玻璃钢吸收塔的挖潜改造
老塔改造不能停留在塔内配件损坏的更新上,改造的含义应着重于挖潜。
上世纪60~70年代前后建造的吸收塔大部分至今仍还在运行,但其冷却效率多数不尽人意,如塔的面积为8m×8m,处理水量为360m3/h~400m3/h,配椎4.75m风机,装机容量为47kW。
20世纪90年代中期建成的若干冷吸收塔却效率已有大幅度的提升,如l994年在潍坊某化工工厂建成的3500~4000m3/h的逆流式吸收塔平面尺寸l7m×l7m,两面进风,风机椎92m,配用电机180kW,经权威单位鉴定认为,当匹配电机功率为200kW,进一步提高风机风量(气水比达到0.705时),该塔的性能可以满足设计要求。由此可见,该塔的淋水密度己提升至13.8m3/h,冷却塔效率大大提高了,只是功耗与国外同类型的冷却塔相比高出近50kW。可想而知,目前正在运行的老的冷却塔,挖潜改造潜力巨大。
近几年来冷却技术有了很大发展,新材料、新工艺等不断出现,高效的吸收塔发展日新月异,对老塔挖潜改造客观条件已具备。
老塔的改造也许比新塔设计更复杂一些,因为要利用原有的主体结构,而且要尽可能地保留原有风机及其传动机构,这与理想的改造设计方案相比会有差异,因此必须对改造塔现状调查分析,因地制宣地进行老塔的改造设计,使吸收塔的新技术、新配件在老塔改造中发挥更大的作用。
吸收塔的高效低耗能是冷却塔技术发展中永恒不变的目标。吸收塔与节能有两种含义:一是强调冷却塔的研究,优化冷却塔配件(如填料、配水、收水器等),改善和完善冷却塔的设计方法(如流场的分析、配水配风的均匀性、冷却塔精确的气动计算等),从而提高效率,降低能耗。二是对目前正在运行的数量庞大的冷却塔开展挖潜改造,提高效率,降低能耗。我们认为通过以下途径可以实现冷却塔的节能。
降低吸收塔的供水扬程。冷却塔的能耗除电机外,还有热水送上配水系统的水泵功耗,其耗电量远大于风机,以4000m3/h循环水为例,风机轴功率耗电为l37kW·h,而把4000m3/h的水提升至10m扬程的水泵所耗电能为167.8kW·h,比风机耗电多了22.4%,若能降低2.0m的扬程,可节约电耗33kW·h,这是个不小的数值。众所周知,降低进风口高度、减少供水管的阻力和采用低压喷嘴都可以降低水泵的扬程。
为了实现上述目标,我们分别进行进风口型式(包括不同的百叶及导流檐等)和低压喷头的配水均匀度的试验。试验证明,当风量不变时,随着进风口降低,进风流速提高,进风口阻力增加。烟气试验发现进风口上沿的尖端效应也越显著,这说明《机械通风吸收塔塔工艺设计规范》对吸收塔的进风口面积比要有一定的限制,但从冷却塔设计的总体而言,在进风口上沿增加导流板,可以大大改善进入填料气流上的均匀性,使填料的热力特性得到充分挖掘。判断气均匀分布与否,可以通过某特性断面(如气室处的某断面)的静压与进风口的动压之比(又称压力比)来决定。当压力比大于5~8时,可认为气流是均匀的。