閉式冷卻塔在釀酒行（háng）業使用（yòng）的可行性方（fāng）案

某酒廠製酒車間的白酒生產現采用的是不鏽鋼(不鏽耐酸鋼)套管式白酒（jiǔ）冷卻（què）器，需要大量的冷水來滿足（zú）冷卻製酒的需求，冷（lěng）水流過冷卻器後，溫度上升即行排放，冷（lěng）水隻用一次（cì）。且生產所用供水硬度較高（gāo），該水在冷卻過程中由於（yú）蒸發，接觸大氣，水質更加惡化，鈣鎂離子（zǐ）濃度更高，會在工藝設備(shèbèi)上嚴重結垢、腐化侵蝕 ，使換熱過程難以順利進行，加（jiā）大了冷卻水的使用量（liàng）。隨著市場的增大，酒廠生產用（yòng）水量和廢（fèi）水排放量逐年增（zēng）大，原生產冷卻水沒有合理地（dì）循環利用，浪費水（shuǐ）資（zī）源。因此，對生產（chǎn）冷卻水（shuǐ）合理地循環利用，每年可節約大量水資源。這是對（duì）國家節能減排政策的（de）積極響應（yīng）並將付諸行之有效的措施。

閉式循環水冷卻係統(system)是為生產設備實施水（shuǐ）冷卻而配置（zhì）的。以水作為冷卻介質，並循環使用的一種冷卻水係統。冷卻係統以水冷卻移走工藝介質或換熱設備所散發的熱量，冷水流過需要降溫的生產設（shè）備（常稱換熱設備，如換熱器、冷凝器（類別（bié）：換熱設備）、反應器）後，溫（wēn）度上升，使升（shēng）溫冷水流過冷（lěng）卻設備則水溫回降，可用泵送回生產設備再次（cì）使循環使用。冷水的用量大大降低，常（cháng）可節約95%以上。冷卻水占（zhàn）工業用水量的70%左右。因此，循環冷卻水（shuǐ）係統（tǒng）起了節約（yuē）大量工業用水（shuǐ）的作（zuò）用。循環冷卻水使用的目的是能（néng）有效地節約水資源、減少熱汙（wū）染。

2、製酒（jiǔ）車間（jiān）冷卻（què）循環（huán）水（shuǐ）係統控製要求

根據長（zhǎng）期調（diào）研生產數據，*後得出該（gāi）醬香型白酒製酒車間冷卻循（xún）環水係統控製的要（yào）求為：環境濕球溫度（dù）28℃，一棟生產房冷卻水需要量為25m3/h，四棟共需要（yào）水量100m3/h，冷卻前水溫55℃，冷卻後水溫32℃。

3、可行性分析

（1）節水效能分析

根據調研所（suǒ）得數據(data)，係統(system)需求（qiú）冷卻水量為100m3/h，冷卻溫差23℃。蒸發水消耗約為循環水量的0.16%/℃，即蒸發水消（xiāo）耗=100m3/h*0.16%/℃*23℃=3.68m3/h。為減少管路（lù）結垢（屬於化學遺留物）、抑製微生物生產，控製（zhì）排汙量和補充水量為循環流量的5%，即排汙水量=100m3/h*5%=5m3/h。在每個窖期的開始時對整個水箱和冷卻塔(The cooling tower)的衝洗一次，需放空水箱和冷卻塔，按*大量計算（放空前水箱滿水），水箱存水60m3，衝洗用0.5m3，冷卻塔存（cún）水2m3，衝洗用（yòng）0.5m3，所以（yǐ）共用（yòng）水63m3。按每輪次生產（chǎn）20天、每天（tiān）16小時（shí）折算衝洗用水量=63/（20*16） = 0.2m3/h。

結論：相對於非循環水，采用循（xún）環供水後汙水排放減少94.8%，清水消耗減少91.12%。

（2）用電效能分析(Analyse)

根（gēn）據泵站與高位（wèi）水池的距離和高差、流量，測算清（qīng）水用電約2（kW/h）/m3，汙水處理(chǔ lǐ)由於在下遊、耗電可（kě）以過忽略，即非循環供水耗電約2（kW/h）/m3。 電能消耗=加壓泵30kW+風機11kW*2+散水泵1.5kW*2+過濾器2kW+控製回路1kW=58kW，循環水量100m3/h，係統(system)采用變頻控製，按節能係數0.8計算，平均（jun1）電能消耗0.464

（kW/h）/m3。

結論：對比數據，采用循（xún）環水（shuǐ）後電能消耗降低了（le）25.4%，節能效果明顯。

（3）技術可行性（xìng）

根據循環水量和溫差，計算散熱負荷，選用散熱能力好的HBY型橫流式冷卻塔雙機組合，可以達到（dào）要求。封閉式冷卻塔噴淋水係統的防凍問題通常在積水盤內增加（jiā）電加（jiā）熱（rè）器，一般在噴淋（lín）水低於5℃時開啟，8℃以上停掉。溫度探頭將信號傳遞至（zhì）控（kòng）製櫃，自動控製電加熱器的啟停。電加熱（rè）器的功率選擇依據循環水量和外界氣溫確定。根據循環水量和壓力要求，相應的泵也（yě）屬於常規（guī）產（chǎn）品，容易滿足。

4、係（xì）統(system)方案(fāng àn)設計（jì）

（1）循環冷卻水方案設計

按照冷卻循環水是否與大氣直（zhí）接接觸冷卻，可將冷卻塔分為開式冷卻塔和閉式冷卻塔。閉式冷卻塔是將管式換（huàn）熱器置於塔內，通過流通的空（kōng）氣、噴淋水與循環水的（de）熱交換（huàn）保證降溫（wēn）效果。開式冷卻塔內空（kōng）氣與水進行充分的接觸。大氣中塵埃（āi）不斷混入（rù）水中，造成菌藻滋生；由於冷卻水蒸發、飛濺、漏損、濃縮（suō）形成的鹽類（lèi）汙垢，造成管網堵塞；另外係統（tǒng）內（nèi）隻安裝普通的過濾裝置，不能完全去除這些雜質（zhì），導致水的電導（dǎo）率增加，造成管道腐化侵蝕 ；冷卻水經過被冷（lěng）卻設備時溫（wēn）度上升，水中的鈣、鎂離子溶解（jiě）度發生變化會形（xíng）成（chéng）水垢(Scale)。降（jiàng）低（dī）了換熱效率，影響係統正常工作。所以，敞開式冷卻循環水存在（zài）水垢、汙垢（gòu）、腐蝕、菌藻、管網腐蝕和濃縮倍（bèi）數的（de）控製（control)等問題。

閉式冷卻塔（也叫蒸發式空冷器或密閉式冷卻塔）是將管（guǎn）式換熱器置於塔內，通過（guò）流通的空氣、噴淋水與循（xún）環水的熱（rè）交換保證降（jiàng）溫效果。由於是閉式循環（huán），其能夠保（bǎo）證水質不受汙染，很好的保護了主設備的高（gāo）效運行（háng），提高了使（shǐ）用壽命。閉式冷卻塔按風的流向分為橫（héng）流式冷卻塔（tǎ）和逆流式冷卻塔，橫流式冷卻塔風從兩側進從上方（fāng）出，風與從下往下的噴（pēn）淋水相（xiàng）交，逆流式冷卻塔風下進上出，與噴淋水方向相反。與逆流式冷卻塔相比（bǐ），橫流式冷卻塔具有風機功率小、散（sàn）水泵功率小、噪音低、飄水量（liàng）小、可在運行時進行日（rì）常維護、可模塊化組裝、擴容方便等優點。

（2）廠房回水管道設計

該製酒車間（jiān）包括4棟生產廠房，每棟生產廠房內有4個班，8個班組（zǔ）走（zǒu）1條總線，采用DN110的PPR環保供水管，在冷卻（què）塔出水處匯聚成1條（tiáo）DN160的PPR環（huán）保供（gòng）水管，所有水管采用PPR環保供（gòng）水管，完全符合GB/M318742.1、GB/M318742.2、GB/M318742.3以及（jí）GB/M317219 衛生標準及（jí）國家衛生部相（xiàng）關（guān）的衛（wèi）生安全評價（jià）規定。PP-R產品(Product)具有耐熱（rè）、耐壓、保（bǎo）溫節能、使（shǐ）用壽命長及經濟(jīng jì)等優點，將逐步取替現有的其它種類水管而成為主導產品。

每個（gè）冷卻灌（guàn）的循環水溢出管采用DN32的PPR管，在溢出口裝有一個DN32的（de）活接球閥（fá），每（měi）個班的兩個（gè）冷卻灌溢出管道經（jīng）DN63變DN32的變徑接頭將水匯總到DN63的回水管（guǎn）裏；較遠兩個班的冷卻（què）溢出水又經DN110變DN63異形（xíng）接頭或變徑接頭將水匯總到DN110的（de）回水管裏（lǐ）；*後（hòu）四個班的回水經（jīng）DN160三通、DN160變DN110、DN110變DN63變徑接頭將回水匯總到DN160總管回流至水箱（組成部（bù）分：高水箱（xiāng）、存水箱、低（dī）水箱）內（nèi），在進入水（shuǐ）箱之前進過籃式過濾器進行除渣，保證回流水質。封閉式冷卻塔噴淋（lín）水係（xì）統的防凍問（wèn）題通常在積水盤（pán）內增加電加（jiā）熱器，一（yī）般在噴淋（lín）水低於5℃時開啟，8℃以上停掉。溫度探頭將信號傳遞至控製櫃，自動控製電加熱器的啟停（tíng）。電加熱（rè）器的功率選擇依據循環水量和外界氣溫確定。其中A12-03、A12-04、A12-05三棟廠（chǎng）房地理位置比水箱高，可借用水的（de）壓力自然回流，而A12-06這棟（dòng）廠房與水箱位置相平，水不宜回（huí）流，故在（zài）主管上加（jiā）有一個循環水泵。

（3）係統全自動控製設計

係統采用西門子200PLC進行數據處理和控製，實現全自動、無人值守、無按鍵操作（zuò）。閉式冷卻塔現在這類冷卻設備的形式較多，其共同的特征是在間壁式換（huàn）熱器外噴淋水並且強製通風，熱從間壁式換熱器內（nèi）的被冷卻流（liú）體中經壁麵傳給壁麵外的（de）噴淋水，再通過噴淋水與空氣的強製對（duì）流傳給空氣，而噴淋水向（xiàng）空（kōng）氣的傳熱，主要是由噴淋水蒸（zhēng）發的潛熱和噴淋水與空氣的顯熱交換組（zǔ）成的。

a. 恒壓供水控製：對供水壓力進行PID控製，控製變頻器調節加壓泵轉速，使壓力穩定於設定值（zhí）。

b. 恒（héng）溫供水控製：對冷卻（què）溫度（dù）PID控製，控製變頻器（qì）調節風（fēng）機（Draught Fan）轉（zhuǎn）速，使溫度低於設定值。

c. 自動啟停控（kòng）製：工人無需操作任何按鈕，隻（zhī）需打開（kāi）/關閉冰缸進水閥，就可實現係統（tǒng）的啟動/停止（zhǐ），實現閑時停機節（jiē）能。當（dāng）停止生產，關掉（diào）冷卻缸進水閥時，管道無水流動，壓力增大，變頻器長時間低頻工作一段時間（jiān）後，係統自動進入休眠狀態，所有設（shè）備停（tíng）止運行。當打開水閥，檢測（cè）到供水壓力低時立即啟動加壓泵，迅速恢複供水壓（yā）力（lì）。

d. 自動水（shuǐ）箱液位（wèi）控（kòng）製：控（kòng）製補水閥使水箱水位在一定範圍（wéi）內。水箱水位低於（yú）設（shè）定值時，打開補水閥。當水箱水位高於設（shè）定值時，關（guān）閉補水閥。

e. 水箱（xiāng）自動粗過濾：水箱內設置有3mm過濾網和衝洗掃渣裝置，定時（shí）運行，確保大的雜質不進入水箱（xiāng）。

f. 管道精細過濾：在主供水管上安裝100微米過濾（lǜ）器，濾除大於100微（wēi）米的雜質，定時（shí）衝洗。

h. 觸控屏界麵：顯示係統拓撲圖，顯示（shì）各設備運行狀態，顯示運行數（shù）據(data)，手動操作各設備，設置（zhì）運（yùn）行參數等。