一种精确计算冷却塔除雾率的计算方法与流程

本发明是一种精确计算冷却塔除雾率的计算方法，属于冷却塔控制。

背景技术：

1、冷却塔是用水作为循环冷却剂，从系统中吸收热量排放至大气中，以降低水温的装置。在工业企业中80%的用水都是用于工业冷却循环水，目前工业上一般采用喷淋式冷却塔，无论是电厂用的自然通风冷却塔，还是化工等企业常用的强制通风冷却塔，均是通过水与空气直接接触换热达到冷却效果，它的优点是结构简单，操作方便。

2、但冷却塔在运行过程中会有大量湿热空气排到环境中与外界冷空气相遇便会凝结成白雾，引起水资源的浪费。

3、目前冷却塔的消雾方式分为两种：模块消雾和翅片管消雾。这两种消雾方式均可通过改变出塔空气状态，实现消雾目的。但不管是那种消雾模式，都缺乏一种准确描述消雾塔消除效果的评价方式，导致消雾装置的性能提升和使用方对运行状态下消雾效果的评估缺乏准确的数据支撑。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题是针对以上不足，提供一种精确计算冷却塔除雾率的计算方法，可通过出填料空气参数、出塔空气参数和环境空气参数通过计算方式计算消雾冷却塔的除雾效果，对于处于少雾状态下运行的冷却塔，通过风筒处不同部位的空气参数确定该运行时间段内冷却塔的除雾率。

2、为解决以上技术问题，本发明采用以下技术方案：

3、一种精确计算冷却塔除雾率的计算方法，包括以下步骤：

4、步骤1，计算数据获取；

5、步骤2，出塔空气含湿量及焓值应按下列公式计算：

6、；

7、式中：

8、—进填料空气质量流量(kg/s)；

9、—空气比热，取1.005kj/(kg·℃)；

10、—进塔水流量(kg/s)；

11、—单元水温差，℃；

12、—当前水温对应的饱和含湿量[kg/kg(da)]；

13、—当前空气对应的含湿量[kg/kg(da)]；

14、—当前空气的焓值(kj/kg)；

15、—当前的水温(℃)；

16、—当前水温对应的饱和湿空气焓值(kj/kg)；

17、—水的汽化潜热，可取2500kj/kg；

18、—当前的路易斯系数，其计算公式如下：

19、  ；

20、其中为0.865；

21、步骤3，空气过饱和时，出塔空气含湿量及焓值应按下列公式计算：

22、；

23、式中：—当前空气温度对应的饱和含湿量[kg/kg(da)]；

24、式中的为当前的路易斯系数，其计算公式如下：

25、；

26、式中的计算如下：

27、；

28、式中：—假定的填料出口空气含湿量[kg/kg(da)]；

29、—进塔水流量(kg/s)；

30、最终求得的出口空气含湿量记为，出填料空气焓值记为；

31、步骤4，计算空气饱和曲线

32、在空气的大气压和空气干球温度确定的条件下，空气的最大含湿量是确定的，此时对应的空气焓值也是确定的，因此可以计算出空气饱和条件下空气含湿量和空气焓值的对应关系曲线：

33、；

34、；

35、；

36、；

37、；

38、式中：

39、t—空气干球湿度；

40、θ—相对温度；

41、φ—相对湿度；

42、p—大气压；

43、d—空气含湿量；

44、h—空气焓值；

45、在相对湿度为1时，整理上式可得：

46、；

47、通过测试确定出塔空气干球温度、出塔空气相对湿度、环境空气干球温度、环境空气相对湿度，经上述公式计算出出塔空气焓值、出塔空气含湿量、环境空气焓值、环境空气含湿量；

48、两种出口湿空气状态点连线；

49、通过差值发求混合后空气焓值h和空气含湿量d：

50、；

51、整理可得：

52、；

53、步骤5，消雾判断及白雾浓度计算

54、若两种出口湿空气状态点连线与空气饱和曲线没有交点，说明出塔空气在环境中不会成雾；若两种出口湿空气状态点连线与空气饱和曲线仅有1个交点，说明只会形成少量白雾；若两种出口湿空气状态点连线与空气饱和曲线有2个交点，说明出塔空气在环境中会形成较多白雾；

55、；

56、；

57、将上述两公式合并在一起可得：

58、；

59、同理，通过将出填料空气干球温度、出填料空气相对湿度与出口空气状态点连线，整理可得：

60、；

61、令：；

62、；

63、通过计算程序对上述两式进行求解，的解、以及的解、；

64、若无解，则无雾，白雾浓度为0；

65、若的解为,，且,则会形成明显雾气；

66、；

67、若的解为,，且,则会形成少量雾气。

68、进一步的，所述计算方法还包括以下步骤：

69、筛选大于平均出塔干湿球温度的测点温度的测点数据：出塔空气干球温度、出塔空气相对湿度、出塔空气速度; 出塔空气干球温度、出塔空气相对湿度、出塔空气速度，出塔空气干球温度、出塔空气相对湿度、出塔空气速度；

70、分别求取出塔空气焓值、出塔空气含湿量; 出塔空气焓值、出塔空气含湿量、出塔空气焓值、出塔空气含湿量；

71、分别代入中，求得的解，;的解,，的解,；

72、白雾浓度=。

73、进一步的，所述步骤1中计算数据获取包括以下步骤：

74、大气压：大气压采用nk5500多参数气象仪测试，测点位于冷却塔上风向30米外的开阔地带；

75、环境干、湿球：环境干、湿球温度测试仪器为干湿球温度计，测点位置测点位于冷却塔上风向30米外的开阔地带，测得数据取平均值，环境干球温度记为t2，环境湿球温度记为θ2；

76、进塔干、湿球：进塔干、湿球温度测试仪器为干湿球温度计，测试点布置在冷却塔进风口集水池边壁外延约2米，离地高度约1.5m；

77、进塔水量：进塔水量采用超声流量计测量，测点位置位于上水管2/3处；

78、进塔水温: 进塔水温采用数字温度计进行测量，测点位于进塔水管压力表安装处排放测量；

79、出塔水温：出塔水温采用数字温度计进行测量，出塔水温在集水池前后两侧采用漂浮水盆方式采集，每台塔每侧布置8个测点，取16个测点平均值作为出塔水温；

80、出塔空气干湿球测试：出塔空气干湿球温度用数字温度计进行测量，将整个被测断面分成5个等面环，选取互相垂直的4条半径，每条半径的等面环中位点作为测点，共20个测点，用干湿球温度计分别测量各等面环的干球温度和湿球温度，同时用毕托管和微压计测得该点风速，通过加权平均计算求出整个横断面的平均干球温度和平均湿球温度, 出塔干球温度记为t1，出塔湿球温度记为θ1。

81、本发明采用以上技术方案，与现有技术相比，具有如下技术效果：

82、本发明提供一种有效的计算方法，可通过出填料空气参数、出塔空气参数和环境空气参数通过计算方式计算消雾冷却塔的除雾效果，对于处于少雾状态下运行的冷却塔，通过风筒处不同部位的空气参数确定该运行时间段内冷却塔的除雾率。