朱羽中
（中石化九江分公司化肥廠，江西 九江 332004）

　　摘要：利用 EXCEL電子表格編寫冷卻塔計(jì)算程序，對冷卻塔的冷卻效率進(jìn)行了簡單直觀的判斷，既方便又準(zhǔn)確，簡化了程序過程。
　　關(guān)鍵詞：冷卻塔；冷卻數(shù)；冷卻效率；計(jì)算程序
　　中圖分類號：TU991.42 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B 文章編號：1009—2455（2003）06—0061—03

　　冷卻塔的熱力計(jì)算相當(dāng)復(fù)雜，手算程序尤其繁瑣，并且還涉及到查表，筆者采用EXCEL電子表格設(shè)計(jì)了熱力計(jì)算程序，只需具備EXCEL編輯公式的能力就可直接操作，操作簡單，方便實(shí)用。非常適合于從事冷卻塔設(shè)計(jì)和運(yùn)行管理的工程技術(shù)人員使用。

l 理論分析

　　
式中：Q——冷卻水量，m3/h；
　　　β——容積散質(zhì)系數(shù)，kg/(m3·h)；
　　　k——蒸發(fā)水量散熱系數(shù)；
　　　i,i"——分別為空氣焓值，飽和焓值，kJ/kg；
　　　Cw——水的比熱，kJ/(kg·℃)

　　式（1）中右邊表示冷卻塔的冷卻任務(wù)的大小，稱冷卻數(shù)或交換數(shù)。由設(shè)計(jì)的進(jìn)出水水溫、溫差以及大氣氣象條件決定的。左邊為選定的淋水填料所具有的冷卻能力，稱冷卻特性數(shù)，與選擇填料的熱力性能和氣水比有關(guān)。對于給定的冷卻任務(wù)而言，可以選擇適當(dāng)?shù)奶盍弦约疤盍象w積來滿足冷卻任務(wù)。（1）式右邊可用圖1所示的冷卻塔工藝熱平衡形象地表述水與空氣之間的關(guān)系及烙差推動(dòng)力。圖1中AB線為飽和烙曲線，與進(jìn)出水溫度t₁ 和t₂有關(guān)，CD線為空氣操作線，C點(diǎn)對應(yīng)為進(jìn)塔空氣焰，D點(diǎn)對應(yīng)為出塔空氣焰，CD線取決于大氣條件 與水比 λ以及溫差。其中i₂=i₁+Δt/λ,t_m為平均溫度，i_m=(i₁+i₂)/2。

2 Excel計(jì)算軟件的編制方法

　　首先設(shè)計(jì)如圖2所示的表頭，圖中B－H項(xiàng)為設(shè)計(jì)者直接填人數(shù)值，I－X項(xiàng)為計(jì)算機(jī)自動(dòng)顯示計(jì)算結(jié)果，只要在表的各參數(shù)對應(yīng)位置輸人相應(yīng)的參數(shù)即可完成計(jì)算軟件的編制。冷卻塔計(jì)算中涉及的公式如下：
　?、亠柡退魵鈮毫Φ挠?jì)算
　　以飽和水蒸氣壓力的計(jì)算為例說明計(jì)算軟件的編制方法
　　E=0.014196-3142.305(1/T-1/373.16)+8.2lg(373.16/T)-0.0024804(373.16-T)　　　　(2)
　　Pq"=98.065×10^E (kPa) 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 (3)
　　單擊K6處，在編輯欄內(nèi)輸入“=98.065*10^(0.014196-3.142305*(1000/(273+D6)-1000/373.16)＋82*lg（373.16／（273＋D6》-0002 480 4*（373.16－（273＋D6）））”，單擊“Enter”鍵，則相當(dāng)于濕球溫度，水蒸氣壓力公式編輯完畢。同理，相當(dāng)于干球溫度θ的水蒸氣壓力編寫方法是用鼠標(biāo)單擊L6 處，將上式中的 D6改為 E6即可。

　　　　
　　在06處輸入公式(6)，可計(jì)算得λ。
　　⑤飽和空氣焰的計(jì)算
　　為方便統(tǒng)一的公式編輯，同時(shí)省去查表的步驟，可引人內(nèi)田秀雄^[1]給出飽和恰與溫度的關(guān)系式：i″＝8.265－0.24 t＋0.025 4 t²，即圖中的 A B線，單擊P6處，在編輯欄輸人“=8.265－024*B6＋0.025 4”B6⌒2”，單擊“Enter”鍵完成 i₂″。i_m″編寫方法同i₁″的編寫方法，將上式中的B6分別改為C6，J6即可。
　?、捱M(jìn)出塔空氣焰值的計(jì)算
　　由圖1可以看出進(jìn)塔空氣焰可近似等于濕球溫度，對應(yīng)的飽和空氣焰，因此i₁ 計(jì)算方法同i₁″，將B6改為D6即可。
　　
　　單擊W6處，在編輯欄輸人“=1-0.106*（1-（Q6－T6）／（P6－S6））＾3.5”，單擊“Enter”鍵。ΩH的計(jì)算方法是鼠標(biāo)單擊X6處，然后在如圖所示的編輯欄輸人“＝V6／W6”，再單擊“Enter”鍵，至此時(shí)整個(gè)計(jì)算程序編寫完畢。

3 軟件的計(jì)算驗(yàn)正

3.1 與手算結(jié)果的對比
　　用此程序校驗(yàn)上?？茖W(xué)技術(shù)出版社于1981年出版的《冷卻塔》及中國建筑出版社于1986年出版的《給水排水設(shè)計(jì)手冊》第4冊書中的例題的手算值（見表1）。
　　從表1可以看出手算和電算值結(jié)果相差不大表1 手算和電算結(jié)果對照參數(shù)及結(jié)果 逆流塔橫流塔（1.76％－5.56％），因此采用此程序可信度較高。

3.2 實(shí)塔測試及改造方案計(jì)算
　　某橫流塔幾種不同的測試工況如表2，利用此EXCEL 程序?qū)ζ渑袛啵ㄒ妶D3）。

　　工況1 是該冷卻塔運(yùn)行半年后進(jìn)行測試的；工況2是該冷卻塔運(yùn)行6a后進(jìn)行測試的；工況3是該冷卻塔在更換填料后進(jìn)行測試的。將測試的3個(gè)工況的B～F項(xiàng)直接填人表格中，然后用鼠標(biāo)單擊I6處，按住鼠標(biāo)左鍵不放，將鼠標(biāo)拖至X5 處，將鼠標(biāo)移至X5 右下角，等光標(biāo)變成小“＋” 時(shí)，按住鼠標(biāo)左鍵不放，將鼠標(biāo)移至第9行，就可完成復(fù)制工作，在 X7，X8，X9處計(jì)算機(jī)可以自動(dòng)顯示數(shù)值，計(jì)算結(jié)果見圖3。由圖3可知，測試工況1冷卻數(shù)計(jì)算值大于設(shè)計(jì)值，填料的容積散質(zhì)系數(shù)比設(shè)計(jì)值大，能滿足冷卻任務(wù)，而測試工況2和3均低于設(shè)計(jì)值，尤其是運(yùn)行6a后，填料的容積散質(zhì)系數(shù)下降幅度較大，已不能滿足冷卻任務(wù)的需要。對改造方案進(jìn)行分析計(jì)算，保持實(shí)測水量、風(fēng)量、冷卻數(shù)不變，換算出在設(shè)計(jì)工況的進(jìn)水溫度、進(jìn)塔空氣溫度條件下的出塔水溫。結(jié)果見圖4。
　　將設(shè)計(jì)條件下的進(jìn)水溫度、干濕球溫度、大氣壓力填人10～12行處，保持測試水量。風(fēng)量不變，在出水溫度欄內(nèi)處填人溫度值進(jìn)行試算，直至填人的溫度滿足測試工況條件下的冷卻數(shù)值為止。由圖4看出，修正到設(shè)計(jì)條件下，工況1，2，3的出水溫度分別為32.68，34.5，33.12℃。3種工況冷卻塔冷卻效率分別為103.2％，85％，98.8％。
　　當(dāng)然單憑某一工況的測試就對塔的熱力效率作出評價(jià)，不是非常嚴(yán)謹(jǐn)?shù)模缫獙鋮s塔作出科學(xué)合理的判斷，按照NDGJ89－89《工業(yè)冷卻塔測試技術(shù)規(guī)定》要求，需對冷卻塔進(jìn)行全面測試。但本文給出了一個(gè)在沒有全面測試數(shù)據(jù)時(shí)簡便的分析計(jì)算方法。

4 結(jié)語

　　采用EXCEL 表格對冷卻塔冷卻效率進(jìn)行編程，使得煩瑣的計(jì)算變得輕松，工作效率大大提高，為冷卻塔計(jì)算提供了方便，對冷卻塔的運(yùn)行狀況做到心中有數(shù)，為冷卻塔改造和開發(fā)提供可信的依據(jù)。

參考文獻(xiàn)：
　　[1] 趙振國.冷卻塔[M].北京：中國水利水電出版社，1997.

作者簡介：朱羽中（1972－），男，湖北武穴人，工程師，電話（0792）8494346，zyzyql＠163.net.