冷却塔节能改造

日　ｅｓｏｕｒｃｅｓ　Ｅｃｏｎｏｍｉｚａｔｉｏｎ　Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ　冷却塔节能改造　白小运　（诺维信中国生物技术有限公司，天津，３００４５７）　摘要：本文介绍了诺维信天津工厂在项目扩建过程中，将原有的冷却塔的设计进行改造，达到节能　降耗的目的。冷却塔节能改造中使用新的变频设计的ＶＦＤ风扇，对冷却塔回水进水口的改造，并配以　高效能给水泵，以降低风扇的能源消耗。以上优化工作，将为冷却塔的运行节约大量的能源消耗。　关键词：诺维信；酶制剂；冷却塔；节能　中图分类号：ＴＢ６４７　１、引言　热。冷却塔主要靠前两种散热，辐射散热量很　小，可勿略不计。　诺维信公司采用大规模液体深层发酵技术　２．１．２蒸发散热原理　生产广泛的酶制剂产品，分离酶制剂后的发酵　蒸发散热通过物质交换，即通过水分子不　残渣（Ｓｐｅｎｔ　ＢｉｏｍａｓＳ）主要是营养源过剩物质　断扩散到空气中来完成。水分子有着不同的能　和衰败的微生物菌丝体，成熟的发酵液和酶分　量，平均能量由水温决定，在水表面附近一部　离以及分离过程中加入的助滤物质形成酶制剂　分动能大的水分子克服邻近水分子的吸引力逃　生产过程中的主要固体废弃物。基于大型酶制　出水面而成为水蒸气，由于能量大的水分子逃　、　三二　剂厂产品的多元性，经统计的发酵残渣和污泥　离，水面附近的水体能量变小，因此，水温降　产生量为５一ｌ０倍于分离的酶浓缩液体积。　低，这就是蒸发散热，一般认为蒸发的水分子　酶制剂生产产生大量的生产废水，一般采用　首先在水表面形成一层薄的饱和空气层，其温　活性污泥法处理废水降解高浓度的ＣＯＤ和Ｎ、Ｐ等水　度和水面温度相同，然后水蒸气从饱和层向大　污染物质，废水处理过程中产生过剩活性污泥。　气中扩散的快慢取决于饱和层的水蒸气压力和　酶制剂为众多的工业提供了高效、创新和　大气的水蒸气压力差，即道尔顿（Ｄｏｌｔ０ｉ３）定　环保的可持续解决方案。诺维信公司在天津工　律，可用图１表示此过程。　厂建立现代化的酶制剂生产设施的同时建有废　壤料　水处理和废渣再加工设施，以实现废物最小化　和资源化。经发酵残渣制成的农业基质肥诺沃　肥（ＮｏｖｏＧｒｏ３０￣）经积肥在基础农业、园林和　域树　种植业等领域得到有效利用。诺维信天津工厂　系无偿为周边用户提供诺沃肥。　２、诺维信冷却塔的运行现状和工艺特点　图１冷却塔水蒸发过程工作原理图　２．１冷却塔基本工作原理　‘　２．１．３冷却水塔的工作原理　２．１．１冷却塔中的散热关系　实际上冷却水塔工作原理就是上述水蒸发　在湿式冷却塔中，热水的温度高，流过水　热质交换的运用，即将热水喷洒在散热材表面　表面的空气的温度低，水将热量传给空气，由　与通过之移动空气相接触，此际热水与冷空气　空气带走，散到大气中去，水向空气散热有三　之问产生湿热之热交换作用，同时部分的热水　种形式①接触散热、②蒸发散热、③辐射散　被蒸发，也即蒸发水汽中其蒸发潜热被排放至　空气中，最后经冷却后的水落入水槽内，然后　作者：白小运（１　９６４年一），男，本科学历，工　再回到所需设备利用、循环，具体见图２。　程师，从事电器与公用工程管理工作。　根据热力学定律，热水经过冷却塔时，放出　１　７　ｒｃｅｓ￣ＣＯｎＯｍＩｚａｔｉｏｎ　Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ　之热量相等空气由入口至出口时所吸收之热量。　ＬＸ（ｔ　２－ｔ。）＝ＧＸ（ｈ　一ｈ　）　Ｌ／Ｇ＝（ｈ。一ｈ　）／（ｔ　２－ｔ　）＝ｅ／Ｒ　其质量之传递可以下列公式表示：　ＧＸｅｇ＝ｋａ（ＥＩ——ｅｇ）ｄｖ一一一一一一（１）　ｅｇ：空气总质量热焓　ｋ：　冷却塔单位面积之热惯流率系数　ａ：　常数　▲　一、－，　、　磊　拎水ｔＪ｛Ｌ１．Ｌ．１　图３冷却塔工作原理示意图　表１在一定水温时饱和空气热焓ｃａ１／ｋｇ（ＢＴＵ／Ｉｂ）　Ｌ；循环水量　ＬＰＭ（ＧＰＭ）　Ｔ２：热水温度　℃（。Ｆ）　Ｔ１：冷水温度　℃（。Ｆ）　Ｇ：风量　ｋｇ／ｍｉｎ（１ｂ／ｍｉｎ）　Ｈ２；出风口空气热焓　ｋｅａｌ／ｋｇｏｆｄｒｙａｉｒ（ＢＴＵ／ｌｂｏｆｄｒｙａｉｒ）　Ｈ１：入风口空气热焓　ｋｃａｌ／ｋｇ　ｏｆｄｒｙ　ａｉｒ（ＢＴＵ／ｌｂ　ｏｆｄｒｙ　ａｉｒ）　Ｌ，Ｇ：水／气比　Ｅ．空气热焓差　ｋｃａｌ／ｋｇｏｆｄｒｙａｉｒ（ＢＴＵ／ｌｂｏｆｄｒｙ　ａｉｒ）　Ｒ：水温度差　℃（。Ｆ）　３、冷却塔的改造方案　３．１冷却塔回水节能设计　对于冷却塔改造，不需要进行循环降温这　一设想已经作为一个节能的方法被考虑。为了　达到最大的功效，我们将冷却塔的回水口由原　来的直接回到冷却塔底部的回水收集池内，直　接改为冷却塔顶部喷淋降温系统。　另外，　每个底部收集池在回水的前部将装　配开关阀门，并且在冷却塔的回水管道上安装　一个流量计以测量总的流量。如果回流的水超　出了最大流量率，循环泵将自动开启以提供充　足的流量以匹配流量所需。　每个底部回水收集池的能力为１５００ｍ。／ｈ。我　们改变程序控制每个池子开始运行的次序，其原　则为确保在最佳的流速范围内使用最小的流速其　节能优势如下：　①冷却塔的能力最大化　②风扇将在有水从塔顶流下时才进行运　１　８　目　转。这确保了当冷却塔不回水，风扇不耗能。　③当冷却塔的回水点完全在冷却塔顶端　时，循环泵将停止运行。　表２　流速　程序开始的次序　＜１５００　开一个循环泵和一个风扇　１　５００＜流速＜３０００　回水到顶部的风扇ｌ位置，　开启循环泵二和风扇二　３０００＜流速＜４５００　回水到顶部的风扇１／２位置，　开启循环泵三和风扇三　４５００＜流速＜６０００　回水到顶部的风扇１／２／３位置，　开启循环泵四和风扇四　３．２冷却塔风扇电机　原设计：降低能源的消耗，对于冷却塔的风　扇电机采用两速调节控制，并且为所有的四个风　扇安装了可变频的设备。这样一来，风扇的速度　将被出水温度的控制点所决定。当出水温度控制　点过高时，风扇将全速开启，当温度在出水控制　点以下时，冷却塔的风扇将用低速进行运转。　变频器的使用将确保节能目的实施，并且能　够降低冷却塔风扇运转总功率消耗的２０％左右。　随着冷却塔的回水温度的变化，冷却塔风扇将随　时调整到适当的转速，保证以最低的功耗运行。　４、节能效益　主要的节能设计收益为了减少冷却塔的风　扇运转能耗。　对于冷却塔的回水系统，每个循环泵功率　为１　ｌＯｋｗ并且负载系数是８５％，预计节能如下：　表３冷却塔的风扇运转能耗　时段　循环泵的运行　节能　（ｋｗ）　４－９月　在冷却塔顶郝的３个风　１２１１７６０　扇运行，３个循环泵停止　３，１　０月　节约２个泵　２６９２８０　１１，１２，１，２月　节约１个泵　２６９２８０　全年　１７５０３２Ｏ　５、结束语　通过本次冷却塔的节能改造，达到了公司　的节能设想，对国家的节能减排做出了应有的　贡献，对ＣＯ，的减排作出贡献，给公司节约了可　观的能源费用。　在冷却塔设计方面进行了新的成功的探　索，对冷却塔的设计提供了丰富的资料和宝贵　的技术经验。为新型冷却塔技术的应用与推广　提供必要的设备和技术数据。