无填料免电喷雾冷却塔节能技术的应用

摘要： 无填料免电喷雾冷却塔是一种新型的工业循环水降温设备，它比普通的填料冷却塔降温效果理想，冷量比普通机械通风填料降温塔提高8-10%，免电喷雾冷却塔对系统的富裕扬程要求偏低，节省95%以上的填料，降低了设备的维修费用。比普通无填料喷雾冷却塔更节能，单塔节约70KW以上，节电效果明显。

Abstract： No filler spray cooling tower with free electricity is a new kind of industrial circulating water cooling equipment， and its cooling effect is more ideal than ordinary packing cooling tower. Its cooling capacity increases 8-10% than the conventional mechanical ventilation filler cooling tower， and it has lower requirements for the over affluent injecting distance of system， and saves more than 95% of the filler， and reduces the maintenance costs of the equipment. So it saves more energy tan the ordinary no filler spray cooling tower， saving above 70KW， so its energy-saving effect is obvious.

关键词： 循环冷却水；填料塔；无填料喷雾冷却塔；冷量；节电

Key words： circulating cooling water；packed tower；no filler spray cooling tower；cooling capacity；energy-saving

中图分类号：[TU279.7+41] 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2013）12-0265-02

0 引言

石药集团中诺药业（石家庄）制冷二站循环水冷却塔设计能力为80000m3/h，共分为4台冷却能力为2000m3/h 联体填料塔，每台冷却塔使用90KW风机降温。主要为生产车间降温及制冷设备提供降温循环水。循环水的冷却降温，原采用机械通风横流降温，冷空气与温度较高的循环水在填料层横流接触，并由冷空气带走热水的热量及水蒸发散热以达到降温的目的。填料冷却塔在填料段装有一定数量的预制填料，在使用过程，由于北方一次水水质硬度较高，塔内填料容易堵塞，聚氯乙烯填料容易老化破碎，影响塔内的有效换热面积，破损的填料容易堵塞管道及设备。设备运行过程维修费用高，耗电量大，动力成本较高。

1 方案实施

公司投资63万实施无填料免电喷雾冷却塔方案，完全解决了上述问题。冷却塔旋转喷雾技术于2010年2月开始在制冷二站4#冷却塔进行改造，改造给水主、支管道，根据现场实际情况焊接主、分支管；安装喷淋装置拆除原塔填料及配水装置；改造塔体南北两侧百叶进风处，由上至下封玻璃钢箱板，高度四米，以保障淋水不外溅；安装塔内喷雾装置及配水装置，一层基础以上高度三米4台，二层高度四米16台。

1.1 方案施工：

1.1.1 改造单塔，由于喷嘴的阻力造成4个塔水压不平衡影响其他3个塔的压力和流量问题，通过设计专用阀门来控制水量解决水压问题。

1.1.2 冬天最小总流量为2000吨夏天总流量为8000吨，冬天流量小绝不会影响喷雾的效果，因为每台100T的喷雾装置配备1个调节阀来调节水的流量，不会影响冷却塔的降温效果。

1.1.3 下部添加少许填料：填料高度2米宽度1米，共8行16立方米，其材质为PVC。

项目实施过程，预定施工周期为15天，由于免电喷雾冷却塔技术在低温冷却塔没有成功的案例可以作为参考，所以此次技术改造远远超过了预定施工周期，共经过大的改进改造3次，总施工周期长达3个多月。

第一次技改完成后与预期温差5度左右有很大的差别，主要完成了塔体的改造。存在主要缺陷为：①旋转喷雾器进口要求压力高达0.18Mpa，影响了系统运行；②风速低于0.5米/秒，温差只有2度。

第二次改造完成后温差提升到了4度温差，与传统塔相比差1.2度，温差不到传统塔的80%，本次改造跟换了扇叶与旋转喷雾器。

第三次改造后温差提升到了4.9度，与传统塔相比相差0.2度，温差为传统塔的95%以上，达到了预期效果，本次改造完成了免电喷雾冷却塔技术另一项核心技术回字风道的改造应用。

1.2 经济效益核算 改造完成正式投入运行后，4#旋转喷雾塔布水管比电拖动冷却塔低4米，压差小、阻力小，流量比其它塔流量大10%。由于公司对循环水系统与10度水系统通过联通，在冬季利用自然降温实施经济运行，因此，投入运行后对4#喷雾冷却塔与1#、2#、3#电拖动冷却塔从三个不同的运行阶段进行综合评定分析，基本达到了预期的节能效果，具体分析结果如下：

1.2.1 喷雾旋转冷却塔作为循环水系统运行：经过现场多次实测数据显示，4#塔比其它塔的温差小0.2-0.3℃，基本持平；因流量增加10%，冷量比其它塔大8-10%。在4-11月中旬阶段运行4#冷却塔达到了预期的节能效果。

1.2.2 喷雾旋转冷却塔与离心机共同经济运行时：通过11月21-27日的数据测量，喷雾旋转冷却塔温差3度，电拖动冷却塔的温差4.4度，4#冷却塔比其它塔平均低1.4度，由于流量大温差小造成的冷量缺口需离心制冷机组补充，在经济运行期中离心机组平均多耗电0.336万度/天，2010年数据统计共多耗电2.69万度。

1.2.3 喷雾旋转冷却塔单独作为10度水系统运行：12月28日离心制冷机组全部停运后，通过现场数据实际测量，喷雾冷却塔与电拖动塔相比：喷雾旋转冷却塔温差6.8度，电拖动冷却塔的温差8.9度；流量比其它塔大15%，温差小2.1度，冷量比其它大20%，能够满足冬季运行条件，达到了节能效果。

通过以上三个阶段的分析，在非经济运行期和冬季经济运行期中4#冷却塔改造达到了预期的节能效果。

按2010年实际运行统计，4#喷雾旋转冷却塔改造完成后，节省了风机耗电66万度，在经济运行期离心机多耗电2.69万度，年综合节电63.31万度，按0.53元/度计算，年可节省33.55万元（不包括填料更新费用、设备维修费用等），按投资费用65万元计算，两年可收回投资。

2 无填料喷雾冷却塔与填料冷却塔在结构上的区别

图1为传统的填料塔，塔内设置填料层，布水器向下喷水，水分布在填料层内，沿填料表面由上向下呈膜状流动，与冷空气横流接触进行换热。

图2为无填料喷雾冷却塔的结构简图，从图中可以看出，无填料喷雾冷却塔是在塔体内设置多组喷雾装置，喷嘴方向向上，由喷雾装置的多个喷头将水喷出去形成雾状，在换热区内冷风与热水在雾状条件下进行对流传热，接触面积大，接触均匀，冷风带走热水中的大部分热量，使热水降温。在下方布层填料，提高降温效果，停开风机更节电。

3 无填料免电喷雾冷却塔的特点

①无填料免电喷雾冷却塔利用系统回水富裕扬程，通过高效低压雾化装置代替传统的电托风机填料降温，塔内对冷却介质的阻力大大减小，通过增加流量提高冷量。②无填料免电喷雾冷却塔采用与冷风顺向喷雾的方法，使冷却过程具有顺流和逆流两个过程，增加了换热时间。③减少堵塞、运行稳定可靠。4#冷却塔填料由原来的150立方米减少为16立方米，无填料免电喷雾冷却塔减少了填料塔因填料老化、变形、脆裂、布水喷头堵塞及冲落、填料脆片堵塞管道、泵和换热器等影响塔和工艺系统设备性能的现象。

4 结论

无填料免电喷雾冷却塔的使用，除了在节电方面的效果非常显著外，且在使用过程中基本是免维护的，是一种值得大力推广使用的节能设备。

参考文献：

[1]吕金虎.无填料喷雾冷却塔的应用分析[J].化工科技市场，2008，（12）.

[2]赵臻伟.无填料雾化冷却塔的应用[J].中国水运（学术版），2007，（02）.

[3]李鸿莉，杜勤，郑程玉，何江.无填料喷雾冷却塔的研究及应用[J].工业水处理，2003，（08）.