冷卻水塔效能評估模型的發展

李焱　姚姍姍

【摘要】冷卻水塔普遍應用在發電廠、化學工廠、鋼鐵廠及大型冷凍空調系統。上述場所產生或消耗的電量都極為龐大，其操作系統的熱效率可經由冷卻水塔效能改善及操作調節而得到提升。本研究構想評估既有冷卻水塔的效能，及提出改善診斷，以期在節能減碳上能有所貢獻。

【關鍵詞】冷卻；水塔；效能；評估

一、系統簡介

系統中包含一座冷卻水塔（CT-4）、兩部汽輪發電機CT-4藉由塔頂六座風扇并提供固定約2.1×107kg/hr冷卻水量供兩部TG的冷凝器冷卻水降溫。而CT-4即為本研究對象。

一般冷卻水塔包含若干個風扇與數個泵，并會有其相對應的汽輪機、鼓風機或其他設備。冷卻水入口溫度大約在40℃上下，冷卻水出口溫度大約在32℃上下。冷卻水塔經由風扇將空氣吸入塔中與冷卻水做熱交換。風扇的運轉模式分為高轉速、低轉速或多段變頻。

冷卻水塔冷卻水提供若干個汽輪機、鼓風機或其他設備的冷凝器使用，冷卻水與風扇所吸入的空氣做能量與質量的交換以達到冷卻之用，外氣濕球溫度對冷卻水塔的效能影響甚巨，因此整體系統的優化操作中，濕球溫度為一重要因素。

研究過程需要完整的操作數據，如冷卻水出入口溫度、冷卻水出入口水流量、風扇電流量等，以分析建立冷卻水塔性能評估。

二、冷卻水塔

冷卻水塔對于石化廠、發電廠及空調設備的冷凝器及熱交換器的冷卻循環水的降溫應用非常重要，塔內裝有填充材料促使汽液接觸良好，溫水經由分散噴嘴、板路或管路溢流分配于填料間，空氣則藉由強制通風或誘導風的風扇向上吹送穿過冷卻水塔的填料，或利用其他設計使空氣藉由自然對流進入。……