HG T 20522-1992 化工企业冷却塔设计规定.pdf
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1、中华人民共和国行业标准化工企业冷设计规定HG 20522-92 主编单位z化工部第八设计院批准部门g化学工业部化工部工程建设标准编辑中心1992北京贝。1. O. 1 化工企业冷却塔的设计应符合安全生产、经济合理、保护环境、节约能源、节约用水和节约用地,以及便于施工运行和维修等方面的要求。1. o. 2 化工企业冷却塔的设计应在不断总结生产实践经验和科学试验的基础上,积极开发和认真采用先进技术。1.0.3 本规定适用于化工企业新建和扩建的机械通风湿式冷却塔的设计。当设计其它行业工程时,可按有关行业规定执行,如有关行业无规定时,可执行本规定。1. O. 4 冷却塔的大、中、小型界限按下列划分z大
2、型z单格冷却水量负荷大于1500旷/h。中型:单格冷却水量负荷大于500m3/h川、于和等于1500m/总1 币。b 小型:单格冷却水量负荷小于和等于500m/h。1. O. 5 换热器、冷凝器所需冷却水量与冷却水温度tl t2有关,冷却塔设计应密切配合化工工艺,并进行多方案比较,达到技术先进、经济合理。1. O. 6 下列情况宜设置独立的循环冷却水系统:1. 0.6.1 当冷却水含有特种化学物质时,如乙:快、沼气、炭黑、烧碱、硫酸、磷肥等装置的冷却水系统。1. O. 6. 2 换热器材质对冷却水质有特殊要求时。1. O. 7 循环冷却回水管道系统设计应考虑回水余压上塔,达到节省能耗。1. O
3、. 8 当技术经济、气象参数、工艺参数条件适宜(温差小于/Jlu吨IVl旷1 80C、冷幅高为5TC)时,可采用自然通风风筒型冷却塔。1. O. 9 冷却塔的热交换特性宜采用原型塔实测数据,当缺乏原型塔的实测数据时,可采用模拟塔的试验数据,并对模拟塔试验数据进行O.851. 00的修正。1. O. 10 化工企业冷却塔设计除应执行本规定外,尚应符合现行有关的国家标准、规范的规定。. 2 、U , - 2 的取值和整理2.0.1应选用能代表冷却塔所在地气象特征的气象台、站的气象参数。必要时宜在冷却塔所在地设置气象观测站。2.0.2气象参数应采用近期连续不少于五年,并取每年最热时期三个月的日平均值
4、。2.0.3 气象参数的取值应以)昼夜四次或三次标准时间测值的算术平均值,作为日平均值。2.0.4 化工企业冷却塔设计应按湿球温度频率统计法。应采用每年在最热时期,不超过五个日平均湿球温度,及其相对应的其它气象参数,i十算冷却塔的冷却后水温。3 3 一般定3. O. 1 冷却塔设计的热力计算,宜采用熔差法或经验方法,还应遵循下列基本方程z3.0.1.1 逆流型冷却塔N一全旦旦主-C-K,Q 式中3N冷却数pt.t:-水温差,OC;b.im平均熔差;J/kg.干空气(kcal/kg.干空气hC, 水的比热.J/kg C (kcal/kg C); (1) 13.,一一含湿量差的容质散质系数.kg/
5、m3.h(kg/kg); V一填料体积,dpQ一一冷却水流量.kg/h;Kj一修正系数(见表3.O. 1. 1) , 3.0. 1. 2 横流型冷却塔N = t.t. : C, = 一一一一=二H6im - Kjq 式中:N一冷却数26t-水温差,C ; b.irn一二平均恰差.J/kg.千空气(kcal/峙,干空气); C, 水的比热.J /kg C (kcal/kg C); (2) Bx-一含湿量差的容质散质系数,kg/mh(kg/kg); q一-j林水密度.kg/m h; H一填料高度,m;K,-修正系数(见表3.0.1.1)。4 百1fhmfi(C) kg) o. 5 20.0 586
6、.00 1. 0321 0170 0337 21. 0 585.44 .0179 22.0 584.88 .0354 0188 23.0 584.32 . 0370 .0196 24.0 583. 76 . 0386 .0205 K 1十主(-0.12沁各种平均水温及气水比的一-一一二7一一-一表K, 1 + 0.53二旦(O.12) r皿气71200 塔排净距,m 9 12 25 27 33 3.0.8 多排布置的逆流型塔群,当塔排长度小子70m时,考虑其湿热空气回流和干扰的影响,宜按设计选定的湿球温度值再附加0.1 O. 3.C。3. O. 9 多排布置的横流型塔群,当塔排长度小于70m时
7、,考虑其湿热空气回流和干扰的影响,宜按设计选定的湿球温度值再附加0.10.5.C。3.0.10 多格组合的塔群,应根据化工工艺开试车程序、冷却塔风机检修条件,在塔下集水池适当采取分隔措施。l/ 俨9 4 设计计4.1 热力计算4. 1. 1 逆流型冷却塔的热力计算,宜遵循下列规定s4. 1. 1. 1 冷却水温差为615C的中、小型冷却塔的热力计算,宜采用平均熔差法(对数均值法)。4. 1. 1. 2 冷却水温差为6150C的大型冷却塔的热力计算,宜采用辛普生近似积分法。4. 1. 1. 3 冷却水温差大于15C的大、中、小型冷却塔、新开发冷却塔的热力计算,宜采用辛普生近似积分法。4.1.2横
8、流型冷却塔的热力计算,宜遵循下列规定z4. 1. 2.1 冷却水温差为615c的中、小型冷却塔的热力计算,宜采用别尔曼近似求解法(B.努谢尔特公式)。4.1.2.2 冷却水温差为615C的大型冷却塔的热力计算,应采用经过鉴定的电算程序,条件暂不具备时,宜采用分段积分法。4.1.2.3 冷却水温差大于15C的大、中、小型冷却塔、新开发冷却塔的热力计算,应采用经过鉴定的电算程序。10 吨3 j 4.2 通风阻力计算4.2.1 冷却塔的通风阻力系数,宜采用原型塔的实测数据,当缺乏实测数据时,可按经验方法计算。4.2.2 按经验方法采用分步计算的总阻力系数往往偏小,在选择风机时应留有适当裕度。4.3
9、水量损失计算冷却塔的水量损失应根据蒸发、风吹、排污损失水量确定。4.3.1 初步确定冷却塔蒸发损失水量占进入冷却塔循环水量的百分数,可按下列经验公式计算=P.Kc.t 式中:P.-蒸发损失率,%; c.t-冷却塔进水与出水温度差,C ; k一一一系数.1/c(按表4.3. 1采用)。环境气温,1;-10 。10 K , 1!C 0.08 O. 10 O. 12 (3) 表4.3.120 30 40 O. 14 O. 15 O. 16 4.3.2 机械通风冷却塔的风吹损失水量占进入冷却塔循环水量的O.Z%O.3%。4.3.3 排污损失水量应根据对循环水水质的要求汁算确定。11 5 塔型选5.0.
10、1 冷却塔塔型的选择,一般宜根据冷却水量、冷却帽宽(t1-t2)、冷却幅高(t,-,)、冷却水质、运行方式、设备材料供应情况,及可供布置冷却塔位置的大小和施工条件,通过技术经济方案比较后确定。5.0.2选择塔型时,应使组合塔群的冷却能力和工艺装置要求的总冷却水量相匹配。5.0.3 冷却培设计在满足化工工艺要求的冷却水温。,)条件下,培型选择应遵循下列规定25. O. 3. 1 冷却幅高(t2-,)为5C以下时,宜采用逆流型冷却塔。-5. O. 3. 2 冷却幅高(t,-,)为4C(包括4C)以上时,宜采用横流型冷却塔。5.0.4 在冷却幅宽(t1-t,)已定条件下,当化工工艺冷却水量参数变化幅
11、度为士10%左右时,宜采用逆流型冷却塔;变化幅度为土20%左右时,宜采用横流型冷却塔。5.0.5培体结构选择宜遵循下列原则:5.0.5.1 大、中型冷却塔的塔体主要承重部分,应采用钢筋混凝土结构或钢结构。5.0.5.2 小型冷却塔的塔体主要承重部分,宜采用钢筋混凝土结构、钢结构以及玻璃钢结构。5.0.6大、中型冷却塔的风机风筒设计,宜遵循下列规定:5. O. 6. 1 风筒喉部风机叶片水平轴线以下的吸入段,应采用流线型,吸入段高度宜大于l.Zm。12 a 、5.0.6.2 风筒喉部风机叶片水平输线以上的扩散段(筒)高度,宜等于风机的半径p扩散段(筒)的中心角宜为14。p扩散段(筒的出口直径按下
12、式计算zD.=D,+O.246L。式中zD。一扩散段(筒出口直径,m,D,-一风机直径,m;L.-扩散段(筒高度,mo(4) 5. O. 6. 3 风机风筒宜采用钢筋混凝土、聚酶玻璃钢制作。5. O. 7 大、中、小型冷却塔淋水填料的型式和材料的选择,应根据下列因素综合考虑确定25.0.7.1 塔型。5.0.7.2循环冷却水的水温和水质。5.0.7.3 填料的热力特性和阻力性能。5.0.7.4 填料的物理力学性能、化学性能和稳定性(耐温度变化、抗老化和抗腐蚀等。5.0.7.5 施工和检修方便。5. O. 7.6 填料的支承方式和结构。5. O. 8 大、中型冷却塔的配水系统应满足配水均匀、通风
13、阻力小、能量消耗低和便于维修的要求。5.0.8.1逆流型冷却塔宜采用管式配水系统,配水干管的起点流速宜采用1.Ol. 5m/so 5. O. 8. 2横流型冷却塔宜采用池式配水系统,水深的设计值应大于溅水喷嘴内径,或配水底孔直径的6倍p池壁超离不小于O. 1m;池顶宜设盖板或采取防止光照下滋长微生物和苔碎的措施。13 、包14 附加说明提出单位:主编单位主要起草人z编制:审定:本规定提出单位、主编单位和主要起草人化工部给排水设计技术中心站化工部第八设计院石震曾潘椿秦瑞良化工企业冷却塔设计规定H刀E HG 20522-92 说文条则总1 1. O. 1 提出在冷却塔设计中,需要贯彻国家技术经济方
14、针、政策的几个重要方面。1.0.2 随着我国化工企业的发展,工业冷却水将大量增长。由于水资源的限制,冷却水的循环使用必将日益发展。为了使设计的冷却塔能够安全、经济、高效、实用,必须坚持在不断总结生产实践经验和科学试验的基础上,积极开发和认真采用先进的技术。1. O. 3 规定了本规定的适用范围在适用的工程类别方面,规定了新建和扩建工程。由于改建工程的实际情况比较复杂,不便作统一规定,可参照本规定有关条文执行。在冷却塔类别方面,本规定仅适用于机械通风湿式冷却塔的设计。1. O. 4 冷却塔大、中、小型的界限划分,可按风机直径的大小、土建结构尺寸和结构难易度,以及单格塔的冷却水量进行划分。本规定按
15、照上述各方面的因素和国内化工企业较成熟的冷却塔系列,15 r 一一一一-一一一一一、一一一一一-不一-一一规定了按单格冷却水量负荷划分界限。1. O. 5 冷却塔的设计是依据化工工艺所提供需要的冷却水量、冷却幅宽(t,一、以及当地气象条件数据,进行设计计算的。由于目前国内成熟的塔型系列较少,通常产生如下类似情况2计算结果仅需3.Z格塔,设计者轻率采用4格塔,故本条规定应密切配合化工工艺,进行多方案比较,达到技术先进,经济合理,以克服目前化工企业冷却塔设计过份保守的倾向b1. O. 6. 1 本条系考虑易受污染的工业冷却水不会发生相互干扰和中和,以便于操作维护。. O. 6. 2 本条规定设计人
16、员宜依据换热器的材质,来确定循环冷却水系统,如不锈钢管材限定了氯离子允许值,铜管材不允许含氮等。1. O. 7 本条系根据化工企业生产部门反映的意见制订的。1. O. 8 自然通风风筒型冷却塔基建投资较高,但运行成本低、管理检修方便,所以在条件适宜时,通过技术经济比较后,可以采用自然通风风筒型冷却塔。1. O. 9 冷却塔的热交换特性通常以冷却数N、容质散质系数Bxv的经验关系式表示:N=Am Bxv = Bgmqnti 式中,g一一通风密度,kg/m/8; q一一淋水密度,kg/旷/8;t , 迸水温度,.C ; m、n、p一一经验指数。(1) (1 ) 常数A、B和指数m.n、p,均需通过
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