℃、35℃、40℃等；水质有：净水、浊水、含有特种化学成份的水等等。
因此，只有针对不同的工艺系统特点，进行该系统的冷却塔的量体裁衣式的非标设计，哪怕是个别部件的非标设计才是合理的、经济的。
上述情况是从不同的工艺系统来认识冷却塔非标设计的必要性的，另一方面结合我国的国情，新建项目减少，改造项目却增多，这时地皮的占用的多少也越来越被重视。
火电机组湿式冷却塔加装导流板的数值研究
出塔 气 流对 环 境 大 气 的 影 响 。 （ ） 料层 材 料 和 雨 区 中 的 雨 ２填
０ 前
言
滴对空气流场 的作用是通过 简化 的物理模 型计算 ， 只考虑其 对空气流场的传 质传热及 阻力的影 响。在雨 区和喷淋 区运 用离散相模型 ， 其中空气作为连续相， 采用欧拉法求解 ， 水滴
ＮＡ ｈ ａ ｌ ｔｃ ｏ ｅ Ｕ ｉ ｒｔ，ａｄ ｇ ７０３Ｃ ｉ ） ｏｈＣ ｉ ｅ ｒ ｗｒ ｎ ｅ ｉ Ｂｏｉ １ ，ｈ ａ ｎ Ｅ ｃ Ｐ ｖ ｓｙ ｉ ｎ０ ０ ｎ
Ａｂ ｔ ａ ｔ Ｔ ｅ ｓ ｌｔ ｎ ａ ｏ ｔ ｄ ｓ ｒｔ ｈ ｓ ｄ ｌｉ ｐ ａ ｎ ａｎ ｚ ｎ ， ｎ ｓ ｓｕ ｅ ｓｒ ｃ ： ｈ ｉ ａｉ ｄ ｐ ｓ ｉｃｅ ｅｐ ａ ｅｍｏ ｅ ｎ ｓ ｒ ｙ ａ ｄ ｒ ｉ ｏ ｅ ａ ｄ ｕ ｅ ｓｒ—ｄ ｆ ｅ ｄ ｌ ｏｒ ｐ ｅ ｅ ｔｈ ｍｕ ｏ ｅ ｎ ｄ ｍｏ ｅ ｅ ｒ ｓ ｎ ｅ ｉ ｔ ｔ ｈ ａ ｎ ｓ ｓ ｔ ｎ ｆ ｒｗ ｉ ｈ ｉ ｂ ｓ ｄ ｏ ｈ ｏ ｐ ｈ ｏｙ ｉ ｌ ｅ ｔａ ｄ ｍａ ｒ ｓｅ ｈｃ ｓ ａ ｅ ｎ ｔ ｅ Ｐ ｐ ｅ ｔ ｅ ｒ ｎ ｆ １ ｈ ｓｐ ｐ ｒ ｓ ｌｔｓ ｔｅ ｔ ｅｍａ ｐ ｒ ｒ ａ ｃ ｆ ａ ｕ ａ ａ ｉ ．Ｔ ｉ ａ ｅ ｉ ａｅ ｈ ｈ ｒ ｌ ｅｆ ｍ ｎ ｅ ｏ ｔ ｒ ｌ ｍｕ ｏ ｎ
摘要 ： 基于 Ｃ Ｄ软件和 自然通风湿式 冷却塔相关理论 ， Ｆ 对冷却塔 喷淋 区和雨区采用离散相模型计算 ， 对填料 区建立 了基于 Ｐｐｅ理论的数值求解模型。模拟 了无外界因素影响的情况下冷却塔 的热力性能 。结果表 明： ｏｐ 冷却塔 中心 区域空气的温度高湿度大 ， 响整体的冷却效果 。通过在雨区外 围加装导流板， 影 使空气旋转上升 ， 增加中心区域空 气扰动， 增强换热能力 ； 同时对喷水 面实行分区配水， 减少中心 区域淋水量 ， 结果使出塔水温降低０ ４ １ ．８ ｏ ｃ。
冷却塔的计算
m
du w du dx du =m w = mu w w = −mg + f x dt dx dt dx du du dr du m r =m r = mu r r = f x dt dx dt dx
（12） （13）
式中：m 为雨滴的质量（kg） ；uw 为雨滴速度(m/s)；t 为时间（s） ；x、r、g 同前；fx、 fr 为空气对雨滴的作用力，根据文献［5］可按下式计算。
DC 为湿空气的分子扩散系数（m2/h）按下式计算： DC = 0.0805 T 1.8 ( ) × 9.8 × 10 4 Pa 273
式中： Pa 为大气压力（Pa） ；T 为空气的绝对温度（K） 。 雨滴的散质系数为：
Ka = K
6q ρ w uw d h
（20）
式中： d h 为雨区热交换的雨滴当量直径（m） 。其值与雨区高度、淋水密度及风速等因 素有关，确定其值时，先假定一个当量直径，按式（20）在雨区积分与式（11）进行对比， 当二者相等时即为当量直径值。 1.5 边界条件 （1） 冷却塔进风口 进风口给定 p 、 u 、 v 、 k 、 ε 、 ia 值，其中 p 为当地大气压力； u 取值为 0； ia 为进 ［7］ 给定，k = 0.05v 、ε = k 塔空气焓 （J/kg） ；v 、k 、ε 参照文献
逆流式自然通风冷却塔二维数值模拟优化设计
赵顺安 (中国水利水电科学研究院 北京 100044） 摘要：冷却塔是火力发电厂循环冷却水系统的主要设备，其效率直接影响电厂运行成本。塔内气流运动在 无风时为二维轴对称运动，而目前国内的冷却塔设计计算为一维计算方法，无法对冷却塔进行优化设计。 因此，建立二维冷却塔设计计算方法具有一定的意义。本文对气流运行采用雷诺时均方程，雷诺应力用 kε双方程模型进行封闭，雨区的热交换的雨滴当量直径采用已有的冷却塔雨区热力特性研究成果，建立起 二维自然通风逆流式冷却塔设计计算模型。通过与原型观测资料对比，本文所提出的二维计算方法出塔水 温的计算结果与原型相差小于 0.1℃。结合某电厂工程设计实例，通过二维数值模拟计算，对塔内填料和 配水进行优化布置，冷却塔出塔水温可降低 0.52℃。 关键词：逆流塔、数值模拟、优化设计、热力计算
冷却塔损失量计算
冷却塔的工作原理:冷却塔是利用水和空气的接触,通过蒸发作用来散去工业上或制冷空调中产生的废热的一种设备。
基本原理是：干燥（低焓值)的空气经过风机的抽动后，自进风网处进入冷却塔内；饱和蒸汽分压力大的高温水分子向压力低的空气流动,湿热（高焓值）的水自播水系统洒入塔内.当水滴和空气接触时,一方面由于空气与水的直接传热,另一方面由于水蒸汽表面和空气之间存在压力差，在压力的作用下产生蒸发现象，带到目前为走蒸发潜热,将水中的热量带走即蒸发传热，从而达到降温之目的.冷却塔的工作过程：圆形逆流式冷却塔的工作过程为例：热水自主机房通过水泵以一定的压力经过管道、横喉、曲喉、中心喉将循环水压至冷却塔的播水系统内，通过播水管上的小孔将水均匀地播洒在填料上面；干燥的低晗值的空气在风机的作用下由底部入风网进入塔内，热水流经填料表面时形成水膜和空气进行热交换,高湿度高晗值的热风从顶部抽出,冷却水滴入底盆内,经出水管流入主机.一般情况下，进入塔内的空气、是干燥低湿球温度的空气，水和空气之间明显存在着水分子的浓度差和动能压力差，当风机运行时,在塔内静压的作用下,水分子不断地向空气中蒸发，成为水蒸气分子，剩余的水分子的平均动能便会降低，从而使循环水的温度下降。
从以上分析可以看出，蒸发降温与空气的温度（通常说的干球温度）低于或高于水温无关，只要水分子能不断地向空气中蒸发，水温就会降低。
但是，水向空气中的蒸发不会无休止地进行下去.当与水接触的空气不饱和时,水分子不断地向空气中蒸发，但当水气接触面上的空气达到饱和时,水分子就蒸发不出去，而是处于一种动平衡状态。
蒸发出去的水分子数量等于从空气中返回到水中的水分子的数量，水温保持不变.由此可以看出，与水接触的空气越干燥，蒸发就越容易进行，水温就容易降低。
冷却塔的分类:一、按通风方式分有自然通风冷却塔、机械通风冷却塔、混合通风冷却塔.二、按热水和空气的接触方式分有湿式冷却塔、干式冷却塔、干湿式冷却塔。
冷却塔水量损失计算知识讲解
冷却塔水量损失计算冷却塔水量损失计算水的蒸发损失WE=[（Tw1-TW2）Cp/R]*LCP:水的定压比热，取4.2KJ/KG.摄氏度，R：水的蒸发潜热2520KJ/KG ，L：循环水流量，（Tw1-TW2）：温差。
例如你设计的温差是10度，就是10/600=1.67 %，每小时循环水量1000吨的话，每小时蒸发16.7吨，这是冷却塔全效时的蒸发量，如果低于这个量就是冷却塔设计有问题。
蒸发耗损量当冷却回水和空气接触而产生作用，把其水温降时，部分水蒸发会引起冷却回水之损耗，而其损耗量和入塔空气的湿球温度及流量有关，以数学表达式作如下说明：令：进水温度为T1℃，出水温度为T2℃，湿球温度为Tw，则*：R=T1-T2 （℃）------------（1）式中：R：冷却水的温度差，对单位水量即是冷却的热负荷或制冷量Kcal/h对式（1）可推论出水蒸发量的估算公式*：E=（R/600）×100% ------------（2）式中：E----当温度下降R℃时的蒸发量，以总循环水量的百分比表示%，600-----考虑了各种散热因素之后确定之常数。
如：R=37-32=5℃则E=｛（5×100）/600｝=0.83%总水量或e=0.167%/1℃，即温差为1℃时的水蒸发量*：A=T2-T1 ℃----------（3）式中：A-----逼近度，即出水温度（T2）逼近湿球温度的程度℃，按热交换器设计时冷端温度差取值的惯例，宜取A≥3℃（CTI推进A≥5 oF即2.78℃），不是做不到，而是不合理和不经济。
水塔蒸发量计算第2.2.4条冷却塔的水量损失应按下列各项确定：一、蒸发损失；二、风吹损失；三、排污损失：四、冷却池的附加蒸发损失水量第2.2.5条冷却塔的蒸发损失水量可按下式计算：qc=K1ΔtQ式中qc——蒸发损失水量，t/h;Δt——冷却塔进水与出水温度差，℃；Q——循环水量，t/h；K1——系数，℃-１，可按表2.2.5采用。
火电厂自然通风冷却塔配水管、托架及各类配件安装组织设计
火电厂自然通风冷却塔配水管、托架及各类配件安装施工组织设计编制：审核：时间：目录1、编制说明 (3)2、编制依据 (3)3、工程概况 (3)4、施工组织管理及人员配备 (3)5、施工方案 (5)6、施工工艺 (5)7、质量保证措施 (7)8、保证安全的技术措施 (7)9、保证工期的措施 (8)1、编制说明我公司针对火电厂自然通风冷却塔工程，根据冷却塔设计图纸及结构，为确保工程质量，特编写此方案。
2、编制依据2.1《火力发电厂设计技术规程》（DL5000-2000）2.2《火力发电厂水工设计规范》（DL/T5339-2006）2.3《冷却塔塑料部件技术条件》（DL/T742-2001）2.4《关于对冷却塔防火安全的通知》（83）水电规电设字第30号文（83）电生字监字第26号文2.5 GB/T19001：2008标准《质量手册》及公司作业指导书和有关法律、法规。
3、工程概况本次施工主要包括配水管、托架及各类配件的安装。
4、施工组织管理及人员配备4.1施工地点：火电厂4.2施工总体部署及说明工程的承包范围依据与电力烟塔工程公司签订的技术协议及合同，施工工期为25天完工。
开工前3天左右，材料进入现场，材料进入现场的同时，施工机具及设备进入现场，安装就位并试运转正常后待用。
4.3施工设备根据本工程的工作量，拟选用下列设备进入现场，见下表。
4.4施工进度计划如下：玻璃钢托架 10天UPVC配水管及喷溅装置 15天中间有交叉作业，总工期 25 天4.5施工组织网络图4.6人员配备人员组织采用分组施工的方式，统一调度各种工种的施工力量组织施工。
根据本次工程的工程量、进度要求等因素，高峰期2班倒，同时选用工人达15人，具体人员配备如下：总负责人： -----技术总工：-----现场负责人：------5、施工方案5.1施工前的准备5.1.1向全体施工人员进行技术交底。
5.1.2材料进厂，按工程所需的各种材料按品种、规格、数量，按使用的先后陆续进厂，所进厂的各种材料附带产品合格证。
火力发电厂湿式冷却塔水汽排放控制研究
火力发电厂湿式冷却塔水汽排放控制研究发布时间：2021-05-17T07:04:29.181Z 来源：《电力设备》2021年第1期作者：张增利[导读] 本文以某燃煤电厂湿式冷却塔为对象，探讨了湿式冷却塔白烟的产生机理以及白烟的控制方案，为类似工程提供参考。
（新疆天业（集团）有限公司 832000）摘要：本文以某燃煤电厂湿式冷却塔为对象，探讨了湿式冷却塔白烟的产生机理以及白烟的控制方案，为类似工程提供参考。
关键词：湿式冷却塔；水汽排放控制；改造；节水1 湿式冷却塔简介循环水冷却凝汽器中的乏汽后变成热水，需要重新冷却才能再使用。
自然通风逆流湿式冷却塔将热水通过竖管送入热水分配系统，然后通过喷溅装置将水洒到填料上；经填料后成雨状落入蓄水池，冷却后的水抽走重新循环使用。
塔筒底部为进风口，用人字网或交叉柱支承。
空气从进风口进入塔体，穿过填料下的雨区，和热水流动成相反方向流过填料与循环水进行传质传热，通过收水器回收空气中的水滴后，再从塔筒出口排出。
塔外冷空气进入冷却塔后，吸收由热水蒸发和接触散失的热量，温度增加，湿度变大，密度变小，由于塔内、外空气密度差异，在进风口内外产生压差，使得塔外空气源源不断地流进塔内而无需通风机械提供动力，形成自然通风。
2 湿式冷却塔的白烟成因被加热后湿空气在塔内外压差的作用下排出塔外，与冷空气接触冷却会形成“白烟”现象。
根据湿空气热力学，在一定温度下，单位质量的空气能容纳的水蒸气最大质量称作饱和比湿H（单位g/kg干空气或kg/kg干空气），φ=1线即是不同温度下的饱和比湿连线。
H——饱和比湿，kg/kg干空气；φ——相对湿度，水蒸气分压与温度T下的饱和水蒸气分压的比值；PS——温度T下的饱和水蒸气压力，kPa；P——总压，近似于环境大气压力，kPa；T——温度，℃。
假设湿空气在冷却塔出口处的状态位于A（30℃，RH=96%，近饱和状态）点，环境温度的状态位分别位于B（15℃，RH=50%）、C （5℃，RH=50%）、E（-15℃，RH=50%）三点，AB、AC、AE可以视为不同大气温环境下，冷却塔出口湿烟气和大气混合的过程。
自然通风的设计计算
英国蒙特福德大学机械馆
机械馆一般为矩形平面，进深大，双面走廊，两侧为 实验室和办公室，人工产热多，一般需要采用大规模 空调系统
15
二、几种典型的自然通风形式
▪充分利用烟囱效应进行通风
诺丁汉国内税务中心
建筑呈院落式布局，周边风速较小，不能很好满足风
压通风的需求，考虑加强热压通风
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二、几种典型的自然通风形式
▪热压和风压结合通风
办公室、实验室
位于分支部分的办公室、 实验室进深小，采用风压 通风
报告厅、大厅
位于中央部分的报告厅、
大厅采用“烟囱效应”进
行热压通风
17
二、几种典型的自然通风形式
▪充分利用烟囱效应进行通风
采用顶帽可以升降的圆柱形玻璃通风塔，作为建筑的入口和
楼梯间，最大吸收太阳能量，提高塔内温度，加强烟囱效应
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一、CFD基本介绍
▪ 建筑通风中的CFD
▪建筑周边的空气流动及温度分布 ▪建筑表面的风压系数 ▪建筑内部空间的空气流动及温度分布
53 Wind (S-W)
54
一、CFD基本介绍
▪ 为何采用CFD模拟
CFD模拟： ▪ 周期短，成本低， 资料完备
▪ 技术性强，不确定
模型实验： ▪ 可靠，直观 ▪ 周期长，价格昂贵
5
一、基本概念
▪自然通风的舒适性
Hot
Warm Sl. warm Neutral
PMV Observed mean thermal sensation
Sl. cool
26
27
28
29
30
31
32
Operative temperature (oC)
冷却塔循环水量换算公式
确定冷却塔循环水量的换算公式：1．冷却塔公称流量=主机制冷量（KW）x 1.2 x 1.25 x 861/(1000?t) （m3/h）2．冷却塔公称流量=主机制冷量（kcal/h）x 1.2 x 1.25 /(1000?t) （m3/h）3．冷却塔公称流量=主机制冷量（RT）x 1.2 x 1.25 x 3024 /(1000?t) （m3/h）4．冷却塔公称流量=主机（蒸发器）水流量（m3/h）x 1.2 x 1.25 （m3/h）4．冷却塔公称流量=主机（冷凝器）水流量（m3/h）x 1.2 （m3/h）式中：1.2—为选型余量 1.25—为冷凝器负荷系数，对溴化锂主机取1.65861—为1KW=861（kcal/h）3024—为1RT=3024（kcal/h）?t—冷却水进出水温差，国际工况下取?t=5℃ RT—表示冷吨冷却塔蒸发损失的计算公式：蒸发损失： E（%）=?t/600 x 100%=5/600 x 100%=0.83%?t—冷却水进出水温差，国际工况下取?t=5℃600: 水的蒸发热（kcal/kg）举例：已知主机制冷量100 x 104（kcal/h）电制冷冷水机组一台，需选多大的冷却塔？国际工况下满负荷运行一天（24h）该冷却塔蒸发损失水量是多少？计算：冷却塔公称流量=100 x 104 x1.2 x 12.5/?(1000x5)=300（m3/h）蒸发损失水量Q=300 x E (%) x 24h=300 x 0.83 x 24=59.8 （m3/天）美国冷吨=3024千卡/小时（kcal/h）=3.517千瓦（KW）1日本冷吨=3320千卡/小时（kcal/h）=3.861千瓦（KW）（注：1冷吨就是使1吨0℃的水在24小所内变为0℃的冰所需要的制冷量。
）制冷技术中常用单位的换算：1马力（或1匹马功率）=735.5瓦（W）=0.7355千瓦（KW）1千卡/小时（kcal/h）=1.163瓦（W）1美国冷吨=3024千卡/小时（kcal/h）=3.517千瓦（KW）1日本冷吨=3320千卡/小时（kcal/h）=3.861千瓦（KW）摄氏温度℃=（华氏°F-32）5/9（注：1冷吨就是使1吨0℃的水在24小所内变为0℃的冰所需要的制冷量。
最新冷却塔损失量计算
冷却塔损失量计算冷却塔的工作原理：冷却塔是利用水和空气的接触，通过蒸发作用来散去工业上或制冷空调中产生的废热的一种设备。
基本原理是：干燥(低焓值)的空气经过风机的抽动后，自进风网处进入冷却塔内；饱和蒸汽分压力大的高温水分子向压力低的空气流动，湿热(高焓值)的水自播水系统洒入塔内。
当水滴和空气接触时，一方面由于空气与水的直接传热，另一方面由于水蒸汽表面和空气之间存在压力差，在压力的作用下产生蒸发现象，带到目前为走蒸发潜热，将水中的热量带走即蒸发传热，从而达到降温之目的。
冷却塔的工作过程：圆形逆流式冷却塔的工作过程为例：热水自主机房通过水泵以一定的压力经过管道、横喉、曲喉、中心喉将循环水压至冷却塔的播水系统内，通过播水管上的小孔将水均匀地播洒在填料上面；干燥的低晗值的空气在风机的作用下由底部入风网进入塔内，热水流经填料表面时形成水膜和空气进行热交换，高湿度高晗值的热风从顶部抽出，冷却水滴入底盆内，经出水管流入主机。
一般情况下，进入塔内的空气、是干燥低湿球温度的空气，水和空气之间明显存在着水分子的浓度差和动能压力差，当风机运行时，在塔内静压的作用下，水分子不断地向空气中蒸发，成为水蒸气分子，剩余的水分子的平均动能便会降低，从而使循环水的温度下降。
从以上分析可以看出，蒸发降温与空气的温度（通常说的干球温度）低于或高于水温无关，只要水分子能不断地向空气中蒸发，水温就会降低。
但是，水向空气中的蒸发不会无休止地进行下去。
当与水接触的空气不饱和时，水分子不断地向空气中蒸发，但当水气接触面上的空气达到饱和时，水分子就蒸发不出去，而是处于一种动平衡状态。
蒸发出去的水分子数量等于从空气中返回到水中的水分子的数量，水温保持不变。
由此可以看出，与水接触的空气越干燥，蒸发就越容易进行，水温就容易降低。
冷却塔的分类：一、按通风方式分有自然通风冷却塔、机械通风冷却塔、混合通风冷却塔。
二、按热水和空气的接触方式分有湿式冷却塔、干式冷却塔、干湿式冷却塔。
中小型冷却塔设计与计算
中小型冷却塔设计与计算【实用版】目录1.冷却塔的概述与分类2.冷却塔设计的主要参数3.冷却塔的设计计算方法4.冷却塔的选型与安装5.冷却塔的维护与注意事项正文一、冷却塔的概述与分类冷却塔是一种用于散热的设备，主要通过将循环冷却水与空气进行热交换，使水的温度降低，以达到对系统中产生的热量进行有效散热的目的。
根据塔体形状、冷却方式、用途等不同特点，冷却塔可以分为多种类型，如圆形冷却塔、方形冷却塔、自然通风冷却塔、机械通风冷却塔等。
二、冷却塔设计的主要参数在设计冷却塔时，需要考虑以下主要参数：干球温度、湿球温度、大气压力、进塔水量、进塔水温、出塔水温、进、出塔温差以及冷幅高。
这些参数将直接影响到冷却塔的散热效果、塔体尺寸、材料选择等。
三、冷却塔的设计计算方法冷却塔的设计计算主要包括以下几个步骤：1.根据气象条件和设备热负荷确定冷却水量；2.计算进塔水温和出塔水温的温差；3.确定冷却塔的冷幅高；4.根据空气流速、冷却水量和冷却幅高选择合适的冷却塔类型；5.校核冷却塔的散热能力是否满足设计要求。
四、冷却塔的选型与安装在冷却塔选型时，应根据实际工程需求、场地条件、冷却水量、进塔水温等因素进行综合考虑。
安装过程中，需要注意以下几点：1.冷却塔应安装在通风良好的地方，避免安装在狭窄、潮湿、高温的环境中；2.冷却塔的进水口和出水口应正确连接，且进水口应高于出水口；3.冷却塔的支架和塔体应牢固固定，确保安全运行；4.冷却塔的电路、管路应合理布置，避免影响设备运行和维护。
五、冷却塔的维护与注意事项冷却塔在运行过程中，需要定期进行维护，以确保其正常运行和延长使用寿命。
主要维护工作包括：1.清洗冷却塔内部，去除水垢、污垢等；2.检查冷却塔的结构、电路、管路等，发现问题及时修复；3.定期更换冷却塔的填料，以保持良好的换热效果；4.注意观察冷却塔的运行状况，发现异常及时处理。
总之，中小型冷却塔的设计与计算需要综合考虑多个因素，包括气象条件、设备热负荷、冷却水量等。
600 MW机组冷却塔风水匹配强化换热改造研究
No.03 2018
600 M W 机组冷却塔风水匹配
强化换热改造研究
项林郝庆丰
淮沪煤电有限公司田集发电厂
摘 要 ：根 据 冷 却 塔 内 吸 热 侧 湿 空 气 和 放 热 侧 循 环 水 的 温 度 场 、速 度 场 、湿 度 场 的 分 布 情 况 ，重新设 计 冷 却 塔 配 水 系 统 及 其 填 料 的 布 置 方 式 ，并 对 其 实 施 改 造 达 到 风 水 匹 配 最 佳 效 果 。 改造后 实 测 冷 却 能力 值 达 到 115.0。/。，超过了设计冷却能力，对大型及超大型自然通风逆流式冷却塔相应的后续研究与改造有示 范意义。
出塔水温
单位
m2 m C C % m3/s C C
设计 双曲线自然通风逆流式
9 000 54.528
31.2 27.3 75 20.37 41.6 32.7
3 强化换热技术原理及研究内容
传统技术改造的技术原理主要是依据冷却塔 的设计模型：冷 却 塔 内 的 传 热 传 质 模 型 为 “一维 均 风 ”模 型 。该模型认为冷却塔内的所有传热与 传 质 都 发 生 在 填 料 区 （即忽略配水区与雨区的换 热 ），且空气在填料区是一维运动；同时认为塔 内空气在填料断面处其速度场、湿度场都是均匀 分 布 的 。在 这 样 的 设 计 理 念 下 ，冷却塔的最佳换 热状态被认为是均匀配水的状态，即填料断面各 处 的 淋 水 密 度 尽 可 能 相 同 ，为 配 合 换 热 ，填料也 被 布 置 为 统 一 高 度 。冷 却 塔 达 到 设 计 换 热 效 率 （换 热 能 力 ），即在设计气象条件下的实际循环水温 降与设计温降相等为100% (国标中定义100±5% 为达到设计冷却能力）。
自然通风湿式冷却塔配水计算22页PPT
41、学问是异常珍贵的东西，从任何源泉吸 收都不可耻。——阿卜·日·法拉兹
42、只有在人群中间，才能认识自 己。——德国
43、重复别人所说的话，只需要教育； 而要挑战别人所说的话，则需要头脑。—— 玛丽·佩蒂博恩·普尔
44、卓越的人一大优点是：在不利与艰 难的遭遇里百折不饶。——贝多芬
4风湿式冷却塔配水计算
56、极端的法规，就是极端的不公。 ——西 塞罗 57、法律一旦成为人们的需要，人们 就不再 配享受 自由了 。—— 毕达哥 拉斯 58、法律规定的惩罚不是为了私人的 利益， 而是为 了公共 的利益 ；一部 分靠有 害的强 制，一 部分靠 榜样的 效力。 ——格 老秀斯 59、假如没有法律他们会更快乐的话 ，那么 法律作 为一件 无用之 物自己 就会消 灭。— —洛克
冷却塔气水比的计算研究
冷却塔气水比的计算研究徐正;张书梅;赵晓利【摘要】根据冷却塔进塔水温、出塔水温、气象资料等已知条件,按两种不同等分区间的辛普森积分方法分别计算冷却任务数,再根据上述计算结果将整个气水比区间分为非物理意义气水比区间和物理意义气水比区间,并构建新冷却任务数函数,最后将新冷却任务数函数和已知冷却能力数函数联立方程,获得气水比.本计算方法简便,结果准确可靠,精确度高,大大提高了冷却塔参数的设计计算速度.【期刊名称】《工业用水与废水》【年(卷),期】2014(045)004【总页数】4页(P52-54,70)【关键词】冷却塔;气水比;热力计算【作者】徐正;张书梅;赵晓利【作者单位】河北省电力勘测设计研究院,石家庄050031;河北省电力勘测设计研究院,石家庄050031;河北省电力勘测设计研究院,石家庄050031【正文语种】中文【中图分类】X703.1冷却塔是利用空气直接或间接与水接触来冷却循环水的设备，主要由集水池、挡水器和填料等组成。
冷却塔内循环水喷淋到填料上，通过水的蒸发以及水与空气的接触进行冷热交换，从而降低循环水的温度，达到换热效果。
冷却塔的任务是将一定量的待冷却水（Q），从温度t1降到t2（t1＞t2），因此，要设计出规格合适的冷却塔，必须要获得冷却塔的热力参数［1-2］。
气水比（λ）是冷却塔热力计算中的核心参数。
冷却塔能力数（N′）及冷却塔任务数（N）均是以λ为自变量的函数，其中N′为λ的显函数，N为λ的隐函数。
λ的计算主要是联立2个函数方程求解的。
但是由于N为一个曲线积分函数，且积分计算的结果常常出现毫无实际物理意义的无效值，这就为λ的求解增加了难度。
严煦世等［3］给出了作图法求λ的方法，但是该方法计算精度差，效率低，不适合现代冷却塔设计计算的要求。
刘永霞等［4］给出了采用数组等步长迭代的计算方法，但是同样存在计算精度仅有2位小数，而且迭代次数多，计算效率低的弊端。
在冷却塔的设计中，要按照一年12个月的月平均气象条件，以及不同的冷却水量、冷幅差等变量组合反复计算［5］，每个组合均需计算λ，若λ的计算效率过低，将增加整个冷却系统设计优化的难度。
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配水系统的计算
几个概念
喷嘴流量系数 衡量一个喷嘴下泄水流能力的指标，与喷嘴型式有关（自定义）。
喷嘴流量特征系数
喷头直径 K
32 5.07
34 5.74
36 6.02
38 6.25
40 6.68
42 6.89
44 7.05
概念
槽式配水系统
冷却塔内循环水通过主、分水槽进行分布，再通过分水槽上安装的喷嘴喷 溅循环水的配水系统为槽式配水系统。
槽式配水系统
概念
槽式配水系统
管式配水系统
概念
管式配水系统
冷却塔内循环水通过主水槽、配水管进行分布，再通过配水管上安装的喷 嘴喷溅循环水的配水系统为槽式配水系统。
管式配水系统
概念
管式配水系统
配水系统
元件
配水系统的元件
水泵、凝汽器、管（沟）道、塔
水泵——特性曲线
泵的特性曲线是针对泵固有的泵体、叶轮、进出口等，在进出口压力不同时， 流量、扬程、效率、轴功率、转速之间相互变化，反映了水泵已有特性的曲线。
凝汽器——水阻曲线 循环水在凝汽器水侧流动时的阻力叫水阻。水阻通常有以下三部分组成：
循环水在管束内的流动阻力。循环水由水室进入管束及离开管束进入水室时， 因速度变化引起的局部流动阻力。
配水系统的元件
求工作水位
水位（m）
上塔流量扬程曲线与配水曲线
10.9 10.8 10.7 10.6 10.5 10.4 10.3 10.2 10.1
10 9.9
0
10000 20000 30000 水量（m3）
40000
冷却塔配水量曲线 上塔流量扬程曲线
配水系统的计算
程序
原DOS程序 DOS界面，应用较久，输入输出相对繁琐。
配水系统的元件
凝汽器
凝汽器
配水系统的元件
凝汽器水阻曲线
凝汽器
配水系统的元件
管道的水阻曲线
管（沟）道
配水系统的元件
冷பைடு நூலகம்塔
冷却塔的配水曲线
水位（m）
11 10.8 10.6 10.4 10.2
10 9.8
0
冷却塔配水量曲线
5000 10000 15000 20000 25000 30000 35000 水量（m3）
冷却塔电厂应用
功能
冷却塔配水系统
概念及目标
冷却塔配水系统 冷却塔配水系统(Cooling tower distribution system)是在冷却塔内槽、
管和溅水喷头组成的水分配系统。
冷却塔配水目标
冷却塔配水目标是使得冷却塔内配水按照需要在冷却塔分配，以达到最好 的冷却塔效果。
槽式配水系统
自然通风湿式冷却塔配水计算 （AFT）
冷却塔
概念及原理
冷却塔的概念
---冷却塔(Cooling tower)是用水作为循环冷却剂，从 一系统中吸收热量排放至大气中，以降低水温的装置。 装置一般为桶状，故名为冷却塔。
原理
---利用水与空气流动接触后进行冷热交换产生蒸汽， 蒸汽挥发带走热量达到蒸发散热、对流传热和辐射传 热等原理来散去工业上或制冷空调中产生的余热来降 低水温的蒸发散热装置，以保证系统的正常运行。
管（沟）——水阻曲线 管的的阻力，包括管道本身的沿程阻力和管道中间拐弯、变径、三通、分
支、补偿器等形成的局部阻力。沿程阻力的值等于管道的比摩阻和管道长度的 乘积。 冷却塔——配水曲线
冷却塔竖井内水位在不同高度时，某确定的配水系统所对应的不同配水量， 所绘制的曲线。(自定义)
配水系统的元件
水泵
水泵特性曲线
AFT Fathom 可视界面，调整简单，直观。
配水系统的计算
几个概念
水的动粘滞系数
液体的粘滞系数又称为内摩擦系数或粘度。是描述液体内摩擦力性质的一 个重要物理量。它表征液体反抗形变的能力，只有在液体内存在相对运动时才表 现出来。
配水系统的计算
几个概念
绝对粗糙度
绝对粗糙度是水力学中的一个术语，管道固体壁由于加工条件及运行的影响， 总是或多或少的粗糙不平，粗糙突出的平均高度称为绝对粗糙度。