多冷却塔循环冷却水系统的优化设计

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1、多冷却塔循环冷却水系统的优化设计青岛科技大学研究生学位论文CFCpⅡCpw符号说明电价($／kw．h)C。水价($／kg)常压下干空气的比热(J／kg．k)C删湿空气LL热(J／kg．k)水的比热(J／kg．k)CC设备费(K$／a)C／风机费用(K$／a)Ch。。衙换热器费用(K$／a)C,o。，冷却塔费用($／a)H。空气湿度(kg。／kg。)H二冷却塔的进口湿度kg。／kg。H幺冷却塔的出口湿度kg。／kg。下空气比焓(J／kg)饱和蒸汽的比热(J／kg．k)泵费用(K$／a)补充水费用(KS／a))扬程(m)空气进塔湿度(kg。／kg。)空气出塔湿度(kg。／kg。)湿空气的饱和湿度(

2、kg。／kg。)水的比焓(J／kg)水蒸发焓(J／kg)水空气交界面温度下饱和湿空三填料长度(m)气的焓(J／kg)传质系数(kg／m2．S)水的质量流量(kg／s)泵功率(kw)OC操作费(K$／a)鬈。湿空气的饱和压力(P。)换热器中冷流体的换热量(kw)Qh干空气质量流s⋯!(kg／s)风机功率(kw)浓缩倍数湿空气压力(P。)热负荷(kw)换热器中热流体的换热量(kw)曙q‰H也‰。‰L虬m。Ⅳ厅只9wpL气K优Ⅳ多冷却塔循环冷却水系统的优化没计潜热传热速率(w)换热器面积(m2)空气干球温度(℃)换热器进121水温(℃)换热器热物流出口温度(℃)瓦。。循环水出塔水温(℃)I。。空气湿

3、球温度(℃)睨一表示风量(kg／h)暖脚夹带损失水量(kg／h)a空气三潜热排污水量(kg／h)水与空气问传热系数(W／m2K、w水^Sr显热显热传热速率(w)塔填料面积(m2)换热器出口水温(℃)换热器热物流进口温度(℃)循环水进塔水温(℃)水温(℃)总费用(K$／a)指冷却塔的循环水实际处理量(kg／h)蒸发水量(kg／h)塔高(m)泵效率i进口0出口括空气一水交界面wb湿球2Q∥乙‰瓦L阳睨暇z蟹L"0QS疋乏瓦倡洙‰下青岛科技大学研究牛学位沦文第一章绪论1．1循环冷却水系统研究的背景和意义随着我国经济快速发展，地球上的自然资源慢慢减少，人类对其需求不断增加，在工业中总的用水量至少60％

4、，循环冷却水用量就高达80％，循环冷却水系统在整个工业体系对水和电的消耗比重很大，水资源短缺是制约经济社会可持续发展的重要因素，合理利用自然资源并且提高资源利用率从而达到节能降耗意义重大。我国即世界上第一人口大国和最大的发展中国家，水资源是基础的自然资源，根据资料显示，我国缺水城市约400个，严重缺水城市约J10个。我国的工业用水重复利用率仅有45％，其中耗水量远远高于工业相对发达的国家，农业灌溉的有效利用率也只有25％左右。据统计，到1980年，我国的工业用水量约为283．9亿m3／a，到2002年，工业用水量约为1138亿m3／a。经过二十多年时间，我国的工业用水量翻了几乎4翻，到2030

5、年，我国的工业用水量将增加到2060亿m3／a，那时也将是我国缺水高峰期[11。在水资源的开发和利用过程中，要重复利用水资源、节约用水从而防止水资源浪费。我国化石能源主要由石油、天然气、煤炭组成。我国各种能源的消耗量正逐年增长，目前的能源消耗总量占全球的15％以上，截至2007年底，我国电力装机容量达到7．13亿千瓦。虽然我国的电力装机总量连续10多年位居世界第二位，仅次于美国，但是我国水电装机仅占全国发电装机总容量的20％，比前两年下降4％。我国电力能源供应结构不合理，资源消耗非常高。在目前的装机总量中，以煤为主的火电机组比例高达75％左右。我国的煤炭正处于净进口态势。到2015年左右，国内

6、石油的生产能力将达到高峰，最大的年产量将达到接近2亿吨。我国已经成为仅次于美国的第二大石油消费国，2004年净进口原油量超过l亿吨。预计，到2020年，我国石油对外的依存度有可能达到60％。进口的石油对国家的发展有重要的影响，一方面需要消耗非常多的外汇，国家经济将会受到冲击和影响；对于我国能源安全构成了严重的威胁[21。因此，发电行业的能源效率对国民经济的发展具有举足轻重的影响。循环冷却水系统运行需要消耗大量的电能和水源，而我国对循环冷却水系多冷却塔循环冷却水系统的优化设计统的掌握情况与发达国家相比还有相当大的差距。目前，我国工业用水状况在循环冷却水系统中存在的问题：(1)循环冷却水系统的能耗

7、太大。在我国，循环冷却水系统没有引起足够重视，系统的操作缺乏相应理论的支撑，因此循环水量、循环水的出塔温度等操作的参数在不同的季节没有做相应的调整。事实上，在不同季节，循环冷却水系统的多个操作参数不相同。就一般而言，冬季空气的干球温度、湿球温度和空气的湿度比夏季低，换热用户的冷却水的实际的入口温度比夏季低，如果冬季的出塔温度、循环水量等参数继续采用夏季的参数而不做出相应调整，势必造成电能不必要的浪