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    廣東冷卻水塔優化:運行和安全方面

    第1部分:復雜度影響可靠性,操作和效率。
    這將分為兩個部分。在這里,我們描述冷卻水塔的操作和安全方面。下一節將討論它們的控制和優化。
     
    冷卻水塔(CT)是水-空氣熱交換器,用于將過程中的廢熱排放到大氣中。它們的大小不一,從小型屋頂單元到非常大的雙曲面結構,其高度可高達200 m(660 ft),直徑可高達100 m(330 ft),也可以是大于40 m的矩形結構。高度(130英尺),長80 m(260英尺)。
     
    正常運行時,它們可為工廠的安全提供服務,而其故障則可能因過熱而導致嚴重事故。他們的運營成本是水和空氣運輸成本的總和,因此,如果這些成本最小化(優化),則可以將工廠的運營成本降低很多。 (在IBM的工作中,我們通過優化將工廠的運營成本降低了17%。)
     
    本文介紹了不同廣東冷卻水塔設計可以提供的安全性(可靠性)級別,以及可以通過優化降低運行成本的控制系統。
     
    廣東冷卻水塔

    冷卻水塔術語和操作
    所有的廣東冷卻水塔都利用煙囪效應,該效應使外部空氣通過塔。由煙囪效應引起的空氣運動取決于底部進入的較冷外部空氣與內部空氣之間的密度差,該密度較輕,因為它更溫暖,更潮濕??諝獾臐穸入S著塔中空氣的上升而增加,因為只要水的溫度高于空氣的濕球溫度,它就會不斷蒸發。這種蒸發降低了內部空氣的密度,并且還導致循環水的損失,這需要補充。隨著水的熱量傳遞到空氣中,密度較低的內部空氣上升并吸入塔底的新鮮空氣。
     
    如果增加塔容量(傳熱面積)或通過塔的氣流,則方法會減少;如果水流量減少,則方法會減少。范圍是過程中返回的熱水溫度(Tin)與工廠的冷卻水供應溫度(Tout)之差。
     
    在廣東自然通風冷卻塔中,氣流僅由“煙囪效應”引起,而在機械通風塔中,氣流被風扇放大,這些風扇位于塔的頂部并拉動空氣(感應風扇塔)或位于底部,將空氣(強力風扇塔)推入立柱。
     
    廣東冷卻水塔提供給工廠的水的溫度(Tout)始終高于對其進行冷卻的空氣的濕球溫度(Tw)。如果溫度計燈泡被濕的,吸水的物質覆蓋并暴露在空氣中,則蒸發會將燈泡冷卻至周圍空氣的濕燈泡溫度。這是干濕計讀取的溫度。如果空氣中充滿了水,則濕球,干球和露點溫度都將相同。否則,濕球溫度高于露點溫度,但低于干球溫度。
     
    Tout只能“接近” Tw,但不能達到。如果塔容量(傳熱面積)或通過塔的氣流增加,而塔的容量減少,則這種方法(A = Tout-Tw)將減少如果水流量減少。 CT的范圍(R = Tin-Tout)是從過程返回的熱水溫度(Tin)與向工廠供應的冷卻水溫度(Tout)之間的差。這些術語如圖1所示。
     
    CT在冬季效率更高(約80%),在夏天效率較低(約65%),在高濕度地區效率也較低。 CT的效率是其范圍之比除以其范圍之和再加上方法之和的100倍:
    µ = 100(Tin-Tout)/(Tin-Tw)


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