一種Co2氣體冷卻用閉式冷卻塔校核方法
專利匯可以提供一種Co2氣體冷卻用閉式冷卻塔校核方法專利檢索，專利查詢，專利分析的服務(wù)。并且本 發(fā)明 提供一種Co2氣體冷卻用閉式 冷卻塔 校核方法，根據(jù)環(huán)境氣象條件、Co2進(jìn)口狀態(tài)參數(shù)及冷卻目標(biāo)參數(shù)、現(xiàn)有塔型參數(shù)，冷卻塔噴淋 水 量、 風(fēng) 機(jī)風(fēng)量等參數(shù)，利用 傳熱 學(xué)基本公式及水平管Co2傳熱傳質(zhì)經(jīng)驗(yàn)公式進(jìn)行熱 力 分析，計(jì)算Co2氣體出口 溫度 ，驗(yàn)證閉式冷卻塔的冷卻能力，指導(dǎo)閉式冷卻塔的設(shè)計(jì)和優(yōu)化。該校核方法包括 熱力學(xué) 傳熱分析，還包括濕區(qū)部分的傳質(zhì)分析，除此之外，本發(fā)明對(duì)由換熱器組成的特殊閉式冷卻塔提出了較為成熟的計(jì)算方法，為現(xiàn)有非常規(guī)閉式塔的生產(chǎn)提供成熟的閉式塔校核計(jì)算理論，驗(yàn)證閉式塔設(shè)計(jì)的合理性，提高換熱效率，降低生產(chǎn)成本，節(jié)約運(yùn)行 費(fèi)用 。，下面是一種Co2氣體冷卻用閉式冷卻塔校核方法專利的具體信息內(nèi)容。
1.一種Co2氣體冷卻用閉式冷卻塔校核方法，其特征在于包括如下步驟：
S1：確定單塔冷卻任務(wù)：?jiǎn)嗡﨏o2冷卻氣體流量Q、Co2冷卻氣體壓強(qiáng)P1，Co2冷卻氣體進(jìn)塔溫度T1，出塔溫度T2；
S2：確定環(huán)境氣象條件：環(huán)境大氣壓Pa、環(huán)境空氣干球溫度θ、環(huán)境空氣濕球溫度τ，根據(jù)熱力學(xué)計(jì)算公式，計(jì)算相對(duì)濕度φi、進(jìn)塔空氣含濕量xi，干球溫度對(duì)應(yīng)飽和蒸汽分壓pθ，濕球溫度對(duì)應(yīng)飽和蒸汽分壓pτ，進(jìn)塔濕空氣密度ρi，進(jìn)塔空氣焓值hi；
S3：確定盤管結(jié)構(gòu)參數(shù)、塔型參數(shù)；
盤管結(jié)構(gòu)參數(shù)包括：管型、盤管外徑、盤管壁厚、排列方式、每流程盤管根數(shù)、單層盤管長(zhǎng)度、管心距、換熱器長(zhǎng)、換熱器寬、換熱器高；
塔型參數(shù)：塔長(zhǎng)、塔寬、塔高；
S4：確定單塔風(fēng)機(jī)風(fēng)量Va，得到迎面風(fēng)速，管間風(fēng)速等值；
S5：假定噴淋水平均溫度tw，計(jì)算對(duì)數(shù)平均溫差△Tm；
S6：確定單塔噴淋水量Vw，計(jì)算布水密度vw；
S7：計(jì)算換熱系數(shù)Ko’；
由以上確定的換熱器結(jié)構(gòu)和噴淋水量、風(fēng)機(jī)風(fēng)量，根據(jù)傳熱學(xué)基本公式分別計(jì)算管外表面與噴淋水的換熱系數(shù)ho，管內(nèi)Co2氣體與壁面對(duì)流換熱系數(shù)hi，管壁導(dǎo)熱熱阻Rp，盤管內(nèi)壁污垢熱阻Ri，盤管外壁污垢熱阻Rp，盤管總換熱系數(shù)由下式計(jì)算： ；
S8：計(jì)算傳質(zhì)系數(shù)；
根據(jù)噴淋水與空氣之間的對(duì)流換熱系數(shù)a’，得出傳質(zhì)系數(shù)km；
S9：計(jì)算濕區(qū)冷卻面積；
根據(jù)水膜噴淋面積，估算濕區(qū)冷卻面積；
S10：計(jì)算水膜面積冷卻數(shù)Mw和傳熱單元數(shù)NTU；
根據(jù)盤管換熱系數(shù)和傳質(zhì)系數(shù)計(jì)算水膜面積冷卻數(shù)和傳熱單元數(shù)；
S11：校核噴淋水溫；
根據(jù)水膜面積冷卻數(shù)Mw和傳熱單元數(shù)NTU計(jì)算噴淋水溫tw’；
S12：校核計(jì)算噴淋水溫tw’與假設(shè)噴淋水平均溫度tw，若計(jì)算噴淋水溫不等于假設(shè)噴淋水溫，則返回S5重新假設(shè)噴淋水溫，直至兩者相等；
S13：當(dāng)S12條件滿足后，計(jì)算Co2氣體出口溫度T2’；
S14：比較計(jì)算Co2氣體出口溫度T2’與設(shè)計(jì)出口溫度T2；
若計(jì)算Co2氣體出口溫度T2’小于等于設(shè)計(jì)出口溫度T2或在一定誤差范圍內(nèi)，則該設(shè)計(jì)風(fēng)量、噴淋水量及換熱盤管條可以滿足冷卻要求的，該塔設(shè)計(jì)合理；
若計(jì)算Co2氣體出口溫度T2’大于設(shè)計(jì)出口溫度T2且超出誤差范圍，則說(shuō)明在該換熱盤管條件下，選用此風(fēng)機(jī)風(fēng)量、噴淋水量不能達(dá)到冷卻要求，該塔設(shè)計(jì)不合理；
S15：輸出校核結(jié)果，結(jié)束。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種Co2氣體冷卻用閉式冷卻塔校核方法，其特征在于：所述步驟S5-S12中假設(shè)噴淋水平均溫度，計(jì)算傳熱系數(shù)、傳質(zhì)系數(shù)、濕區(qū)冷卻面積，特別是水膜面積冷卻數(shù)Mw及傳熱單元數(shù)NTU的計(jì)算、校核噴淋水溫度的計(jì)算、Co2氣體出口溫度的計(jì)算。
一種Co2氣體冷卻用閉式冷卻塔校核方法
技術(shù)領(lǐng)域
背景技術(shù)
發(fā)明內(nèi)容
S1：確定單塔冷卻任務(wù)：?jiǎn)嗡﨏o2冷卻氣體流量Q、Co2冷卻氣體壓強(qiáng)P1，Co2冷卻氣體進(jìn)塔溫度T1，出塔溫度T2；
S2：確定環(huán)境氣象條件：環(huán)境大氣壓Pa、環(huán)境空氣干球溫度θ、環(huán)境空氣濕球溫度τ，根據(jù)熱力學(xué)計(jì)算公式，計(jì)算相對(duì)濕度φi、進(jìn)塔空氣含濕量xi，干球溫度對(duì)應(yīng)飽和蒸汽分壓pθ，濕球溫度對(duì)應(yīng)飽和蒸汽分壓pτ，進(jìn)塔濕空氣密度ρi，進(jìn)塔空氣焓值hi；
S3：確定盤管結(jié)構(gòu)參數(shù)、塔型參數(shù)；盤管結(jié)構(gòu)參數(shù)包括：管型、盤管外徑、盤管壁厚、排列方式、每流程盤管根數(shù)、單層盤管長(zhǎng)度、管心距、換熱器長(zhǎng)、換熱器寬、換熱器高。塔型參數(shù)：
塔長(zhǎng)、塔寬、塔高；
S4：確定單塔風(fēng)機(jī)風(fēng)量Va，得到迎面風(fēng)速，管間風(fēng)速等值；
S5：假定噴淋水平均溫度tw，計(jì)算對(duì)數(shù)平均溫差△Tm；
S6：確定單塔噴淋水量Vw，計(jì)算布水密度vw；
S7：計(jì)算換熱系數(shù)Ko’；由以上確定的換熱器結(jié)構(gòu)和噴淋水量、風(fēng)機(jī)風(fēng)量，根據(jù)傳熱學(xué)基本公式分別計(jì)算管外表面與噴淋水的換熱系數(shù)ho，管內(nèi)Co2氣體與壁面對(duì)流換熱系數(shù)hi，管壁導(dǎo)熱熱阻Rp，盤管內(nèi)壁污垢熱阻Ri，盤管外壁污垢熱阻Rp，盤管總換熱系數(shù)由下式計(jì)算：
；
S8：計(jì)算傳質(zhì)系數(shù)。根據(jù)噴淋水與空氣之間的對(duì)流換熱系數(shù)a’，得出傳質(zhì)系數(shù)km；
S9：計(jì)算濕區(qū)冷卻面積；根據(jù)水膜噴淋面積，估算濕區(qū)冷卻面積；
S10：計(jì)算水膜面積冷卻數(shù)Mw和傳熱單元數(shù)NTU；根據(jù)盤管換熱系數(shù)和傳質(zhì)系數(shù)計(jì)算水膜面積冷卻數(shù)和傳熱單元數(shù)；
S11：校核噴淋水溫；根據(jù)水膜面積冷卻數(shù)Mw和傳熱單元數(shù)NTU計(jì)算噴淋水溫tw’；
S12：校核計(jì)算噴淋水溫tw’與假設(shè)噴淋水平均溫度tw，若計(jì)算噴淋水溫不等于假設(shè)噴淋水溫，則返回S5重新假設(shè)噴淋水溫，直至兩者相等；
S13：當(dāng)S12條件滿足后，計(jì)算Co2氣體出口溫度T2’；
S13：當(dāng)S12條件滿足后，計(jì)算Co2氣體出口溫度T2’；
S14：比較計(jì)算Co2氣體出口溫度T2’與設(shè)計(jì)出口溫度T2；若計(jì)算Co2氣體出口溫度T2’小于等于設(shè)計(jì)出口溫度T2或在一定誤差范圍內(nèi)，則該設(shè)計(jì)風(fēng)量、噴淋水量及換熱盤管條可以滿足冷卻要求的，該塔設(shè)計(jì)合理；若計(jì)算Co2氣體出口溫度T2’大于設(shè)計(jì)出口溫度T2且超出誤差范圍，則說(shuō)明在該換熱盤管條件下，選用此風(fēng)機(jī)風(fēng)量、噴淋水量不能達(dá)到冷卻要求，該塔設(shè)計(jì)不合理；
S15：輸出校核結(jié)果，結(jié)束。
具體實(shí)施方式
S3：確定盤管結(jié)構(gòu)參數(shù)、塔型參數(shù)；盤管結(jié)構(gòu)參數(shù)包括：管型、盤管外徑、盤管壁厚、排列方式、每流程盤管根數(shù)、單層盤管長(zhǎng)度、管心距、換熱器長(zhǎng)、換熱器寬、換熱器高。塔型參數(shù)：
塔長(zhǎng)、塔寬、塔高；
S4：確定單塔風(fēng)機(jī)風(fēng)量Va，得到迎面風(fēng)速，管間風(fēng)速等值；
S5：假定噴淋水平均溫度tw，計(jì)算對(duì)數(shù)平均溫差△Tm；
S6：確定單塔噴淋水量Vw，計(jì)算布水密度vw；
S7：計(jì)算換熱系數(shù)Ko’；由以上確定的換熱器結(jié)構(gòu)和噴淋水量、風(fēng)機(jī)風(fēng)量，根據(jù)傳熱學(xué)基本公式分別計(jì)算管外表面與噴淋水的換熱系數(shù)ho，管內(nèi)Co2氣體與壁面對(duì)流換熱系數(shù)hi，管壁導(dǎo)熱熱阻Rp，盤管內(nèi)壁污垢熱阻Ri，盤管外壁污垢熱阻Rp，盤管總換熱系數(shù)由下式計(jì)算：
；
S8：計(jì)算傳質(zhì)系數(shù)；根據(jù)噴淋水與空氣之間的對(duì)流換熱系數(shù)a’，得出傳質(zhì)系數(shù)km；
S9：計(jì)算濕區(qū)冷卻面積；根據(jù)水膜噴淋面積，估算濕區(qū)冷卻面積；
S10：計(jì)算水膜面積冷卻數(shù)Mw和傳熱單元數(shù)NTU；根據(jù)盤管換熱系數(shù)和傳質(zhì)系數(shù)計(jì)算水膜面積冷卻數(shù)和傳熱單元數(shù)；
S11：校核噴淋水溫；根據(jù)水膜面積冷卻數(shù)Mw和傳熱單元數(shù)NTU計(jì)算噴淋水溫tw’；
S12：校核計(jì)算噴淋水溫tw’與假設(shè)噴淋水平均溫度tw，若計(jì)算噴淋水溫不等于假設(shè)噴淋水溫，則返回S5重新假設(shè)噴淋水溫，直至兩者相等；
S13：當(dāng)S12條件滿足后，計(jì)算Co2氣體出口溫度T2’；
S13：當(dāng)S12條件滿足后，計(jì)算Co2氣體出口溫度T2’；
S14：比較計(jì)算Co2氣體出口溫度T2’與設(shè)計(jì)出口溫度T2；
若計(jì)算Co2氣體出口溫度T2’小于等于設(shè)計(jì)出口溫度T2或在一定誤差范圍內(nèi)，則該設(shè)計(jì)風(fēng)量、噴淋水量及換熱盤管條可以滿足冷卻要求的，該塔設(shè)計(jì)合理；
若計(jì)算Co2氣體出口溫度T2’大于設(shè)計(jì)出口溫度T2且超出誤差范圍，則說(shuō)明在該換熱盤管條件下，選用此風(fēng)機(jī)風(fēng)量、噴淋水量不能達(dá)到冷卻要求，該塔設(shè)計(jì)不合理；
S15：輸出校核結(jié)果，結(jié)束。
確定氣象條件：干球溫度31.5℃，濕球溫度28℃，大氣壓力99.4kPa；計(jì)算相對(duì)濕度
0.7678、進(jìn)塔空氣含濕量0.023kg/kg(DA)，干球溫度對(duì)應(yīng)飽和蒸汽分壓4.62kPa，濕球溫度對(duì)應(yīng)飽和蒸汽分壓3.778kPa，進(jìn)塔濕空氣密度1.124kg/m3，進(jìn)塔空氣焓值90.556kJ/kg；
確定盤管結(jié)構(gòu)參數(shù)、塔型參數(shù)；材質(zhì)：鍍鋅鋼管，25×1.5mm，管長(zhǎng)4.5m，每程管1層，每程
40根，共20程，換熱面積282.74m2；塔型參數(shù)：塔長(zhǎng)4.58m，塔寬2m，塔高4.5m；
設(shè)計(jì)風(fēng)機(jī)風(fēng)量200000m3/h，計(jì)算迎面風(fēng)速m/s，管間流速Ga=7.53m/s；
確定噴淋水量88m3/h，計(jì)算布水密度3.05kg/(m?h)；
假設(shè)噴淋水平均溫度為濕球溫度28℃，計(jì)算該噴淋水溫下物性參數(shù)；
計(jì)算換熱系數(shù)Ko’；根據(jù)傳熱學(xué)基本公式分別計(jì)算橢圓管管外表面與噴淋水的換熱系數(shù)1832.116w/(m2℃)，管內(nèi)冷卻水與壁面的對(duì)流換熱系數(shù)32.875w/(m2℃)，管壁導(dǎo)熱熱阻
0.00007199(m2℃)/w，忽略管壁污垢熱阻，盤管總換熱系數(shù)
w/(m2℃)；
計(jì)算濕區(qū)冷卻面積；綜合考慮盤管結(jié)構(gòu)、噴淋水量估算濕區(qū)冷卻面積為248.097m2；
計(jì)算傳質(zhì)系數(shù)；根據(jù)噴淋水與空氣之間的對(duì)流換熱系11603w/(m2℃)，計(jì)算傳質(zhì)系數(shù)
0.648kg/(?m2?s)；
計(jì)算水膜面積冷卻數(shù)Mw和傳熱單元數(shù)NTU；根據(jù)盤管換熱系數(shù)計(jì)算計(jì)算傳熱單元數(shù)NTU=1.440，由傳質(zhì)系數(shù)計(jì)算水膜面積冷卻數(shù)Mw=5.510；
校核噴淋水溫；由Mw和NTU計(jì)算得噴淋水溫95.578℃，與假設(shè)噴淋水平均溫度28℃不相等，重新假設(shè)噴淋水溫，直至兩者接近，兩者相等時(shí)噴淋水溫為28.818℃；
當(dāng)tw=tw’時(shí)計(jì)算Co2氣體出口溫度為36.934℃，與要求出塔Co2氣體偏差-?3.066℃，低于閉式塔要求溫度，但是裕量過(guò)大，給出優(yōu)化建議：減小風(fēng)機(jī)風(fēng)量或噴淋水量；
校核計(jì)算完成。
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