玻璃厂循环水系统设计分析.pdfVIP

0引言

循环冷却水系统是冷却水换热水并经降温，再循环使用的给水

系统，包括敞开式和密闭式两种类型，由冷却设备、水泵和管道组

成。循环冷却水是工业用水的重要组成部分，约占工业用水总量的

80%。敞开式冷却系统循环水系统补水量大，在缺水地区应用具有

局限性。而密闭循环冷却水系统，因其节水节能效果显著，被广泛

应用。本文结合某玻璃厂密闭式循环水系统（干湿联合空冷系统）

设计实例，分析设计经验，为今后的相关设计提供借鉴。

1冷却设备——空冷器

根据循环冷却水是否与大气接触，将空冷器分成两种形式：开

放式和密闭式。开放式因循环水与大气接触，依靠蒸发吸热，水温

降低，蒸发量较大，且容易吸收空气中的杂质，引起水质恶化，腐

蚀管道和设备。而密闭式空冷器因水在管束内流动，不与空气接触，

蒸发量相对较小，水质稳定。根据结构形式和运行方式的不同，密

闭式空冷器又可以分为：干式空冷器、湿式空冷器以及干湿联合空

冷器。

（1）干式空冷器

干式空冷器通过风机带动周围空气的流动，实现换热冷却的过程。

干式空冷器主要由风机、管束、支架等组成。通过风机的作用，冷

空气通过管束外壁，带走管束的部分热量，从而降低管束内的水温。

干式空冷器的优点是没有喷淋系统，管束密闭，没有蒸发，不存在

管束外壁结垢问题，理论上没有水损耗，因此特别适用于缺水地区；

缺点是干式空冷器仅用空气进行冷却，环境温度高时，系统出水温

度也较高，因此冷却效果容易受到干球温度限制。

（2）湿式空冷器

基于干式空冷器的冷却效果容易受到干球温度影响的局限性，

在干式空冷器的基础上，增加喷淋装置，形成湿式空冷器，冷却效

果好于干式空冷器。

（3）干湿联合空冷器

干湿联合空冷器是集干式和湿式空冷器优点于一体的空冷器。

干湿联合空冷器示意图如图1所示。循环水流向：循环水→干空冷

管束→湿空冷管束→水池；空气流向：与循环水流向方向相反，冷

空气→湿空冷管束→干空冷管束→热空气。

图1干湿联合空冷器示意图

干湿联合空冷器的优点主要有：

①循环水经过干空冷段的初步降温，到达湿空冷段管束水温相

对较低，湿空冷段管束不易结垢；也可减少湿空冷段的蒸发量，减

少喷淋水箱的补水量，实现节水目的。

②空气流经湿空冷段管束时虽然有一定的蒸发，吸收了大量的

热量，但空气升高的温度相对较小，在干空冷段管束处仍有较高的

换热效率，循环水冷却效果好；同时干空冷管束对空气再次加热，

降低了空气湿度，在出风口位置不会形成白雾，具有消除白雾作用，

在寒冷季节，对设备周边环境影响较小。

③喷淋管处于干湿联合空冷管束之间，热量能够最大限度利用，

与湿式空冷器相比，喷淋区没有无效蒸发现象。

2工程实例

（1）工艺流程

干湿联合空冷系统工艺流程如图2所示。市政自来水（或生产

用水）经过水处理系统过滤软化，水质经检测符合工艺用水相应标

准后，补给水池。水池内的水通过水泵加压后，供给工艺用水，工

艺回水经干湿联合空冷器冷却后，回到水池。水塔作为应急水源，

保证系统安全性。

图2干湿联合空冷系统工艺流程

（2）方案设计

①干湿联合空冷器设计

干湿联合空冷器具有占地面积小、冷却效果好、环境适应能力强、

经济效益好等优点，在循环水系统中应用广泛。可以根据环境温度，合

理控制风机和喷淋泵的启停，实现干湿联合运行，最终达到节水节能的

目的。夏季气温较高，以干湿空冷模式运行；夏季向冬季过渡阶段，环

境温度逐渐降低，逐步打开进风口通道，降低进风阻力，空冷段管束风

速增大，始终保持空冷段高效运行；冬季气温较低，以干空冷运行模式

运行，可以满足系统水温要求，进风口完全打开，风机能耗降低，不需

要运行喷淋冷却，系统耗水量也相应降低。干湿联合空冷器，停水温度

较高，全年干空冷运行天数较多可以根据项目所在地区的气象条件、工

艺用水需求，计算出干空冷管束和湿空冷管束的最佳比例，充分实现节

水节能目的。

干湿联合空冷器也存在一定的不足，冬季气温低，空冷管束内循环

水结冻，影响系统正常运行；设备布置应远离高大障碍物，否则会影响

冷却效果；风机运行时有一定噪声等。鉴于项目处于北方地区，冬季

温度较低，项目建设地点严重缺水，因此，循环水冷却设备采用干

湿联合空冷器，可以满足处理工艺用水水温要求。设计干湿联合空

冷器（FHKL-400T-ZPT-00