煙氣消白系統(tǒng)中冷卻塔熱力性能分析

白 濤，靳智平，么玉虎，李晶茹，張纏保，馬桂桂

（1.山西大學(xué) 電力與建筑學(xué)院，太原 030006；2.北京航空航天大學(xué) 熱能工程系，北京 102206；3.山西華仁通電力科技有限公司，山西 晉中 030600；4.天脊煤化工集團(tuán)股份有限公司，山西 長治 047507）

0 引言

當(dāng)前，全球三大環(huán)境問題——溫室效應(yīng)、臭氧層空洞和酸雨，其中形成酸雨的主要因素是SO2污染。濕式石灰石-石膏法煙氣脫硫工藝（FGD）是火力發(fā)電廠應(yīng)用較廣的脫硫方法。燃煤發(fā)電機組采用濕法脫硫時，排煙溫度需降至50 ℃～60 ℃［1］。由于排放煙氣為飽和煙氣，當(dāng)其進(jìn)入環(huán)境中［2］，煙氣溫度降低出現(xiàn)過飽和，水蒸氣冷凝析出，凝結(jié)為液滴，在大氣中形成可視的濕煙羽［3］。

機械通風(fēng)冷卻塔具有成本低、建設(shè)周期短等優(yōu)勢，被用來作為煙氣消白冷凝技術(shù)中的冷端設(shè)備，其性能決定了循環(huán)水溫度和煙氣消白的效果。隨著機組運行工況的變化，機械通風(fēng)冷卻塔也需優(yōu)化運行條件，來降低冷卻塔風(fēng)機和水泵的能耗。目前，國內(nèi)對機械通風(fēng)塔的研究多集中于電廠熱力循環(huán)的冷端設(shè)備，而將其作為火電廠煙氣冷凝的冷端設(shè)備較少，通過建立冷卻塔熱力性能分析模型，分析環(huán)境因素以及運行方式對機械通風(fēng)冷卻塔經(jīng)濟性的影響，以期為機械通風(fēng)冷卻塔在煙氣冷凝中的應(yīng)用提供理論基礎(chǔ)。

1 冷卻塔熱力過程分析

在冷凝換熱系統(tǒng)內(nèi)，冷卻水與脫硫塔出口煙氣進(jìn)行換熱后，溫度上升。升溫后的冷卻水進(jìn)入機械通風(fēng)冷卻塔內(nèi)進(jìn)行噴淋，與風(fēng)機引入的環(huán)境空氣進(jìn)行換熱，工作原理如圖1 所示，整個過程包含換熱和傳質(zhì)［4］。采用麥克爾（Merkel）焓差法基本原理，對冷卻塔換熱過程進(jìn)行分析。

圖1 冷卻塔空氣與水逆流冷卻模型Fig.1 Air and water countercurrent cooling model of cooling tower

麥克爾［5］將路易斯數(shù)和焓的概念引入傳熱計算中，有效簡化了熱力計算，推導(dǎo)出了以(i″-i)為冷卻推動力的方程式［6］，其結(jié)果表示如下。

冷卻塔中水與空氣逆流接觸，在熱質(zhì)交換的共同作用下，使水冷卻。令換熱量為H，傳遞熱量方式主要為水與空氣的接觸傳熱Hα，以及水的表面蒸發(fā)傳熱Hβ。

根據(jù)麥克爾（Merkel）焓差方程，水面飽和層向空氣中傳遞的總熱量為dH。

式中，βxv為含濕量差引起的容積蒸發(fā)散質(zhì)系數(shù)，kg/（m3·h）；i為濕空氣的焓；i″為水面飽和空氣層的焓。根據(jù)冷卻塔內(nèi)能量守恒，水的散熱量應(yīng)等于水中減少的熱量。

式中，cw為冷卻水比熱容，kJ/（kg·℃）；Q為冷卻水量，kg/h；V為填料容積，m3；K為蒸發(fā)水量帶走熱量法的系數(shù)（K＜1.0）。K的計算方法如式（5）：

式中，t2為冷卻塔出口水溫。

公式（4）左邊表示冷卻塔本身所具有的冷卻能力，其取決于淋水裝置的構(gòu)造、尺寸、散熱性能以及氣水比等，稱為冷卻塔的特性數(shù)，用N′表示。每臺冷卻塔都有一條特性曲線，公式（4）右邊表示該塔在各種氣水比λ所能供應(yīng)的冷卻數(shù)N。冷卻塔的設(shè)計就是要使N=N′，要求冷卻任務(wù)與冷卻能力相適應(yīng)，以保證冷卻任務(wù)的完成。冷卻數(shù)N表示水溫從t1降到t2所需要的特征數(shù)數(shù)值，其表示冷卻任務(wù)的大小。在冷卻數(shù)N中，(i″-i)指水面飽和空氣層的焓與外界空氣質(zhì)檢的焓差，N值越小，表明水的散熱越困難；N值越大，表示要求散發(fā)的熱量越多，所需淋水裝置的體積越大［7］。

冷卻塔的特性主要是由淋水填料決定的，淋水填料的熱力性能可用冷卻數(shù)來表示N′。冷卻塔的運行工況條件可表示為冷卻數(shù)與氣水比的關(guān)系。冷卻數(shù)與氣水比的關(guān)系如圖2 中冷卻任務(wù)曲線所示，其含義為給定不同氣水比時，完成冷卻塔設(shè)計條件，所需的冷卻能力。由冷卻任務(wù)曲線可知，當(dāng)氣水比大時要求的冷卻任務(wù)數(shù)小。填料的性能曲線代表了冷卻塔所具有的冷卻能力，氣水比大時冷卻能力強。兩曲線的交點即冷卻塔的冷卻任務(wù)與冷卻能力相同的點，即冷卻塔的工作點。當(dāng)淋水填料和通風(fēng)量確定后，可計算冷卻塔運行水溫。

圖2 冷卻任務(wù)曲線Fig.2 The curve of cooling task

方程式（4）右側(cè)的積分表示冷卻任務(wù)的大小，用冷卻數(shù)N來表示。

當(dāng)N=N′時，即為冷卻塔的工作點。冷卻塔的特性主要由淋水填料層來決定，其淋水填料的熱力性能由試驗取得。根據(jù)試驗結(jié)果，βxv與冷卻水量和填料風(fēng)速有關(guān)，方程式（4）左側(cè)可用填料的通用形式李欽斯特（Lichtenstien）方程式表示。

式中，a為實驗常數(shù)；λ為冷卻塔內(nèi)氣水比；m為淋水填料的實驗常數(shù)。

方程式（4）右側(cè)的積分式可采用切比雪夫積分法對式（7）右側(cè)積分，函數(shù)轉(zhuǎn)換為進(jìn)出冷卻塔水溫變化范圍內(nèi)不等分差值的均值與溫差的積。

該式為一個與t2有關(guān)的非線性方程，一般常用迭代法解題。假定一個初始的冷卻塔出塔水溫，再代入式（7）和（8）計算。若有|N-N′| ≤0.01，運算結(jié)束，假定的出塔水溫即為求到的t2；否則，再次迭代，直至符合要求。

2 冷卻塔進(jìn)、出塔水溫影響因素分析

根據(jù)GB/T 50392—2016《機械通風(fēng)冷卻塔工藝設(shè)計規(guī)范》，冷卻塔設(shè)計的氣象參數(shù)統(tǒng)計數(shù)據(jù)，應(yīng)取近期連續(xù)不少于5 年的每年最熱時期3 個月的日平均值，濕球溫度宜采用每年最熱時期3 個月中最熱天數(shù)5 d～10 d 的日平均濕球溫度。

采用參考文獻(xiàn)［8］中機械通風(fēng)冷卻塔的參數(shù)進(jìn)行計算：大氣壓力為101.3 kPa，濕球溫度為28.2 ℃，干球溫度將海南地區(qū)2020 年5 月晝夜平均溫度的平均值作為依據(jù)取29.9 ℃，進(jìn)入冷卻塔塔內(nèi)的水溫為43.0 ℃，出塔的水溫為33.0 ℃。該塔的尺寸是17 m×17 m，裝有直徑為9.14 m 的L92D 風(fēng)機。西安熱工研究院有限公司測得該風(fēng)機的運行風(fēng)量為2 291 100 m3/h，冷卻水用量為4 300 m3/h。冷卻塔采用高度1.5 m 的PVC雙斜波填料。

當(dāng)冷卻水進(jìn)入冷卻塔，與風(fēng)機吸入的空氣進(jìn)行接觸換熱后，熱量通過空氣釋放到環(huán)境大氣中。環(huán)境條件等因素的改變對冷卻效果有很大的影響［9］。

2.1 大氣壓力

在保持外界環(huán)境中干、濕球溫度及冷卻塔的風(fēng)機風(fēng)量等參數(shù)不變的基礎(chǔ)上，變化環(huán)境大氣壓力4 kPa。進(jìn)、出塔水溫隨其變化的規(guī)律如圖3 所示。拉普拉斯壓高公式，見式（9）：

式中，z1和z2為海拔高度，m；T為z1和z2的空氣平均溫度，K；P1和P2分別為z1和z2的空氣平均壓力，Pa。

由圖3 可知，大氣壓力的增加對進(jìn)塔水溫和出塔水溫的變化很小。例如當(dāng)大氣壓力從98.5 kPa 增長至102.5 kPa 時，大氣壓力升高4.0 kPa，出塔水溫僅僅只升高了0.04 ℃，可忽略不計。這表明冷卻塔的冷卻性能受大氣壓力的影響很小。

圖3 大氣壓力對冷卻塔進(jìn)、出塔水溫的影響Fig.3 Influence of atmospheric pressure on inlet and outlet water temperature of cooling tower

2.2 干球溫度

在保持外界環(huán)境中濕球溫度、大氣壓力及冷卻塔的風(fēng)機風(fēng)量等參數(shù)不變的基礎(chǔ)上，改變干球溫度。進(jìn)、出塔水溫隨其變化的規(guī)律如圖4 所示。

由圖4 可知，進(jìn)塔水溫與出塔水溫隨干球溫度的升高而升高，但變化幅度也不是很明顯。當(dāng)干球溫度從29.00 ℃增長至37.00 ℃時，出塔水溫變化了0.08 ℃。上述同樣可以說明冷卻塔的冷卻性能受干球溫度的影響也比較小。

圖4 干球溫度對冷卻塔進(jìn)、出塔水溫的影響Fig.4 Influence of dry bulb temperature on inlet and outlet water temperature of cooling tower

2.3 濕球溫度

在保持外界環(huán)境中干球溫度、冷卻塔的冷卻水量及風(fēng)機風(fēng)量等參數(shù)不變的基礎(chǔ)上，改變環(huán)境濕球溫度。進(jìn)塔水溫和出塔水溫隨其的變化規(guī)律如圖5 所示。由圖5 可知，濕球溫度的增加對進(jìn)、出塔水溫的影響很大，進(jìn)、出塔水溫幾乎隨其呈現(xiàn)線性變化。

圖5 濕球溫度對冷卻塔進(jìn)、出塔水溫的影響Fig.5 Influence of wet bulb temperature on water temperature in and out of cooling tower

當(dāng)濕球溫度從21.00 ℃增長至29.00 ℃時，出塔水溫由28.67 ℃變化至33.62 ℃，增長了4.95 ℃。上述結(jié)果表明，與大氣壓力和干球溫度相比，機械通風(fēng)冷卻塔的冷卻性能受環(huán)境濕球溫度的影響較大。

2.4 冷卻水量

在保持外界環(huán)境中干、濕球溫度及冷卻塔的風(fēng)機風(fēng)量等參數(shù)不變的基礎(chǔ)上，改變冷卻塔的冷卻水量Q，進(jìn)、出塔水溫隨其的變化規(guī)律如圖6 所示。

由圖6 可知，當(dāng)冷卻水量增加時，進(jìn)塔水溫呈現(xiàn)遞減趨勢；相反，出塔水溫呈現(xiàn)遞增趨勢，且出塔水溫的變動程度小于進(jìn)塔水溫。例如，當(dāng)冷卻水量從3 000 t/h 增長至4 600 t/h 時，出塔水溫由31.29 ℃變化至33.47 ℃，增長了2.18 ℃；進(jìn)塔水溫由56.40 ℃變化至41.45 ℃，減少了14.95 ℃。上述結(jié)果表明冷卻水量Q是改變冷卻塔冷卻性能的重要因素。盡管出塔水溫受其影響較小，但它可以很大程度上減小進(jìn)塔水溫，提升凝汽器的真空度。

圖6 冷卻水量對冷卻塔進(jìn)、出塔水溫的影響Fig.6 Influence of cooling water quantity on the water temperature in and out of the cooling tower

2.5 風(fēng)機風(fēng)量

在保持外界環(huán)境中干、濕球溫度及冷卻塔的冷卻水量等參數(shù)不變的基礎(chǔ)上，改變風(fēng)機風(fēng)量G。進(jìn)、出塔溫度隨其的變化規(guī)律如圖7 所示。

由圖7 可知，風(fēng)機風(fēng)量的增加對進(jìn)塔水溫和出塔水溫的影響較大。當(dāng)風(fēng)機風(fēng)量G增大時，進(jìn)、出塔水溫均呈現(xiàn)下降的變化趨勢，并且下降的變化趨勢逐漸放緩。例如，當(dāng)風(fēng)機風(fēng)量從125×104m3/h 增長至225×104m3/h時，出塔水溫由38.41 ℃變化至33.22 ℃，降低了5.19 ℃；當(dāng)風(fēng)機風(fēng)量從225×104m3/h 增長至325×104m3/h 時，出塔水溫由33.22 ℃變化至31.06 ℃，降低了2.16 ℃。上述結(jié)果可以說明隨著風(fēng)機風(fēng)量的增大，冷卻塔的冷卻性能提高，但提高的趨勢會隨著風(fēng)機風(fēng)量G的增加逐漸放緩。因此，采用調(diào)節(jié)風(fēng)機風(fēng)量來提高冷卻塔的冷卻性能時，應(yīng)綜合考慮設(shè)備成本、電耗、維修費用與提高冷卻性能帶來的收益之間的關(guān)系。

圖7 風(fēng)機風(fēng)量水量對冷卻塔進(jìn)、出塔水溫的影響Fig.7 Influence of fan air volume and water quantity on water temperature of inlet and outlet of cooling tower

3 煙氣冷凝中冷卻塔熱力學(xué)性能分析

五礦電廠1#75 t/h 鍋爐［10］的設(shè)計參數(shù)如下所示：大氣壓力為101.3 kPa；鍋爐煙氣量為1.25×105Nm3/h；脫硫塔出口煙氣排放溫度夏季為53 ℃，冬季為50 ℃；該鍋爐每年的有效運行時間為7 200 h。該煙羽治理系統(tǒng)如圖8 所示。

圖8 系統(tǒng)工藝流程圖Fig.8 System process flow chart

在脫硫塔與除霧器之間加裝煙氣冷凝器（該冷凝器的傳熱系數(shù)k為613.1 W/(m2·℃)），在除霧器與煙囪之間加裝煙氣再熱器。從脫硫塔出來的濕煙氣進(jìn)入煙氣冷凝器與冷卻塔來的冷卻水進(jìn)行換熱，換熱后的冷卻水再一次回到冷卻塔中進(jìn)行降溫，如此反復(fù)的循環(huán)。釋放出大量熱量的煙氣經(jīng)過冷凝后繼續(xù)進(jìn)入煙氣再熱器加熱，達(dá)到相應(yīng)季節(jié)的溫度要求后通過引風(fēng)機進(jìn)入煙囪，最后排放至大氣中完成該工藝流程。

3.1 煙氣冷凝器換熱量計算

在夏天，煙氣冷凝器可將煙溫由53 ℃冷凝到48 ℃；在冬天，則可由50 ℃冷凝到45 ℃。在夏天，冷卻塔冷卻水溫度由35 ℃升高至40 ℃；在冬天，則由18 ℃升高至25 ℃?，F(xiàn)以夏季為例進(jìn)行熱力計算。煙氣釋放出的大量汽化潛熱和顯熱可由式（10）進(jìn)行：

式中，Qf為煙氣的換熱量，kW；Gf為煙氣的流量，kg/s；Δh為換熱前后煙氣焓值之差，kJ/kg。

部分煙氣溫度對應(yīng)的焓值見表1 所示。

表1 部分溫度煙氣焓值表Tab.1 Partial temperature flue gas enthalpy table

將煙氣量換算單位后代入式（10）計算，得到夏天煙氣降溫的換熱量為2.716×103kW。根據(jù)能量守恒，煙氣放熱量應(yīng)與冷卻水吸收的熱量相等，因此Q水=Q煙=2.716×103kW。

水的質(zhì)量流量也可以通過式（11）進(jìn)行計算：

式中，Qw為冷卻水換熱量，kW；cw為H2O 的比熱容，這里取為4.2 kJ/（kg·℃）；Δt1為進(jìn)、出煙氣冷凝器的冷卻水溫度之差，℃。

3.2 煙氣冷凝器換熱面積計算

根據(jù)傳熱學(xué)原理，換熱量還可用傳熱方程式（12）表示如下：

式中，k為冷凝器的傳熱系數(shù)，W/（m2·℃）；A為換熱面積，m2；Δtm為對數(shù)平均溫差，℃。

因該煙氣冷凝器采用順流布置，對數(shù)平均溫差表達(dá)式如下：

式（13）中，tf′ 為煙氣進(jìn)入煙氣冷凝器的入口溫度，℃；tw′ 為冷卻水進(jìn)入換熱管束的入口溫度，℃；tf″ 為煙氣從煙氣冷凝器出來的出口溫度℃；為冷卻水從換熱管束出來的出口溫度，℃。

因此該冷凝換熱器的換熱面積A為：

計算得到該冷凝換熱器管束所需要的面積為359.18 m2。

3.3 冷卻水水溫對煙氣冷凝的影響

飽和煙氣冷凝過程中釋放出大量汽化潛熱和顯熱，冷源介質(zhì)與煙氣進(jìn)行熱交換帶走這部分熱量。冷源介質(zhì)通?？梢赃x擇江、河、湖泊中的天然水、濕式冷卻機組中的循環(huán)冷卻水或者環(huán)境大氣。該機組采用的冷源介質(zhì)是循環(huán)冷卻水。煙氣冷凝器可將煙溫由53 ℃冷凝到48 ℃（夏天）。在循環(huán)冷卻水溫度由15 ℃變?yōu)?5 ℃、冷卻水流量為129.312 kg/s 的情況下，每個冷卻水溫度下的換熱面積如表2 所示。由表2 可知，當(dāng)換熱器換熱量相同時，進(jìn)入煙氣冷凝器的循環(huán)冷卻水的溫度高低對換熱面積影響較大。比如當(dāng)進(jìn)水溫度由20 ℃變?yōu)?6 ℃時，換同樣數(shù)量的熱量所需的面積將變?yōu)樵瓉淼? 倍多。因此，在情況許可的范圍內(nèi)，可盡量選用或制備溫度較低的冷卻水以節(jié)約換熱面積。例如，采用換熱效果較好的機械通風(fēng)冷卻塔達(dá)到這一效果。

表2 循環(huán)冷卻水溫度對煙氣冷凝的影響Tab.2 Influence of circulating cooling water temperature on flue gas condensation

3.4 冷卻水量對煙氣冷凝的影響

煙氣冷凝器將煙溫由53 ℃冷凝到48 ℃。當(dāng)循環(huán)冷卻水溫度為25 ℃、循環(huán)冷卻水流量在258.63 t/h～776.04 t/h 的范圍內(nèi)時，每個循環(huán)冷卻水流量下的換熱面積如表3 所示。

表3 循環(huán)冷卻水流量對煙氣冷凝的影響Tab.3 Influence of circulating cooling water flow rate on flue gas condensation

從表3 可以看出，當(dāng)換熱器換熱量相同時，進(jìn)入煙氣冷凝器的循環(huán)冷卻水的水量對換熱面積的影響，不如冷卻水溫的影響程度大。比如，當(dāng)循環(huán)冷卻水量由258.63 t/h 變?yōu)樵瓉淼? 倍時，換同樣數(shù)量的熱量所需的面積僅減少原來的15%。因此，循環(huán)冷卻水進(jìn)、出煙氣冷凝器的溫度差在7 ℃到10 ℃的范圍內(nèi)較為合理［11］，過大的循環(huán)冷卻水量除對減少換熱面積效果不明顯外，自身還需耗費大量的循環(huán)冷卻水泵的泵功。

4 漿液冷卻中冷卻塔熱力學(xué)性能分析

當(dāng)吸收塔處于穩(wěn)定運行工況時，吸收塔出口煙氣溫度通常比漿液溫度高1 ℃～3 ℃。漿液冷卻消白技術(shù)即在漿液循環(huán)泵出口處的管道上安裝一個換熱裝置，通過與機械通風(fēng)冷卻塔來的循環(huán)冷卻水進(jìn)行熱交換，降低漿液的溫度，然后，溫度較低的漿液再通過噴淋作用和煙氣進(jìn)行熱交換，最終達(dá)到冷卻煙氣的效果［12］，漿液噴淋冷卻高溫?zé)煔夂舐浠匚账貎?nèi)，然后，在循環(huán)泵的作用下，進(jìn)入漿液冷卻器和循環(huán)通風(fēng)冷卻塔內(nèi)，與冷卻水進(jìn)行換熱降低溫度，熱的循環(huán)冷卻水再在機械通風(fēng)冷卻塔中與空氣換熱來實現(xiàn)降溫。如此周而復(fù)始地不斷循環(huán)。

以天津地區(qū)某電廠煙氣消白系統(tǒng)作為研究對象［13］，對機械通風(fēng)冷卻塔在漿液冷卻環(huán)節(jié)中發(fā)揮的作用進(jìn)行分析。該電廠300 MW 機組吸收塔出口的煙氣流量是1 173 185 m3/h，煙氣消白選用漿液冷凝的手段。吸收塔出口煙氣排放溫度由53 ℃冷凝到47 ℃（夏季），漿液由50 ℃升溫至54.24 ℃。循環(huán)冷卻水在漿液冷卻器（傳熱系 數(shù)k為613.1 W/(m·℃)）中 夏 季 由32.5 ℃升至42 ℃。該煙羽治理系統(tǒng)如圖9所示。

圖9 系統(tǒng)工藝流程圖Fig.9 System process flow chart

4.1 漿液冷卻器換熱量計算

吸收塔出口煙氣排放溫度夏季由53 ℃冷凝到47 ℃。47 ℃下煙氣的焓值查閱表1 用插值法計算取為239.1 kJ/kg，煙氣釋放出的大量汽化潛熱和顯熱，同樣可由式（13）進(jìn)行計算，計算得到夏天煙氣降溫的換熱量為2.961×104kW。根據(jù)能量守恒定律可知煙氣放出的熱量應(yīng)與漿液吸收的熱量相等，因此Qs=Qf=2.961×104kW。

漿液的質(zhì)量流量可以通過式（15）進(jìn)行計算：

式中，Qs為漿液換熱量，kW；cs為漿液的比熱容，這里取4.187 kJ/（kg·℃）；Δts為換熱前后的漿液溫度差，℃。

4.2 冷卻水水溫對漿液冷卻的影響

漿液冷卻階段釋放大量的熱量，冷源介質(zhì)與漿液進(jìn)行熱交換帶走這部分熱量。冷源介質(zhì)通?？梢赃x擇江、河、湖泊中的天然水、濕式冷卻機組中的循環(huán)冷卻水或者環(huán)境大氣。該機組采用的冷源介質(zhì)是循環(huán)冷卻水。漿液冷卻器將漿液由54.24 ℃冷卻到50 ℃（夏天）。在循環(huán)冷卻水溫度由15 ℃變?yōu)?5 ℃、冷卻水流量為742.165 kg/s 的情況下，每個循環(huán)冷卻水溫度下對應(yīng)的換熱面積如表4 所示。

表4 循環(huán)冷卻水溫度對漿液冷卻的影響Tab.4 Influence of circulating cooling water temperature on slurry cooling

從表4 可以看出，當(dāng)漿液冷卻器換熱量相同時，進(jìn)入漿液冷卻器的循環(huán)冷卻水的溫度不同對換熱面積影響較大。比如當(dāng)進(jìn)水溫度由15 ℃變?yōu)?5 ℃時，換同樣數(shù)量的熱量所需的面積將變?yōu)樵瓉淼慕? 倍。因此，在情況許可的范圍內(nèi)，可盡量選用或制備溫度較低的冷卻水以節(jié)約換熱面積。例如，采用換熱效果較好的機械通風(fēng)冷卻塔達(dá)到這一效果。

4.3 冷卻水水量對漿液冷卻的影響

漿液冷卻器將漿液由54.24 ℃冷卻到50 ℃。當(dāng)循環(huán)冷卻水溫度25 ℃、循環(huán)冷卻水流量在2 030 t/h～3 900 t/h 的范圍內(nèi)，每個循環(huán)冷卻水流量下對應(yīng)的換熱面積見表5。

表5 循環(huán)冷卻水流量對漿液冷卻的影響Tab.5 Influence of circulating cooling water flow rate on slurry cooling

從表5 能夠分析出，當(dāng)漿液冷卻器換熱量相同時，進(jìn)入漿液冷卻器的循環(huán)冷卻水的水量對換熱面積的影響，不如冷卻水溫對其的影響程度大。比如當(dāng)循環(huán)冷卻水量由2 030 t/h 變?yōu)? 900 t/h 時，換同樣數(shù)量的熱量所需的面積僅減少原來的16%。因此，過大的循環(huán)冷卻水量除對減少換熱面積效果不明顯外，自身還需耗費大量的循環(huán)冷卻水泵的泵功，得不償失。

5 結(jié)論

（1）根據(jù)冷卻塔塔內(nèi)空氣與水逆流冷卻模型熱質(zhì)交換的特點及麥克爾的焓差理論進(jìn)行了冷卻塔冷卻數(shù)的計算，并確定了冷卻塔出塔水溫模型的求解條件。

（2）通過變工況分析計算一實際運行的冷卻塔，探討了進(jìn)、出冷卻塔的冷卻水溫度隨大氣壓力P、干球溫度θ、濕球溫度τ1、風(fēng)機風(fēng)量G、冷卻水流量Q的變動規(guī)律。為變工況下機械通風(fēng)冷卻塔的運轉(zhuǎn)調(diào)整提供了實踐根據(jù)，并有助于較為準(zhǔn)確地預(yù)測出塔水溫的變化趨勢。

（3）將機械通風(fēng)冷卻塔與燃煤電廠濕煙羽治理方案中的煙氣冷凝模型相結(jié)合，計算了煙氣冷凝器的換熱量和換熱面積。分析了煙氣冷凝中循環(huán)冷卻水溫度和冷卻水流量的調(diào)節(jié)規(guī)律，表明降低煙氣冷凝器中冷卻水溫度較增加循環(huán)冷卻水量，可有效減少煙氣冷凝器換熱面積。

（4）將機械通風(fēng)冷卻塔與漿液冷卻模型相結(jié)合，分析了循環(huán)冷卻水水溫和冷卻水量對漿液冷卻的影響。