一种Co2气体冷却用闭式冷却塔校核方法
专利汇可以提供一种Co2气体冷却用闭式冷却塔校核方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 提供一种Co2气体冷却用闭式 冷却塔 校核方法，根据环境气象条件、Co2进口状态参数及冷却目标参数、现有塔型参数，冷却塔喷淋 水 量、 风 机风量等参数，利用 传热 学基本公式及水平管Co2传热传质经验公式进行热 力 分析，计算Co2气体出口 温度 ，验证闭式冷却塔的冷却能力，指导闭式冷却塔的设计和优化。该校核方法包括 热力学 传热分析，还包括湿区部分的传质分析，除此之外，本发明对由换热器组成的特殊闭式冷却塔提出了较为成熟的计算方法，为现有非常规闭式塔的生产提供成熟的闭式塔校核计算理论，验证闭式塔设计的合理性，提高换热效率，降低生产成本，节约运行 费用 。，下面是一种Co2气体冷却用闭式冷却塔校核方法专利的具体信息内容。
1.一种Co2气体冷却用闭式冷却塔校核方法，其特征在于包括如下步骤：
S1：确定单塔冷却任务：单塔Co2冷却气体流量Q、Co2冷却气体压强P1，Co2冷却气体进塔温度T1，出塔温度T2；
S2：确定环境气象条件：环境大气压Pa、环境空气干球温度θ、环境空气湿球温度τ，根据热力学计算公式，计算相对湿度φi、进塔空气含湿量xi，干球温度对应饱和蒸汽分压pθ，湿球温度对应饱和蒸汽分压pτ，进塔湿空气密度ρi，进塔空气焓值hi；
S3：确定盘管结构参数、塔型参数；
盘管结构参数包括：管型、盘管外径、盘管壁厚、排列方式、每流程盘管根数、单层盘管长度、管心距、换热器长、换热器宽、换热器高；
塔型参数：塔长、塔宽、塔高；
S4：确定单塔风机风量Va，得到迎面风速，管间风速等值；
S5：假定喷淋水平均温度tw，计算对数平均温差△Tm；
S6：确定单塔喷淋水量Vw，计算布水密度vw；
S7：计算换热系数Ko’；
由以上确定的换热器结构和喷淋水量、风机风量，根据传热学基本公式分别计算管外表面与喷淋水的换热系数ho，管内Co2气体与壁面对流换热系数hi，管壁导热热阻Rp，盘管内壁污垢热阻Ri，盘管外壁污垢热阻Rp，盘管总换热系数由下式计算： ；
S8：计算传质系数；
根据喷淋水与空气之间的对流换热系数a’，得出传质系数km；
S9：计算湿区冷却面积；
根据水膜喷淋面积，估算湿区冷却面积；
S10：计算水膜面积冷却数Mw和传热单元数NTU；
根据盘管换热系数和传质系数计算水膜面积冷却数和传热单元数；
S11：校核喷淋水温；
根据水膜面积冷却数Mw和传热单元数NTU计算喷淋水温tw’；
S12：校核计算喷淋水温tw’与假设喷淋水平均温度tw，若计算喷淋水温不等于假设喷淋水温，则返回S5重新假设喷淋水温，直至两者相等；
S13：当S12条件满足后，计算Co2气体出口温度T2’；
S14：比较计算Co2气体出口温度T2’与设计出口温度T2；
若计算Co2气体出口温度T2’小于等于设计出口温度T2或在一定误差范围内，则该设计风量、喷淋水量及换热盘管条可以满足冷却要求的，该塔设计合理；
若计算Co2气体出口温度T2’大于设计出口温度T2且超出误差范围，则说明在该换热盘管条件下，选用此风机风量、喷淋水量不能达到冷却要求，该塔设计不合理；
S15：输出校核结果，结束。
2.根据权利要求1所述的一种Co2气体冷却用闭式冷却塔校核方法，其特征在于：所述步骤S5-S12中假设喷淋水平均温度，计算传热系数、传质系数、湿区冷却面积，特别是水膜面积冷却数Mw及传热单元数NTU的计算、校核喷淋水温度的计算、Co2气体出口温度的计算。
一种Co2气体冷却用闭式冷却塔校核方法
技术领域
背景技术
发明内容
S1：确定单塔冷却任务：单塔Co2冷却气体流量Q、Co2冷却气体压强P1，Co2冷却气体进塔温度T1，出塔温度T2；
S2：确定环境气象条件：环境大气压Pa、环境空气干球温度θ、环境空气湿球温度τ，根据热力学计算公式，计算相对湿度φi、进塔空气含湿量xi，干球温度对应饱和蒸汽分压pθ，湿球温度对应饱和蒸汽分压pτ，进塔湿空气密度ρi，进塔空气焓值hi；
S3：确定盘管结构参数、塔型参数；盘管结构参数包括：管型、盘管外径、盘管壁厚、排列方式、每流程盘管根数、单层盘管长度、管心距、换热器长、换热器宽、换热器高。塔型参数：
塔长、塔宽、塔高；
S4：确定单塔风机风量Va，得到迎面风速，管间风速等值；
S5：假定喷淋水平均温度tw，计算对数平均温差△Tm；
S6：确定单塔喷淋水量Vw，计算布水密度vw；
S7：计算换热系数Ko’；由以上确定的换热器结构和喷淋水量、风机风量，根据传热学基本公式分别计算管外表面与喷淋水的换热系数ho，管内Co2气体与壁面对流换热系数hi，管壁导热热阻Rp，盘管内壁污垢热阻Ri，盘管外壁污垢热阻Rp，盘管总换热系数由下式计算：
；
S8：计算传质系数。根据喷淋水与空气之间的对流换热系数a’，得出传质系数km；
S9：计算湿区冷却面积；根据水膜喷淋面积，估算湿区冷却面积；
S10：计算水膜面积冷却数Mw和传热单元数NTU；根据盘管换热系数和传质系数计算水膜面积冷却数和传热单元数；
S11：校核喷淋水温；根据水膜面积冷却数Mw和传热单元数NTU计算喷淋水温tw’；
S12：校核计算喷淋水温tw’与假设喷淋水平均温度tw，若计算喷淋水温不等于假设喷淋水温，则返回S5重新假设喷淋水温，直至两者相等；
S13：当S12条件满足后，计算Co2气体出口温度T2’；
S13：当S12条件满足后，计算Co2气体出口温度T2’；
S14：比较计算Co2气体出口温度T2’与设计出口温度T2；若计算Co2气体出口温度T2’小于等于设计出口温度T2或在一定误差范围内，则该设计风量、喷淋水量及换热盘管条可以满足冷却要求的，该塔设计合理；若计算Co2气体出口温度T2’大于设计出口温度T2且超出误差范围，则说明在该换热盘管条件下，选用此风机风量、喷淋水量不能达到冷却要求，该塔设计不合理；
S15：输出校核结果，结束。
具体实施方式
S3：确定盘管结构参数、塔型参数；盘管结构参数包括：管型、盘管外径、盘管壁厚、排列方式、每流程盘管根数、单层盘管长度、管心距、换热器长、换热器宽、换热器高。塔型参数：
塔长、塔宽、塔高；
S4：确定单塔风机风量Va，得到迎面风速，管间风速等值；
S5：假定喷淋水平均温度tw，计算对数平均温差△Tm；
S6：确定单塔喷淋水量Vw，计算布水密度vw；
S7：计算换热系数Ko’；由以上确定的换热器结构和喷淋水量、风机风量，根据传热学基本公式分别计算管外表面与喷淋水的换热系数ho，管内Co2气体与壁面对流换热系数hi，管壁导热热阻Rp，盘管内壁污垢热阻Ri，盘管外壁污垢热阻Rp，盘管总换热系数由下式计算：
；
S8：计算传质系数；根据喷淋水与空气之间的对流换热系数a’，得出传质系数km；
S9：计算湿区冷却面积；根据水膜喷淋面积，估算湿区冷却面积；
S10：计算水膜面积冷却数Mw和传热单元数NTU；根据盘管换热系数和传质系数计算水膜面积冷却数和传热单元数；
S11：校核喷淋水温；根据水膜面积冷却数Mw和传热单元数NTU计算喷淋水温tw’；
S12：校核计算喷淋水温tw’与假设喷淋水平均温度tw，若计算喷淋水温不等于假设喷淋水温，则返回S5重新假设喷淋水温，直至两者相等；
S13：当S12条件满足后，计算Co2气体出口温度T2’；
S13：当S12条件满足后，计算Co2气体出口温度T2’；
S14：比较计算Co2气体出口温度T2’与设计出口温度T2；
若计算Co2气体出口温度T2’小于等于设计出口温度T2或在一定误差范围内，则该设计风量、喷淋水量及换热盘管条可以满足冷却要求的，该塔设计合理；
若计算Co2气体出口温度T2’大于设计出口温度T2且超出误差范围，则说明在该换热盘管条件下，选用此风机风量、喷淋水量不能达到冷却要求，该塔设计不合理；
S15：输出校核结果，结束。
确定气象条件：干球温度31.5℃，湿球温度28℃，大气压力99.4kPa；计算相对湿度
0.7678、进塔空气含湿量0.023kg/kg(DA)，干球温度对应饱和蒸汽分压4.62kPa，湿球温度对应饱和蒸汽分压3.778kPa，进塔湿空气密度1.124kg/m3，进塔空气焓值90.556kJ/kg；
确定盘管结构参数、塔型参数；材质：镀锌钢管，25×1.5mm，管长4.5m，每程管1层，每程
40根，共20程，换热面积282.74m2；塔型参数：塔长4.58m，塔宽2m，塔高4.5m；
设计风机风量200000m3/h，计算迎面风速m/s，管间流速Ga=7.53m/s；
确定喷淋水量88m3/h，计算布水密度3.05kg/(m∙h)；
假设喷淋水平均温度为湿球温度28℃，计算该喷淋水温下物性参数；
计算换热系数Ko’；根据传热学基本公式分别计算椭圆管管外表面与喷淋水的换热系数1832.116w/(m²℃)，管内冷却水与壁面的对流换热系数32.875w/(m²℃)，管壁导热热阻
0.00007199(m²℃)/w，忽略管壁污垢热阻，盘管总换热系数
w/(m²℃)；
计算湿区冷却面积；综合考虑盘管结构、喷淋水量估算湿区冷却面积为248.097m2；
计算传质系数；根据喷淋水与空气之间的对流换热系11603w/(m²℃)，计算传质系数
0.648kg/( m²•s)；
计算水膜面积冷却数Mw和传热单元数NTU；根据盘管换热系数计算计算传热单元数NTU=1.440，由传质系数计算水膜面积冷却数Mw=5.510；
校核喷淋水温；由Mw和NTU计算得喷淋水温95.578℃，与假设喷淋水平均温度28℃不相等，重新假设喷淋水温，直至两者接近，两者相等时喷淋水温为28.818℃；
当tw=tw’时计算Co2气体出口温度为36.934℃，与要求出塔Co2气体偏差- 3.066℃，低于闭式塔要求温度，但是裕量过大，给出优化建议：减小风机风量或喷淋水量；
校核计算完成。
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