工業循環水采用閉式冷卻塔循環的選型設計

劉騰

摘要：我廠原使用大循環水池來冷卻循環工業用水，存在種種弊端，現改用閉式冷卻塔就近循環工業用水，效果良好。

關鍵詞：工業循環水；閉式冷卻塔；開式冷卻塔

我廠陽極圓盤和陰極滾筒兩處使用工業循環水（工業用水經管道溝渠排入循環水池，經自然風冷后，再用水泵返回各用水點），該工業循環水存在如下缺點：

（1）水溫受季節影響大，夏季的時候，本來工業用水水溫就高。而循環水池由于受太陽暴曬，水溫下降的效果不理想。

（2）循環水池供給多個用水點，離各用水點的距離較遠，管路損失的能耗較大。且各用水點的距離不同，水壓不容易控制。

（3）工業用水由溝渠流回循環水池，易受污染，且多用水點的水質不同，導致循環水池的水質較差，需經水處理工藝后，才能供各用水點使用。增加了水處理成本。

1我廠循環水量參數的統計

預計陽極圓盤、陰極滾筒每處水量只有約7m³/h（以DN25管徑，流速2m/s，兩處計算），陽極圓盤夏季水溫最高為60℃，液壓站油溫要求為30-50℃，冷卻水水溫為常溫，夏季最高為40℃。我廠原采用大循環水池循環，由于大循環池水質差、易堵塞管路，導致滾筒的使用壽命縮短；圓盤冷卻水含鉛高，和生活用水、雨水等混合進入循環水池，造成循環水處理量增大。為消除上述不利因素，現準備對陰極滾筒、陽極圓盤單獨用冷卻塔進行冷卻循環。

2冷卻塔選型

2.1開式冷卻塔和閉式冷卻塔比較

開式冷卻塔的冷卻原理就是。通過將循環水以噴霧方式，噴淋到玻璃纖維的填料上，增大循環水的散熱面積，循環水直接與空氣的接觸，達到換熱，再用風機將熱氣流帶出，從而達到冷卻。優點：造價成本比較低。為閉式塔的三分之一。缺點：

（1）需要開挖地下水池。

（2）由于水落差和開放式楊程損耗，耗電比閉式塔多。

閉式冷卻塔的冷卻原理是，簡單來說是兩個循環，一個內循環，一個外循環，兩個循環介質不互相接觸。主核心部分為紫銅管表冷器。內循環：對象設備中冷卻介質的循環。外循環：為對象設備中冷卻介質降溫的一個循環。不與內循環冷卻介質相接觸，只是通過紫銅管表冷器進行換熱散熱。在此種冷卻方式下，通過自動控制，根據水溫設置冷卻風機、外循環水泵是否運行。優點：

（1）整個管路系統為封閉式循環，循環水可采用軟水，可以使真空爐體換熱器和細小管路不結垢、不污染、不腐蝕，提高設備使用壽命。

（2）循環水幾乎沒有水消耗，節約水。

（3）設有智能控制風機的啟動，節約用電。

（4）安裝簡單。無需挖水池。管道損失小。

（5）銅管保值性好。缺點：造價高。

綜上所述，決定采用閉式冷卻塔。

2.2閉式冷卻塔選型計算

陰極、陽極需處理的冷卻水流量為7m³/h，水溫最高為60度，需降溫到40度以下，計算需冷卻的熱量：

Q=ms△t

m=7×10³kg/h（=7m³m×10³kg/m3）

s=1kcal/（kg·℃）

△t=20℃

可得Q=1.4×10⁵kcal/h

由于冷卻塔行業暫無行業標準，行業內默認的標準（參考多家冷卻塔廠家樣本）為：冷卻塔冷卻量=標準流量×5000（kcal/h）可得，流量為28m³/h，選用流量為30m³/h的冷卻塔。

2.3設計方案

陽極部分：在陽極廠房旁安裝閉式冷卻塔（30T）和砌筑循環水池，將陽極液壓站、陽極圓盤兩個位置的冷卻水引流至循環水池。經循環水池沉淀、過濾后，進入閉式冷卻塔冷卻，再輸送至各用水點。陰極部分：在陰極廠房旁安裝閉式冷卻塔（30T），將陰極液壓站、陰極滾筒兩個位置的冷卻水引流進入閉式冷卻塔。冷卻后輸送至各用水點。并對冷卻塔加裝缺水報警裝置，保證不因水泄漏導致設備缺水損壞。循環路徑如下圖1：

3使用效果

我廠安裝閉式冷卻塔后，基本不需要專人看守，夏天也能達到預期的效果，基本解決了設備因高溫停產的故障，保證了生產的正常運行。將原有循環水池廢除，將循環水池操作人員可取消，每年節約人工工資以4人計算，每年可節約工資4*2000*12=96000元。水處理不要專門處理。水處理費用可節約10000元。每年可節約出閉式冷卻塔的購買費用。

4結語

該項目在我廠實施，效果良好，采用閉式冷卻塔冷卻，需要的場地小，距離近，水質干凈，降低了廢水處理成本，減輕廢水處理的環保壓力，減少新水用量。我國水資源非常緊張，城市缺水現象十分嚴重，水可能成為我國可持續發展的重要制約因素。所以，將這些閉式冷卻塔的冷卻水循環重復利用，可提高水的有效利用率，緩解當前水資源短缺的狀況。閉式冷卻塔是一種既能降低冷卻水的溫度。又能保持水質純凈的新型冷卻設備，同時還具有功能多、用途廣、對環境的適應能力強、可冷卻高溫水、安全防火等特點。近幾年密閉式冷卻塔在鋼鐵冶金、電力電子、機械加工、空調系統等行業得到了廣泛的應用。但是，閉式冷卻塔還存在一些問題：1、北方寒冷天氣狀況下使用閉式冷卻塔，會導致結冰。如果防凍措施未做好，會導致閉式冷卻塔紫銅管凍壞。2、從能源的角度考慮，如果能夠有效的利用閉式冷卻塔中的熱能，變廢為寶，即可起到節約能源的作用，也可創造一定的經濟價值。隨著科學技術的不斷發展，密閉式冷卻塔必然會迎來更大的發展和應用空間。