10年第2期冶金動力總第138期METALLURGICAL POWER密閉式循環(huán)水系統(tǒng)應(yīng)用姚光平,趙亮國電子科技集團(tuán)公司第十三研究所河北石家莊050051)【摘要】通過對密閉式循環(huán)水系統(tǒng)應(yīng)用于凈化空調(diào)夏季除濕再熱及冬季設(shè)備冷卻水系統(tǒng)從設(shè)備投資系統(tǒng)設(shè)計、安裝、調(diào)試、運(yùn)行成本、維護(hù)保養(yǎng)、壽命等方面的分析,分析比較傳統(tǒng)的開式冷卻塔加冷凍機(jī)系統(tǒng)和新型的密閉式冷卻塔的優(yōu)缺點,認(rèn)為在密閉式循環(huán)水系統(tǒng)中采用密閉式冷卻塔不僅方便操作運(yùn)行,提高運(yùn)行穩(wěn)定性,而且能降低運(yùn)行成本?！娟P(guān)鍵詞】密閉式冷卻塔;凈化空調(diào);冷凍機(jī);節(jié)能【中圖分類號】TQ085【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】B【文章編號】0066764(2010)02-007903Application of Closed-Loop Circulating Water SystemYAO Guang-ping, ZHAO LiangChina electronics Technology Group Corporation The 13th Research Institute, Shijiazhuang Hebei 050051, China)Abstract]Closed-loop circulating water system could be used for purifying air conditioner, dehumidification in summer, reheating, cooling water system of equipment in winter. Advantages anddisadvantage of refrigerator system of the conventional open cooling tower and the new closed-loopcooling tower were analyzed from equipment investment, system design, installation, commissioning,running cost, maintenance and service life. It thought that applying the closed-loop cooling tower inthe closed-loop circulating water system was convenient to operate may increase running stability andreduce running cost.[Key words ]closed-loop cooling tower; purifying air conditioner; refrigerator; energy saving1閉式冷卻塔特點3)在夏季供熱時,經(jīng)過冷水機(jī)組冷凝器的冷卻閉式冷卻塔是工作流體(水)在塔的盤管內(nèi)進(jìn)水,供給空調(diào)機(jī)組再熱段后,溫度降低,可整體降低行循環(huán),工作流體的熱量經(jīng)過盤管散入流過盤管的冷卻水回水溫度,提高冷水機(jī)組效率。水(或空氣)中。同時機(jī)組外四周的空氣從盤管上的(4)冬季供冷時,可利用外界較低空氣溫度采用進(jìn)風(fēng)格柵進(jìn)入,與水的流動方向相反,向上流經(jīng)盤風(fēng)冷降溫,只開通風(fēng)機(jī),外循環(huán)水泵停開,既提供足管。完全靠水的蒸發(fā)潛熱帶走熱量,而不像板換靠水夠排熱能力又節(jié)水,防止結(jié)冰減少結(jié)垢。的顯熱帶走熱量,對水的使用需求量大大減少。一小2閉式循環(huán)水系統(tǒng)應(yīng)用簡介部分水蒸發(fā)而吸走熱量,熱濕空氣由冷卻塔頂部的21夏季運(yùn)行工況通風(fēng)機(jī)排出到大氣中,其余的水落入底部水盤,由水傳統(tǒng)的凈化空調(diào)夏季降溫除濕是采用開式冷卻泵再循環(huán)至水分配系統(tǒng)又回淋到盤管上。其有如下塔加冷凍機(jī)制取冷凍水給表冷器、蒸汽通過板式換特點熱器輸出熱水給再熱器來實現(xiàn),系統(tǒng)示意圖如圖1。(1)由于冷卻水不與外界空氣接觸,補(bǔ)充水采用軟化水,冷卻水中不會產(chǎn)生水垢細(xì)菌污泥等雜質(zhì)污蒸汽染,有效防止冷水機(jī)組冷凝器、換熱器堵塞,延長冷水機(jī)組使用壽命,減少水處理藥劑使用量,比開式冷卻塔水損耗量減少。中國煤化工表(2)在夏季使用時,與熱回收型冷水機(jī)組系統(tǒng)相CNMHG器比,可少運(yùn)行一臺熱水循環(huán)泵,可用冷卻水循環(huán)泵直空調(diào)機(jī)組接替代,降低運(yùn)行電耗。圖1傳統(tǒng)凈化空調(diào)夏季用冷凍水制取工藝冶金動力2010年第2METALLURGICAL POWER總第138空調(diào)機(jī)組再熱段換熱面積按冬季工況設(shè)計制對生產(chǎn)及時恢復(fù)影響很大。因此,很多用戶在冬季造,設(shè)計熱水供回水溫度8060℃;夏季再熱負(fù)荷比都采用停開冷凍機(jī),由開式冷卻塔冷卻水直接給設(shè)冬季低60%左右,在應(yīng)用于夏季除濕再熱時,無需備冷卻水換熱器,也能滿足工藝?yán)鋮s水對水溫要按設(shè)計熱水溫度供應(yīng),而僅用35℃熱水就能滿足求。但這同樣會帶來一些問題:冬季空氣干燥,灰塵凈化空調(diào)溫濕度要求。在我國南方如長三角地區(qū),大,盡管氣溫低,細(xì)菌不易繁殖,但生物粘泥在開式是半導(dǎo)體集成電路生產(chǎn)密集區(qū)域,因冬季氣溫不是冷卻塔中沉積,帶入冷卻水管路系統(tǒng)中,減小管道太低,在空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計中大多釆用熱回收型冷水機(jī)流通面積,增加管道阻力,降低板式換熱器熱交換組加輔助電加熱器的方式來保證溫濕度。在夏季,能力。如果僅用于工藝設(shè)備冷卻水熱交換系統(tǒng),影通過熱回收冷水機(jī)組輸出熱水(35℃)來達(dá)到降溫響不是太明顯,可通過對板式換熱器定期拆卸清洗除濕的要求;在冬季,熱回收冷水機(jī)組熱水溫度不來保證換熱能力。但如果用于空調(diào)機(jī)組表冷器,由能滿足使用要求時,再通過輔助電加熱器來提升熱于表冷器銅管管徑細(xì),彎頭多,泥垢很難被清理,如水溫度北方某半導(dǎo)體公司動力部門曾于1996年冬季,用鑒于此,華北某地高科技產(chǎn)業(yè)園在2007年新開式冷卻塔直接給空調(diào)表冷器供冷卻水,經(jīng)過一個增廠房時,改變以往蒸汽換熱供應(yīng)熱水的方式,采冬季運(yùn)行后,盡管節(jié)約了一部分運(yùn)行成本(停開冷用熱回收冷水機(jī)組在夏季輸出熱水給空調(diào)機(jī)組再凍機(jī),電費減少),但空調(diào)機(jī)組表冷器進(jìn)出口壓差增熱段,熱水出水溫度35℃,通過二年運(yùn)行,能滿足加15kgm2,換熱效率急劇下降。因此,為解決冬凈化間溫濕度需求?？紤]到冷水機(jī)組運(yùn)行時冷凝器季空調(diào)和設(shè)備冷卻水對冷負(fù)荷需求,降低運(yùn)行成冷卻水3237℃工況,可以用冷凍機(jī)冷凝器出水直本,采用閉式冷卻塔是個不錯的選擇。接給空調(diào)機(jī)組再熱段,無錫華潤微電子動力工廠已冬季運(yùn)行如圖3。有成功經(jīng)驗,在北方地區(qū),用閉式冷卻塔代替開式冷卻塔。夏季系統(tǒng)運(yùn)行示意圖如圖2冷卻塔板式器換熱器蒸汽[圖3開式冷卻塔給空調(diào)制取冷卻水工藝通過夏季和冬季二種運(yùn)行工況比較可以看出冷凍機(jī)空調(diào)機(jī)組在北方地區(qū),采用閉式冷卻塔具有一定的優(yōu)勢,主圖2閉式冷卻塔給空調(diào)制取冷卻水工藝要是北方晝夜溫差大,冬季溫度低,對同時需要空由圖2可以看出,采用閉式冷卻塔與冷水機(jī)組調(diào)冷負(fù)荷和設(shè)備冷卻水的系統(tǒng),有一定的競爭優(yōu)在夏季運(yùn)行,不僅可以取消蒸汽換熱,大大節(jié)約運(yùn)勢,可以大大降低運(yùn)行成本,減少員工操作量,及時行成本,相對熱回收冷水機(jī)組,也節(jié)省一臺熱水循恢復(fù)生產(chǎn)。在夏季也可以作為熱回收冷水機(jī)組的備環(huán)泵的消耗。份2冬季運(yùn)行工況3工程應(yīng)用由于北方地區(qū)冬季新風(fēng)溫度較低熱回收型冷華北某地高科技產(chǎn)業(yè)園始建于2005年,園區(qū)水機(jī)組加輔助電加熱器的方式不適用凈化空調(diào)冬規(guī)劃設(shè)計空調(diào)系統(tǒng)是采用開式冷卻塔與冷水機(jī)組季運(yùn)行仍采用傳統(tǒng)的蒸汽換熱方式來實現(xiàn)。廠房制冷,地方政府供應(yīng)蒸汽,通過板式換熱器輸出熱內(nèi)工藝設(shè)備需工藝?yán)鋮s水,冬季白天和夜晚溫差水。由于地方政府蒸汽保障能力很差,時有時無,對大,因此仍有部分冷負(fù)荷需要運(yùn)行冷凍機(jī)。由于廠房溫濕度影響很大該園區(qū)動力部門借鑒長三角負(fù)荷低溫度差大導(dǎo)致冷水機(jī)組運(yùn)行很不穩(wěn)定,冷地區(qū)中國煤化工]區(qū)空調(diào)系統(tǒng)增容水管道壓力高,流量小端情況機(jī)組會出現(xiàn)的時 CNMHG8R熱回收型輸出熱水,通過20082009兩個夏季運(yùn)塔冷卻水溫度低再次開啟冷凍機(jī)很困難歷時長,行效果較好。一方面實現(xiàn)了夏季不用蒸汽換熱,空2010年第2冶金動力總第138METALLURGICAL POWER調(diào)溫濕度達(dá)標(biāo),保障了工藝生產(chǎn);另一方面又節(jié)約0.7元計算,直接節(jié)約電費為:(500×50%+75)了運(yùn)行成本,年節(jié)約蒸氣費近100萬元(見《冶金24×120×0.7=65.5萬元。開式冷卻塔補(bǔ)水量取循動力》200年第2期)?？紤]到南方與北方冬季氣環(huán)流量的0.5%(即3mh),自來水費按5元t計溫差別,熱回收型冷水機(jī)組有一定季節(jié)局限性,在算,采用閉式塔運(yùn)行一個冬季,可節(jié)約水費3x冬季除了要使用蒸汽供熱,還需要運(yùn)行冷凍機(jī)來滿24×120×5=43萬元。循環(huán)水處理藥劑按冬季1萬足工藝設(shè)備冷卻水需求;根據(jù)2006年、2007年冬季元計算。整個冬季可節(jié)約運(yùn)行費用近71萬元。冷凍機(jī)運(yùn)行記錄,每年11月到次年3月需要平均43維修保養(yǎng)費用分析近500RT的制冷量。在2008年春季該園區(qū)新增眾所周知,影響開式冷卻塔換熱能力的主要因10000m2凈化廠房時,需增加冷凍機(jī)800RT一臺,素是填料質(zhì)量好壞,北方地區(qū)空氣中灰塵多,很容在設(shè)計冷卻塔時,決定采用閉式冷卻塔取代傳統(tǒng)開易在填料縫隙聚集,滋生細(xì)菌降低透氣能力冷卻式塔;盡管工程初期投資增加(閉式冷卻塔造價是水溫降不下來,會降低冷凍機(jī)效率極端情況會導(dǎo)同型號開式塔四倍),但在冬季運(yùn)行過程中,使冷卻致冷凍機(jī)喘振。很多用戶多采用加藥排污的方式水系統(tǒng)簡化,能大大減低員工操作強(qiáng)度,停開冷凍但連續(xù)運(yùn)行一個月后仍會效率降低,降溫能力衰減機(jī),同時運(yùn)行電費降低;遇停電等故障停機(jī)后,故障很厲害。常規(guī)方法是加藥用水沖洗,效果不明顯,主解決,恢復(fù)生產(chǎn)都很快。要是填料較厚,洗不透;有的用戶將填料拆下,曬在工程實施過程中,由于閉式冷卻塔系統(tǒng)在冬干,人工敲打,效果較好;一方面灰塵大,另一方面季運(yùn)行時,需要將冷卻水系統(tǒng)切換入冷凍水系統(tǒng),會損壞填料,減少換熱面積。因此,通常情況下,開因此管道閥門材質(zhì)、嚴(yán)密性非常重要,要防止水互式冷卻塔運(yùn)行5年后,就需要對填料進(jìn)行更換,相竄流。另外北方冬季溫度變化較大,為控制冷卻臺600mh開式塔約需15萬元。采用閉式冷卻塔水出水溫度,閉式冷卻塔通風(fēng)機(jī)可采用變頻控制,后,冬季供冷時,可利用外界較低空氣溫度采用風(fēng)方便節(jié)能;在溫度較低時,冷卻塔只開通風(fēng)機(jī),使用冷降溫,只開通風(fēng)機(jī),外循環(huán)水泵停開,既提供足夠風(fēng)冷,停開外循環(huán)泵,減少操作強(qiáng)度。排熱能力,又節(jié)水,防止結(jié)冰減少結(jié)垢。4經(jīng)濟(jì)效益分析5結(jié)語4.1工程投資分析因此,采用閉式冷卻塔,僅運(yùn)行一個冬季,就可該工程采用800T冷凍機(jī)組,選用循環(huán)流量節(jié)約運(yùn)行成本74萬元,不用兩年,就可節(jié)省設(shè)備一600mh閉式冷卻塔一臺,比開式塔多花費100萬次性投資增加的費用;如果再算上夏季代替蒸汽用元,管道安裝及設(shè)備基礎(chǔ)比開式系統(tǒng)多花費10萬于空調(diào)系統(tǒng)再熱段運(yùn)行,當(dāng)年就可收回增加投資。元,主要是增加閥門切換,因此,工程初期一次性投相信隨著閉式冷卻塔不斷更新,會有越來越多的資需增加110萬元左右。行業(yè)認(rèn)識了解使用,也會在凈化空調(diào)行業(yè)得到廣泛4.2運(yùn)行費用分析使用通過2007年、2008年二個冬季冷凍機(jī)運(yùn)行記收稿日期:2009-09-16錄,平均需冷負(fù)荷在60%(即500RT)左右采用閉作者簡介:姚光平(1968-),男,1990年畢業(yè)于合肥工業(yè)大學(xué)給式冷卻塔系統(tǒng)后,可以停開冷凍機(jī),同時停開冷凍水程專業(yè),高級工程師,現(xiàn)從事工廠動力系統(tǒng)運(yùn)行管理工作。水泵(功率75kW),按冬季運(yùn)行4個月,每度電中國煤化工CNMHG