摘要:通过对4台已建的循环冷却塔运行效果的分析,提出了对即将建设5台冷却塔相关部位提出改造方案,并在建成后对其进行效果测定,获得显著的效果。
关键词:导流圈 三叠反溅兰花喷嘴 收水器 环状竖琴 动能回收
一、 改进前简况
福建纺织化纤集团有限公司为改善冷却水循环系统,2002年建成4座L60ⅡB型冷却塔(以下称原有冷却塔),基本采用化工部1984年颁布的化工设计标准,单塔平面尺寸为10×10m,设计地震裂度为7度,基本风压0.4MPa,塔内填料为3层聚氯乙烯波纹填料(填料高1.5m),并附有热镀锌钢管支架,收水器采用160-45偏峰型收水器,风筒为玻璃钢速度回转型风筒,喷嘴为三叠反溅式喷嘴,无导流圈。4台冷却塔目前总处理水量为4000~5000t/h,在夏季冷却塔进水温度为40℃,出水温度在31℃左右(设计为32℃),4台风机同时投入运转,处于高限状态,循环水漂飞严重,损失较多,需大量补充清水,周边环境受到潮湿水汽的影响。其主要原因是此塔热交换效率低,填料热工性能差,配水不均匀,喷头易损坏,收水器布置不合理,气流组织分配不均等造成。
二、改进措施及效果
2003年公司又新建5台L47型风机逆流式钢筋混凝土冷却塔,总结上次经验,此次对冷却塔相关部位进行了改进:
1、更改填料:为增加水与空气的接触面,延长接触时间,使水气二相能充分进行传质、传热,此次将填料更换为PVC双斜波薄膜填料(填料高度1.5m),底部采用热镀锌钢管作支架,以便检查维修,这种填料不仅热工性能好,而且阻力小。
2、配水管系统改造:配水均匀是热交换的重要条件,原来配水管采用枝状竖琴配水,存在布水不均匀现象,现改为环状竖琴配水,使主分配管中的静压基本均匀,缩短了支管长度,同时考虑主管与支管的流速均匀,避免产生流速突变。
3、喷头的更换:原冷却塔采用三叠反溅式喷头,易脱落,造成喷嘴直接冲击填料,影响热交换能力,现更换为三叠式兰花喷头,能达到水滴喷溅均匀,不易堵塞,也不易脱落。
4、改进气流分配:原有冷却塔设计为时无气流导流装置,配风不均,气流条件较差,冷却塔填料层出口气流为直流汇流,在塔内及风筒底部形成气体涡流增加风阴。为使出口气流流畅,减少涡流影响,在风机入口前即风筒的底部增加导流圈,材料为玻璃钢,高度为1.5m,这样,可保证气流经过填料层后平滑稳定地过度到风机入口,使整个填料层平面上空气密度分布均匀。
5、风筒改进:原冷却塔使用风筒为扩散型风筒,由于造型、安装存在缺陷,风阻大,风筒流线不大合理,现更换为玻璃钢动能回收型风筒,其特点是流线设计合理,风阻小,能更好地回收风机出口动力,阻止湿空气回流,提高冷却效果。
6、改变收水器位置:原塔的收水器直接放在配水管上与喷嘴的距离只有0.75m影响收水效果,现通过计算在配水管顶部50Cm处增设收水器支架层,使得喷嘴距收水器的高度达到1.2m,并对收水器平面位置进行调整,使其与塔体之间无缝隙,达到最佳收水效果,减少循环损失,保持环境清洁。
三、结论
通过上述改进后冷却塔运行一年多来,经监测新建冷却塔与原冷却塔对比,冷却塔的交换能力大大提高,降温效果更为理想(出水温度为29℃较原来降低2℃),循环水损失减少,环境得以改善。