[發明專利]一種Co2

在審

• 申請號: 201811219176.0
• 申請日: 2018-10-19
• 公開（公告）號: CN111090912A
• 公開（公告）日: 2020-05-01
• 發明（設計）人: 趙元賓;李慧;楊玉杰
• 申請（專利權）人: 濟南藍辰能源技術有限公司
• 主分類號: G06F30/17
• 分類號: G06F30/17
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明提供一種Co₂氣體冷卻用閉式冷卻塔設計方法，根據環境氣象條件、Co2氣體冷卻要求，選擇換熱管規格，換熱器結構根據生產實踐經驗設置包括橫向管心距、縱向管心距，每流程選用雙層管結構，換熱管傾斜設計等，根據能量守恒、傳熱學基本公式及圓管傳熱傳質經驗公式進行熱力分析，考慮濕區傳質過程，計算盤管傳熱系數、傳質系數，確定換熱器結構，得到閉式冷卻塔所需配風量、噴淋水量，預測Co2冷卻氣體出口溫度、噴淋水平均溫度及出塔空氣溫度、含濕量，噴淋水蒸發量、補水量等參數。本發明采用迭代計算思想，提高了設計過程準確性和規范性；結合換熱器生產經驗，使本設計方法更廣泛的用于企業生產實踐，提高設計效率，降低生產成本。

技術領域

本發明設計方法適用于特殊冷卻介質用閉式冷卻塔的設計計算，屬于冷卻塔設計領域。

背景技術

閉式冷卻塔具做為一種新型的換熱設備具有節水、節能、結構簡單緊湊、安裝維修簡單等優點，比傳統換熱設備相比有更好的冷卻效率，且冷卻介質與外界不直接接觸，保證了冷卻介質的清潔性，在空調制冷、化學化工領域具有廣闊的市場前景。但國內Co₂氣體冷卻用閉式塔設計方法目前發展還不成熟，廠家大多跟據工程經驗進行估算，或者參考傳統的設計方法進行設計，存在換熱面積裕量大，耗材多，成本高、資源浪費等問題。

此外，傳統的閉式塔熱力分析側重于傳熱計算，但管內流體的熱量是靠噴淋水的汽化潛熱傳給空氣將熱量帶走的，因此管外噴淋水和空氣的傳熱傳質計算也是閉式冷卻塔熱力分析中不可缺少的重要部分。

發明內容

為解決上述問題，本發明對Co₂氣體冷卻用閉式冷卻塔設計方法進行優化，利用能量守恒、傳熱學基本公式及傳熱傳質經驗公式，對管內流體為Co₂氣體的閉式冷卻塔進行熱力分析，設計盤管換熱器、計算所需噴淋水量、風機風量，通過計算預測Co₂氣體出口溫度、噴淋水平均溫度、出塔空氣參數、噴淋水蒸發量、補水量等值，指導閉式冷卻塔的優化設計。

為了實現上述目的，本發明是通過如下的設計方案來實現：一種Co₂氣體冷卻用閉式冷卻塔設計方法，包括如下步驟：

S1：開始；

S2：確定單塔冷卻任務：單塔Co₂氣體冷卻流量Q（m³/h）、進出塔狀態參數：冷卻氣體壓強P₁，進塔溫度T₁，出塔溫度T₂；

S3：環境氣象條件：環境氣象條件：環境大氣壓Pa、環境空氣干球溫度θ、環境空氣濕球溫度τ，根據熱力學計算公式，計算相對濕度φ_i、進塔空氣含濕量x_i，干球溫度對應飽和蒸汽分壓p_θ，濕球溫度對應飽和蒸汽分壓p_τ，進塔濕空氣密度ρ_i,進塔空氣焓值h_i；

S4：假定噴淋水平均溫度t_w，計算對數平均溫差△T_m；

S5：假定換熱系數，根據△Tm計算初估換熱面積F_o；

S6：根據生產經驗選擇盤管規格，初定換熱器結構。確定盤管材質、盤管外徑D_o、壁厚δ，單排管長L，排列方式、每流程層數P，每流程管根數G’，管程數N，每排管根數G，管排數P，根據生產經驗選擇緊湊型或標準型布置盤管，考慮到日后的安裝與清洗工作選擇合適的橫向管心距S₁與縱向管心距S₂；

S7：計算設計換熱面積。根據S6中初設的換熱器結構，計算盤管換熱面積F，并且計算盤管重量M；