热力性能计算书

1、GFNS-6000T钢筋混凝土框架冷却塔热力性能计算书2012 年 11月 2 日GFNS-6000T钢筋混凝土框架冷却塔热力性能计算书一、逆流塔焓差法热力数学模型及理论逆流塔热力数学模型是K Ka V1000 Q-Cw dtt2 h； - h0,采用simpson近似积分法对方程求解：将温差厶t=t1 -t2分成n等份,n=20 , dt= t/n，与水温t2, t2+dt, t2+2dt, t2+(n-1)dt , t1 对应的焓差 ht-hj 分别为 h0, h1 , h2, , h(n-1), hn则方程解为：<1>丄丄上二丄3n #i0 ih1 Ag Ah3 也 h4Ah

2、n AhhA其中， hi=h t（i）-hgi） i=0,1,2,3,n ;h''t （i）是空气温度为t2+idt时的饱和空气焓；h#）是第i个等份的空气焓，它与前一等份的空气焓hi-1）有如下关系式:Cw dthi）=hri-1）+,i=1,2,3,n ;K（ i）扎K(i)= 1t2 +(i 1)dt586 -0.56住(i -1)dt -20),i=1,2,3,n ； 当i=1时，h）即为进塔空气焓，根据进塔空气初态 G、八P）可求得。以上式中:N 冷却塔的冷却数（特性数）;Ka 含湿量差的容积散质系数，kg/（m3g ； K 蒸发水量带走的热量系数；V淋水填料体积，

3、m3;3Q 冷却水量，m /h;t1 进塔水温，C；t2 出塔水温，C；h't 温度为水温t时的饱和空气比焓，kJ/kg ； hQ空气比焓，kJ/kg ;Cw水的比热，4.1868kJ/(kg? C)；气水比，即进塔干空气与水流量的质量比;根据中华人民共和国国家标准，GB/T50102-2003工业循环水冷却水设计规范， 当水温差At<15oC时，取n=2已可达足够精度”。对本工程计算冷却塔所需要的冷却数, 采用辛普森(Simps on )近似积分法(二段积分，即n=2)和计算公式(见下)计算。hm - hm1IIh? - h.：t (1( "6K h| - h2式中：

4、门一_塔所需要的冷却数；-t -水温降 I :t=t i -t 2 ；K - -蒸发水量带走的热量系数K =1上2586 -0.56(t2 -20)=0.945 (t2=30 C);常用热力参数计算公式1、湿空气比焓(简称空气焓)h =1.005(2500.8 1.846 可式中：h- -湿空气比焓kJ/ kg(DA)kg；卫- -空气干球温度(C)；-湿空含湿量kg/ kg(DA)kgo2、湿空气的含湿量式中：工-湿空含湿量kg/ kg(DA)kgop I-空气温度等于Jc时的饱和水蒸气分压力（kPa）；3、空气相对湿度-p 000662昨一)100%式中：曾-空气的相对湿度（% ）；-空气

5、干球温度 C）;- -空气湿球温度 （C）；p -大气压力（kPa ）；p 空气温度等于二°C时的饱和水蒸气分压力（kPa）；.°C时的饱和水蒸气分压力(kPa)；4、饱和水蒸汽压力p =10E式中：p "-饱和水蒸汽压力(kPa);E =2.0057173-3.142305103103273.16+t 373.16丿373.168.2lg273.16+t-0.0024804(100 -t)；t -温度（C）。5、饱和空气比焓（简称饱和空气焓）h" =1.005t 0.622 p t " (2500.8 1.846t)P P t式中：h &qu

6、ot; -当空气温度为水蒸汽分压达到饱和状态温度t时的比焓（kJ/Kg（DA） 1；结果除以4.1868 （水的比热Cw）得到的数值单位是lkcal/Kg（DA） 16、湿空气的密度P_P +p （pp 日）"O'十 ep 旷 103d s 287.14（273.16+0）461.53（273.16+8）式中：一一湿空气密度 kg/m3 ；:-d -湿空气中干空气部分的密度kg/m3 ；：s -湿空气中水蒸气部分的密度kg/m3 ；、已知设计参数（条件）设计冷却水流量Q=6000m3/h设计进塔水温t1=45C设计出塔水温t2=32C设计空气干球温度*29C （招标文件提供）

7、设计空气湿球温度t=6.2C （招标文件提供）设计环境大气压P=101.22KPa塔的型式：钢筋混凝土框架方形逆流式机力通风冷却塔塔的平面尺寸：21000X21000mm （轴线中到中）填料型式：方型逆流式冷却塔用“ S”淋水填料，片距30mm。填料安装高度：1.5m。填料热力性能：按电力工业部冷却塔 PVC淋水填料热力性能试验报告0.54N=1.69 'Ka=2050(g/1000)0.51 (q/1000)0.40式中：fG * P g重量风速kg / (tf h) igB1* B2(Qq淋水密度kg / (tf ) =Qv B1* B2 丿B1、B2塔平面宽度和长度。初步选定风机

8、：风机型号LF97 ,风机直径 9750m，风量G=360X 104(m3/h),功率220KW。三、求：满足设计功况条件下的填料体积 V和安装高度？风机风量 G?并确定风机？四、解：冷却塔计算过程是一种试算过程。根据冷却塔所需冷却数(与塔的进出水温，和大气条件有关)与塔(填料)所能提供的冷却数相等时所对应的气水比和冷却数，为最终所需要的气水比和冷却数的理论进行计算。此计算也即冷却塔的工作点计算。若求该冷却数应该预先假定三个气水比，、匕 '3，然后分别求出这三种气水比 分别对应的冷却数，然后在；T - 对数坐标纸上标出该三点，连接该三点并延长绘成一条 曲线。再从上面假定的三个气水比中任

9、选出两个气水比(也可假定其他两个气水比)，代入所选填料冷却数计算公式(本工程 N=1.69 -0'54 )中，得出2个对应的冷却数，分别画 在门-，对数坐标纸上，连接此两点成一直线与刚才所绘冷却塔所需要的冷却数曲线交于 一点a,从该a点分别向横坐标轴和纵坐标轴作垂线，交横坐标于点b,交纵坐标于c点。此b点和c点对应的气水比和冷却数即为满足设计功况的气水比和冷却数。借助冷却塔专用计算程序进行试算，可得出设计功况的气水比和冷却数：见下不同气水比状态下Q和Q'逆流塔计算程序序号设计气水比(入)t1对应的 饱和焓(i1")t2对应的 饱和焓(i2")进塔空气焓(i1

10、)岀塔空气焓(i2)tm对应的饱和焓(im'')平均空气焓(im)QQ '10.900050.5626.2419.31834.6136.516314226.961.4351.59720.600050.5626.2419.31842.2536.516314230.781.6991.28330.500050.5626.2419.31846.8436.516314233.082.7821.162交占八、0.678050.5626.2419.31839.6136.516314229.471.8421.370可得在设计气水比（入为0.66时风机风量约为350X104（m3/h）4

11、3假设当风机风量为360X10 （m /h）时，计算所需填料体积V和安装高度:因水温差At = t1-t2 =45oC-32 oC=13oC<15oC时，取n=2已可达足够精度。对本工程计算冷却塔所需要的冷却数（冷却数Q表征塔的冷却任务大小），采用辛普森（Simpson ）近似积分法（二段积分，即n=2）和计算公式（见下）计算。L( J上 )6K- h2hm - hmh2 - h1式中：门_塔所需要的冷却数；-t -水温降t=t i -t 2 ；K - -蒸发水量带走的热量系数；t2=120.945 (t2=32 C);586 -0.56(t2 -20)由 B=9 C由 B=9 Ct=6

12、.2 C 得计算空气相对湿度-=0.802=0.802P=101.22KPa 得干空气密度'=1.13 kg/m3。进塔气水比G£Q360 104 1.130.6786000 1000h,-进塔空气焓（kcal/kg ）;计算或查图得h =19.32（kcal/kg ）hl -进水温度知下的饱和空气焓kcal/kg计算或查图得h； =50.56 kcal/kgh2 -出塔空气焓kcal/kg ；il/kg ；1319.320.945 0.678-39.61h"2 -出水温度12下的饱和空气焓kcal/kg ；计算或查图得h； =26.24 kcal/kgh；平均水温

13、t m条件下的饱和空气焓 kcal/kg ；tl * t2245 322= 38.5 oC ;计算或查图得h"m =36.52 kcal/kg ；hm平均空气焓kcal/kg ；1hm(hi - h2)(kcal/kg)21(19.32 39.61)=29.47求冷却塔所需要的冷却数Q ：t 16K (h1" -h24-hm - hm13(16 0.945(50.56 -39.6136.52 -29.4726.24 -19.32=2050 9.220.51 13.610'40=2050 3.1 2.843=18048 kg/ (m3>h)”6000 1.848 1000V 二18048-614.3m3求填料高度H=V =61 4. 3=2 1 2 1= 1.39m六、结论:考虑最不利气象条件，填料实际安装高度为1.5米，完全满足设计要求。L97风机风量满足设计要求。淋水密度为 13.61m 3/(m2?h),小于14.8，满足规范要求。该塔的热 力特性是非常有保证的。2012年11月2日141-2.293 (10.957.056.92)= 2.293 (0.09