冷凝式消雾节水冷却塔节水率计算方法与流程

1.本发明属于冷却塔技术领域，具体涉及一种冷凝式消雾节水冷却塔节水率计算方法。


背景技术：

2.随着人们环保意识和节水意识的不断增强，冷凝式消雾节水冷却塔近些年在我国得到不断应用，但不同厂家的技术产品性能参差不齐，而我国还未制定关于冷凝式消雾节水冷却塔节水率测试方法的相关标准。传统的通过专门设置的接水装置和流量测量装置的方法进行节水量的直接测量方法，需要在冷却塔的安装阶段进行特殊设计，增加了安装成本且技术难度大，而且其收集的循环水量有一部分是冷却塔的漂滴损失，具有一定的测量误差，与实际应用有一定的脱节。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种冷凝式消雾节水冷却塔节水率计算方法，以解决现有技术中冷却塔的安装成本大的技术问题。
4.为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：
5.1.冷凝式消雾节水冷却塔节水率计算方法，其特征在于，包括以下步骤：
6.步骤1，在进风口外部设置第三测量点测量进塔的空气参数，在除水器的上方设置第一测量点测量除水器上方的空气参数，在消雾模块的上方设置第二测量点测量消雾模块热通道上方的空气参数；
7.步骤2，通过空气参数计算各个测量点空气的平均含湿量；
8.步骤3，通过进塔的空气平均含湿量、除水器上方的空气平均含湿量、消雾模块热通道上方的空气平均含湿量计算节水率。
9.本发明的进一步改进在于：
10.优选的，所述第三测量点设置在进风口外，每一侧进风口外设置有两个第三测量点。
11.优选的，每一侧进风口外宽度方向的1/4及3/4处各设置有一个第三测量点，每一个第三测量点距离其所在进风口的水平距离为3m，距离地面的垂直高度为2m。
12.优选的，所述除水器上表面上方0.5m的平面为第一测量平面，所述第一测量平面等分有9个面积相等的测量单元，所述测量单元为正方形或长方形，第一测量点设置在每一个测量单元的中心点。
13.优选的，冷却塔内设置有n排消雾模块，每一排的消雾模块沿其长度方向包括三个等长的单元，每一个单元中心上方0.1m处为第二测量点。
14.优选的，所述空气参数包括大气压力、干球温度和湿球温度。
15.优选的，步骤2中，通过大气压力、干球温度和湿球温度，结合《工业冷却塔测试规程》计算出各个测试点的空气含湿量。
16.优选的，步骤2中，所述第一测量点的平均含湿量为d
1m
，第二测量点的平均含湿量为d
2m
，计算公式为：
[0017][0018]
其中，v1‑
i
为测量点的风速，ρ
da1
‑
i
为测量点干空气的密度，d1‑
i
为测量点空气含湿量，n为测量点数量。
[0019]
优选的，所述第三测量点的平均含湿量为所有第三测量点含湿量的平均值。
[0020]
优选的，步骤3中，所述节水率的计算公式为：
[0021]
η
ws
＝(d
1m
‑
d
2m
)/(d
1m
‑
d
3m
)。
[0022]
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
[0023]
本发明公开了一种冷凝式消雾节水冷却塔节水率计算方法，该方法包括以下三部分：首先测试进塔空气参数、除水器上方空气参数和消雾模块热通道上方空气参数，通过空气参数计算空气含湿量，通过空气含湿量计算各个测试点的平均含湿量，通过平均含湿量计算冷却塔节水率。该方法通过空气的含湿量变化来考察冷凝式消雾节水冷却塔的节水效果，含义清楚、方法可行，可进行不同工况下冷凝式消雾节水冷却塔的节水率计算，提高对节水率试验的认识，可使现场对冷凝式消雾节水冷却塔的节水效果有较为直接的评价，该方法的实质是回收水量与蒸发水量的比值。可用于不同气象条件，不运行工况下消雾节水冷却塔节水性能的比较。本发明节水率的试验方法具有可操作性，本发明直接在工业现场布置测点进行节水率测试，冷凝式消雾节水冷却塔安装前期无须任何附加操作，可直接对工业现场安装的冷凝式消雾节水冷却塔的节水率进行评价，提高了试验水平。
附图说明
[0024]
图1为冷凝式消雾节水冷却塔的测点布置示意图。
[0025]
其中，1
‑
第一测量点；2
‑
第二测量点；3
‑
第三测量点；4
‑
除水器；5
‑
配水系统；6
‑
淋水填料；7
‑
冷却塔；8
‑
集水池；9
‑
消雾模块；
[0026]
其中
①
、
②
、
③
分别表示除水器上方空气参数、消雾模块热通道上方空气参数和进塔空气参数测试点的相对位置。
具体实施方式
[0027]
下面结合附图对本发明做进一步详细描述：
[0028]
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制；术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；此外，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0029]
本发明公开了一种冷凝式消雾节水冷却塔节水率计算方法，该方法基于的设备如下图1所示，包括冷却塔7、集水池8、消雾模块9、除水器4、配水系统5和淋水填料6；所述冷却塔7设置在集水池8的上方，冷却塔7的最底部设置有淋水填料6，淋水填料6在集水池8的上方，淋水填料6的上方设置有配水系统5，所述配水系统5的上方设置有除水器4，除水器4的上方设置有消雾模块9。基于上述结构，本发明的冷凝式消雾节水冷却塔节水率的计算方法包括以下步骤：
[0030]
(1)测试进塔空气参数、除水器上方空气参数和消雾模块热通道上方空气参数。
[0031]
a.进塔空气参数的第三测量点3，所述进风口包括两个镜像对称的进风口，为左进风口和右进风口，每一个进风口宽度方向的1/4及3/4处设置有第三测量点3，具体的，每一个第三测量点3距离其所在进风口的水平距离为3m，每一个第三测量点3的高度距离地面垂直距离为2m，所述因此第三测量点3设置有4个。每一个第三测量点3处进塔空气参数包括大气压力，干球温度和湿球温度，将大气压力、干球温度和湿球温度作为初始参数，通过《工业冷却塔测试规程》计算出空气密度和含湿量。
[0032]
b.设定冷凝式消雾节水冷却塔除水器4的上表面上方0.5m的平面设置为第一测量平面，第一测量平面为正方形或长方形，将该测量平面上部划分为9个面积相等的测量单元，所述测量单元为正方形或长方形，每一个测量单元中设置一个第一测量点1，用于测量除水器4上方的空气参数，第一测量点1设置有9个，每一个第一测量点1测量的除水器4上方的空气参数包括大气压力，干球温度、湿球温度和空气流速，将大气压力、干球温度和湿球温度作为初始参数，通过《工业冷却塔测试规程》计算出空气密度和含湿量。
[0033]
c.在冷却塔7内设置有n排消雾模块9，消雾模块9将每排热空气通道按长度方向划分成距离相等的3部分，在每部分的中心位置的上方设置第二测量点2，每一个第二测量点2位于消雾模块热空气通道出口方向高度0.1m处，因此每一个冷却塔7内设置有3n个第二测量点2。第二测量点2消雾模块热通道上方空气参数包括大气压力，干球温度、湿球温度和空气流速，将大气压力、干球温度和湿球温度作为初始参数，通过《工业冷却塔测试规程》计算出空气密度和含湿量。
[0034]
(2)计算各部分空气参数，计算空气的加权平均含湿量，其中除水器上方空气的质量流量加权平均含湿量为d
1m
，消雾模块热通道上方空气的质量流量加权平均含湿量为d
2m
，进塔空气的平均含湿量为d
3m
。根据各位置点测量得到的大气压力，干球温度和湿球温度，根据中华人民共和国电力行业标准《工业冷却塔测试规程》(dl/t 1027
‑
2006)中的计算公式可进行每一个测量点对应的空气密度和含湿量的计算。
[0035]
以除水器上方空气的质量流量加权平均含湿量d
1m
计算为例，说明如下：由测试参数依次计算各位置点的空气含湿量d1‑1～d1‑9和干空气密度ρ
da1
‑1～ρ
da1
‑9，测试点的风速记为v1‑1～v1‑9，d
1m
由计算。
[0036]
消雾模块热通道上方空气的质量流量加权平均含湿量d
2m
计算与d
1m
类似。
[0037]
进塔空气的平均含湿量为d
3m
计算过程为：由冷凝式消雾节水冷却塔进风口宽度方向的1/4及3/4处测点的空气参数计算四个位置点(分左右两侧进风口，所以共4个测点)的
空气含湿量d3‑1～d3‑4，d
3m
由d3‑1～d3‑4的算术平均值计算。
[0038]
(3)冷凝式消雾节水冷却塔节水率计算：η
ws
＝(d
1m
‑
d
2m
)/(d
1m
‑
d
3m
)。
[0039]
本发明的工作原理和理论依据：
[0040]
(1)冷凝式消雾节水冷却塔节水率的引入
[0041]
冷凝式消雾节水冷却塔，是在冷却塔收水器上的气室中安装一种板式交叉气
‑
气换热器消雾模块，设计为不同的通道可使塔内湿热空气和塔外干冷空气在其中进行间壁式热交换。塔内接近饱和的湿热空气经过消雾模块后，温度降低，部分水蒸气凝结为液体水重新回流到冷却塔内，达到节水的目的；塔外干冷空气经过消雾模块后温度升高，相对湿度下降。塔内外空气经过消雾模块后再进行混合，混合后的空气降低了出塔空气的相对湿度，在塔的出口不易形成白雾，从而达到消雾的目的。
[0042]
从冷凝式消雾节水冷却塔节水工作原理上看，主要是通过引入塔外冷空气对塔内经过填料换热后的饱和湿热空气进行降温，使其达到过饱和状态，从而使湿热空气中的水蒸气凝结，凝结后的水蒸气再回流到冷却塔内，实现节水的目的，其节水量就是塔内湿热空气经过冷凝模块后自身含湿量的变化。循环水损失的水量主要是其蒸发散热而引起水量损失，其数量上就是塔外空气与循环水进行热质交换后引起的含湿量增加值，即塔内除水器上方湿热空气的含湿量与进塔空气的含湿量之差。通过回水水量和损失水量之间的比值就可得到其节水效果，就是本发明提出的节水率的计算方法。
[0043]
本方法综合考虑了冷却塔内空气参数和塔外空气参数，可评价冷凝式消雾节水冷却塔在不同气象参数下的节水效果，是对节水效果直观和精确的表征，丰富了冷凝式消雾节水冷却塔节水性能试验理论，试验具有可操作性，用于不同冷凝式消雾节水冷却塔的节水率性能评价，促进冷凝式消雾节水冷却塔节水性能的改进。
[0044]
实施例
[0045]
首先测试进塔空气参数、除水器上方空气参数和消雾模块热通道上方空气参数。计算各部分空气参数计算空气的加权平均含湿量，其中除水器上方空气的质量流量加权平均含湿量为d
1m
，消雾模块热通道上方空气的质量流量加权平均含湿量为d
2m
，进塔空气的平均含湿量为d
3m
。此实施例中，冷凝式消雾节水冷却塔节水率η
ws
＝(d
1m
‑
d
2m
)/(d
1m
‑
d
3m
)＝(0.02965
‑
0.02399)/(0.02965
‑
0.00405)
×
100％＝22.1％。。
[0046]
表1实施例的测量值
[0047]
[0048][0049]
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。