4.2 冷却塔的计算

421 主要热力参数应符合下列规定:

1 饱和水蒸气压力应按下式计算:

式中:P″——饱和水蒸气压力kPa);

 t——温度)。

2 空气相对湿度,当采用阿斯曼温度计时,应按下式计算:


式中:ψ——空气相对湿度 ;
      θ——空气干球温度

  τ——空气湿球温度);

  Pa——大气压力kPa

  P″θ——空气温度等于θ℃时的饱和水蒸气压力kPa);

  P″τ——空气温度等于说明: C:UsersAdministratorDesktop石油化工循环水场设计规范  GBT 50746-2012imagesQQ截图20130719215106.png℃时的饱和水蒸气压力kPa)。

3 空气含湿量应按下式计算:
式中:x——空气含湿量[kg/kg(DA)]

4 湿空气比应按下式计算:


式中:h——湿空气比
[kJ/kg(DA)]

5 饱和空气比应按下式计算:


式中:h″——当空气中水蒸气分压达到饱和状态的比[kJ/kg(DA)]

6 湿空气密度应按下式计算:


式中:ρ——湿空气密度(kg/m3
      
ρd——湿空气中干空气部分的密度(kg/m3);

  ρs——湿空气中水蒸气部分的密度(kg/m3)。

422 逆流式冷却塔冷却任务的热力特性计算,应符合下列规定:
    1 逆流式冷却塔的冷却任务的热力特性计算,宜采用差法,可按下列公式计算:

式中:Ω——冷却数,代表逆流式冷却塔冷却任务的特性数;
      K——蒸发水量带走热量系数,K1.0
      h1——填料进气端(入口)的空气比[kJ/kg(DA)];
      h2——填料出气端出口)的空气比[kJ/kg(DA)]
      △t——填料进水端与出水端的水温差),△tt1t2
      λ——进填料)的空气(以干空气计)与水的质量比[kg(DA)/kg]
      Cw——水的比热[kJ/(kg·℃)],可取为41868kJ/(kg·℃
      t1——填料进口水温);
      t2——填料出口水温);
      rt2——出口水温时水的汽化热(kJ/kg)
    2 冷却数Ω的积分公式的求解方法,可根据冷却水温差△t的不同,采用下列解法
        1)△t5℃时,可用简化辛普森积分法(二段,可按下式计算:

式中:——与水温t1t2tm对应的饱和空气比[kJ/kg(DA)]
      hm——填料进出口的平均空气比[kJ/kg(DA)]
        2)△t5℃时,宜采用复化的辛普森积分法,分段数n应根据计算的冷却数说明: C:UsersAdministratorDesktop石油化工循环水场设计规范  GBT 50746-2012imagesd截图20130719212425114.jpg与淋水填料散热特性数的允许误差确定,但当5℃≤说明: C:UsersAdministratorDesktop石油化工循环水场设计规范  GBT 50746-2012imagesQQ截图20130719214753.png10℃时n不宜小于4,当说明: C:UsersAdministratorDesktop石油化工循环水场设计规范  GBT 50746-2012imagesQQ截图20130719214753.png10℃时n不宜小于8,宜通过计算机软件计算。复化的辛普森积分法可按下式计算:

式中:n——分段数,为偶数
          δt
——δt △t/n=(t1t2/n(
          δh——δh =(h1h2/n[kJ/kg(DA)]
     h(t1-iδt)——对应水温度为t1-iδt时的饱和空气[kJ/kg(DA)]。

423 横流式机械抽风冷却塔冷却任务的热力特性——冷却数Ω的计算,宜采用差法,可按下列公式计算:

式中:Zd——从填料顶层向下算起的淋水填料高度(m);
      Xd——从进风口向塔内算起的淋水填料深度进深)(m)
      γt2——出口水温时水的汽化热(kJ/kg)。

424 淋水填料散热性能的冷却数方程应符合下列规定:
    1 宜采用工业塔实测数据,应根据测试条件与工程的使用条件的差异,对填料散热特性进行修正。
    2 当无工业塔实测数据而采用模拟塔试验数据时,应对模拟塔试验数据进行修正。
    3 循环水质对冷却效果有显著影响时,应进行修正。

425 空气动力计算应符合下列规定:
    1 冷却塔空气动力计算应包括冷却塔各部阻力、风筒出口动压、工作风量、工作风压的确定。
    2 冷却塔的空气阻力计算,宜采用原型塔的实测阻力数据,并应换算成以淋水断面风速和进塔空气密度计的冷却塔的总阻力系数,应按冷却塔总阻力系数法进行计算。
    3 当缺乏原型塔的实测数据时,冷却塔的空气阻力计算可按下列各部件阻力叠加法计算:
        1)冷却塔内除淋水填料和收水器之外的阻力应包括进风口、雨区、填料支梁、配水系统及支梁、收水器及支梁、塔的收缩段、风筒集气段、风筒扩散段等部位的阻力,可采用阻力系数法按下式计算:

式中:Hi——阻力损失(Pa)
      ρi——计算部位的湿空气密度(kg/m3);
      υi——计算部位的风速(m/s);
      ζi——计算部位的阻力系数。
        2)淋水填料的阻力计算可采用模拟塔实验给出的计算式按下式计算:

式中:HT——淋水填料的阻力损失(Pa)
      ρ1——进塔湿空气密度(kg/m3
      υT——气流通过淋水填料断面处的风速(m/s)
      A1m1——系数。
        3)收水器的阻力计算可采用模拟塔实验给出的计算式按下式计算:

式中:HC——收水器的阻力损失(Pa)
      ρC——收水器内湿空气密度(kg/m3);
      υC——气流通过收水器的风速(m/s);
      A2m2——系数。
        4)冷却塔风筒出口动压可按下式计算:

式中:Hv——出口动压;
      ρv——冷却塔风筒出口湿空气密度(kg/m3);
      υv——风筒出口的风速(m/s)。
        5)冷却塔的总阻力可按下式计算:

式中:H——冷却塔全部通风阻力与风筒出口动压之和(Pa)
      n——冷却塔内除淋水填料、收水器外的阻力构件的数量。
    4 冷却塔风机特性曲线的拟合宜采用拉格朗日插值法或最小二乘法。
    5 使用条件的风机性能应进行密度差修正,可按下式计算:

式中:P——使用条件的风机风压(Pa);
      P0——风机在标准工况空气密度1.2kg/m3状态下的风压(Pa)。

426 冷却塔的设计水量应按下式计算:

式中:ρd——进塔空气中干空气部分密度[kg/m3]
      G——冷却塔的工作风量(m3/h)
      λ——冷却塔的工作气水比(kg/kg)

427 管式配水系统的水力计算应符合下列规定:
    1 冷却塔的管式配水系统设计计算应包括配水喷头的选择与布置、配水管道的管径、配水管道设置高度、沿程阻力、局部阻力、配水压力及配水均匀性的计算。
    2 管式配水系统各配水喷头水量的最大差值应控制在5%~8%。
    3 喷溅装置喷头的流量宜按下式计算:

式中:qm——顺序号为m的配水喷头的出水量(m3/h)
      P0m——顺序号为m的配水喷头的作用压力(m);
      ф ——配水喷头的喷嘴出口的直径(m)
      u——流量系数,由试验资料给出;
      g——标准重力加速度,9806m/s2