工业循环水采用闭式冷却塔循环的选型设计

刘腾

摘要：我厂原使用大循环水池来冷却循环工业用水，存在种种弊端，现改用闭式冷却塔就近循环工业用水，效果良好。

关键词：工业循环水；闭式冷却塔；开式冷却塔

我厂阳极圆盘和阴极滚筒两处使用工业循环水（工业用水经管道沟渠排入循环水池，经自然风冷后，再用水泵返回各用水点），该工业循环水存在如下缺点：

（1）水温受季节影响大，夏季的时候，本来工业用水水温就高。而循环水池由于受太阳暴晒，水温下降的效果不理想。

（2）循环水池供给多个用水点，离各用水点的距离较远，管路损失的能耗较大。且各用水点的距离不同，水压不容易控制。

（3）工业用水由沟渠流回循环水池，易受污染，且多用水点的水质不同，导致循环水池的水质较差，需经水处理工艺后，才能供各用水点使用。增加了水处理成本。

1我厂循环水量参数的统计

预计阳极圆盘、阴极滚筒每处水量只有约7m³/h（以DN25管径，流速2m/s，两处计算），阳极圆盘夏季水温最高为60℃，液压站油温要求为30-50℃，冷却水水温为常温，夏季最高为40℃。我厂原采用大循环水池循环，由于大循环池水质差、易堵塞管路，导致滚筒的使用寿命缩短；圆盘冷却水含铅高，和生活用水、雨水等混合进入循环水池，造成循环水处理量增大。为消除上述不利因素，现准备对阴极滚筒、阳极圆盘单独用冷却塔进行冷却循环。

2冷却塔选型

2.1开式冷却塔和闭式冷却塔比较

开式冷却塔的冷却原理就是。通过将循环水以喷雾方式，喷淋到玻璃纤维的填料上，增大循环水的散热面积，循环水直接与空气的接触，达到换热，再用风机将热气流带出，从而达到冷却。优点：造价成本比较低。为闭式塔的三分之一。缺点：

（1）需要开挖地下水池。

（2）由于水落差和开放式杨程损耗，耗电比闭式塔多。

闭式冷却塔的冷却原理是，简单来说是两个循环，一个内循环，一个外循环，两个循环介质不互相接触。主核心部分为紫铜管表冷器。内循环：对象设备中冷却介质的循环。外循环：为对象设备中冷却介质降温的一个循环。不与内循环冷却介质相接触，只是通过紫铜管表冷器进行换热散热。在此种冷却方式下，通过自动控制，根据水温设置冷却风机、外循环水泵是否运行。优点：

（1）整个管路系统为封闭式循环，循环水可采用软水，可以使真空炉体换热器和细小管路不结垢、不污染、不腐蚀，提高设备使用寿命。

（2）循环水几乎没有水消耗，节约水。

（3）设有智能控制风机的启动，节约用电。

（4）安装简单。无需挖水池。管道损失小。

（5）铜管保值性好。缺点：造价高。

综上所述，决定采用闭式冷却塔。

2.2闭式冷却塔选型计算

阴极、阳极需处理的冷却水流量为7m³/h，水温最高为60度，需降温到40度以下，计算需冷却的热量：

Q=ms△t

m=7×10³kg/h（=7m³m×10³kg/m3）

s=1kcal/（kg·℃）

△t=20℃

可得Q=1.4×10⁵kcal/h

由于冷却塔行业暂无行业标准，行业内默认的标准（参考多家冷却塔厂家样本）为：冷却塔冷却量=标准流量×5000（kcal/h）可得，流量为28m³/h，选用流量为30m³/h的冷却塔。

2.3设计方案

阳极部分：在阳极厂房旁安装闭式冷却塔（30T）和砌筑循环水池，将阳极液压站、阳极圆盘两个位置的冷却水引流至循环水池。经循环水池沉淀、过滤后，进入闭式冷却塔冷却，再输送至各用水点。阴极部分：在阴极厂房旁安装闭式冷却塔（30T），将阴极液压站、阴极滚筒两个位置的冷却水引流进入闭式冷却塔。冷却后输送至各用水点。并对冷却塔加装缺水报警装置，保证不因水泄漏导致设备缺水损坏。循环路径如下图1：

3使用效果

我厂安装闭式冷却塔后，基本不需要专人看守，夏天也能达到预期的效果，基本解决了设备因高温停产的故障，保证了生产的正常运行。将原有循环水池废除，将循环水池操作人员可取消，每年节约人工工资以4人计算，每年可节约工资4*2000*12=96000元。水处理不要专门处理。水处理费用可节约10000元。每年可节约出闭式冷却塔的购买费用。

4结语

该项目在我厂实施，效果良好，采用闭式冷却塔冷却，需要的场地小，距离近，水质干净，降低了废水处理成本，减轻废水处理的环保压力，减少新水用量。我国水资源非常紧张，城市缺水现象十分严重，水可能成为我国可持续发展的重要制约因素。所以，将这些闭式冷却塔的冷却水循环重复利用，可提高水的有效利用率，缓解当前水资源短缺的状况。闭式冷却塔是一种既能降低冷却水的温度。又能保持水质纯净的新型冷却设备，同时还具有功能多、用途广、对环境的适应能力强、可冷却高温水、安全防火等特点。近几年密闭式冷却塔在钢铁冶金、电力电子、机械加工、空调系统等行业得到了广泛的应用。但是，闭式冷却塔还存在一些问题：1、北方寒冷天气状况下使用闭式冷却塔，会导致结冰。如果防冻措施未做好，会导致闭式冷却塔紫铜管冻坏。2、从能源的角度考虑，如果能够有效的利用闭式冷却塔中的热能，变废为宝，即可起到节约能源的作用，也可创造一定的经济价值。随着科学技术的不断发展，密闭式冷却塔必然会迎来更大的发展和应用空间。