閉式（shì）冷卻塔在釀酒行（háng）業使用的可行性方案

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)套管式白酒冷（lěng）卻器（qì），需要大量的冷水來滿足冷卻製酒的需求，冷水流（liú）過冷卻器後，溫度上升即行排放（fàng），冷水隻用一次。且生產所用供水硬度較高，該水在冷卻過程中由於（yú）蒸發，接觸大氣，水質更加惡化，鈣鎂離子濃度更高，會（huì）在工藝設備(shèbèi)上嚴重結垢、腐化（huà）侵蝕 ，使換熱（rè）過程難以順利進（jìn）行，加大了冷卻（què）水的使用量。隨（suí）著市場的增大，酒廠（chǎng）生產用水量和廢水（shuǐ）排放量逐年增大，原生產（chǎn）冷卻（què）水沒有合理地循環利用（yòng），浪費水資源（yuán）。因此，對生產冷卻水合理地循環利用，每年可節約大量（liàng）水（shuǐ）資源。這是對國家節能減排政策的積極響應並將付諸行之有（yǒu）效的措施。

閉式循環（huán）水冷卻係統(system)是為生產設備實施水（shuǐ）冷卻而（ér）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（lěng）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（jiàng）溫的生產設備（常稱換熱設備，如換熱器、冷凝器（類（lèi）別：換熱設備）、反應（yīng）器）後，溫度上升，使升溫冷水流過冷卻設備則水溫回降，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（kě）節約95%以上。冷卻水占工業用水量的70%左右。因此，循環冷卻水係統（tǒng）起了節約大量工（gōng）業用水的作用。循環冷卻水使用的目的是能有效地節約水資源、減少熱（rè）汙染。

2、製酒車間冷卻循環水係統控製要求

根據長期調研生產（chǎn）數（shù）據，*後得出該醬香型白酒製酒車間冷卻循（xún）環水係統控製的（de）要求為：環境濕球溫度28℃，一棟生產房冷卻水需（xū）要量（liàng）為（wéi）25m3/h，四棟共需要水（shuǐ）量（liàng）100m3/h，冷卻前水（shuǐ）溫55℃，冷（lěng）卻（què）後水溫32℃。

3、可行性分析

（1）節水效能分析（xī）

根據調研所（suǒ）得數據(data)，係統(system)需求冷（lěng）卻水量為100m3/h，冷卻溫差23℃。蒸發水消（xiāo）耗約為循環水量（liàng）的0.16%/℃，即（jí）蒸發水消耗=100m3/h*0.16%/℃*23℃=3.68m3/h。為減少管路結垢（屬於化學遺（yí）留物）、抑（yì）製（zhì）微（wēi）生物生產，控製排汙量和（hé）補充水量（liàng）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（shuǐ）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（jì）算（放空前水箱滿（mǎn）水（shuǐ）），水箱存水60m3，衝洗用0.5m3，冷卻塔存水2m3，衝（chōng）洗用0.5m3，所以共用水63m3。按每輪次生產20天、每天16小時折算衝洗用（yòng）水量=63/（20*16） = 0.2m3/h。

結論：相對於非循環水，采用循環供（gòng）水後汙（wū）水排放減少94.8%，清水消（xiāo）耗（hào）減少91.12%。

（2）用電效能分析(Analyse)

根據泵站與（yǔ）高位水池的距離和高差、流量，測算清水用電約2（kW/h）/m3，汙水處（chù）理(chǔ lǐ)由於在下遊、耗電可（kě）以過忽略，即非（fēi）循環（huán）供水耗電約2（kW/h）/m3。 電能消耗（hào）=加壓泵30kW+風機11kW*2+散水（shuǐ）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（néng）係數0.8計算，平均電能消耗0.464

（kW/h）/m3。

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

（3）技術可行性

根據循環（huán）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（shuāng）機組合，可以達（dá）到要求。封閉式冷卻塔噴淋水係統的防（fáng）凍問題通常在積（jī）水盤內增加電加熱器，一般在噴淋水低於5℃時開啟，8℃以上停掉。溫度（dù）探頭將信號傳遞（dì）至控製櫃，自動控製（zhì）電加（jiā）熱器的啟（qǐ）停。電加熱器的功率選擇依據（jù）循環水量和外界氣溫（wēn）確定。根據循環水量和壓力要求，相應（yīng）的泵（bèng）也屬於常（cháng）規產品，容易滿（mǎn）足（zú）。

4、係統(system)方案(fāng àn)設計

（1）循環冷卻水方（fāng）案設計

按照冷卻循環水是否與大氣（qì）直接（jiē）接觸冷卻，可（kě）將冷卻塔分為開式冷卻塔和閉（bì）式冷卻塔。閉式冷卻塔是將管式換（huàn）熱器置（zhì）於塔內，通過流通的空氣、噴淋水與循環水的熱交換保證（zhèng）降溫（wēn）效果。開式冷卻塔內空氣與（yǔ）水進行充分的接觸。大氣中塵埃不（bú）斷混入水中（zhōng），造成菌藻滋生；由於冷卻水蒸發、飛濺、漏損、濃縮形成的鹽類汙垢，造成管（guǎn）網堵塞；另（lìng）外係統內隻安（ān）裝普通的過（guò）濾裝置，不能完全去除這些雜質，導致水的（de）電導率增加，造成（chéng）管道腐化侵蝕 ；冷（lěng）卻水經過被冷卻設備時溫度上升，水中的鈣、鎂離子溶解度發生變化會（huì）形成水垢(Scale)。降低了換熱效率，影響係統正常工作。所以，敞開（kāi）式冷卻循環水存在水垢（gòu）、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（què）塔）是（shì）將管式換熱器置於（yú）塔內，通（tōng）過流通的空（kōng）氣、噴淋水與循環水的熱交換保證降溫效果。由（yóu）於是閉式循（xún）環，其（qí）能夠保（bǎo）證水質不受汙（wū）染，很好的保護（hù）了主設備的高（gāo）效運行，提（tí）高了使用壽（shòu）命。閉式（shì）冷卻塔按風的流向分為橫流式冷卻（què）塔和（hé）逆流式冷卻塔，橫流式冷卻塔風（fēng）從兩側進從上方出，風與從（cóng）下（xià）往下的噴淋水相交，逆流式（shì）冷卻塔風下進上（shàng）出，與噴淋水方向相反。與逆（nì）流式冷卻塔相（xiàng）比，橫流式冷卻塔具有風機（jī）功率小、散水泵功率小（xiǎo）、噪音低（dī）、飄水量小、可在運行時進行日常維護、可（kě）模塊化組裝、擴容方便（biàn）等優點。

（2）廠（chǎng）房回水管道設計

該製酒車間包括4棟生產廠房，每棟生產廠房內有4個班，8個班組走1條總線，采用DN110的PPR環保供水（shuǐ）管，在冷卻（què）塔出（chū）水（shuǐ）處匯聚成（chéng）1條DN160的（de）PPR環（huán）保供水管，所（suǒ）有水管采用PPR環保（bǎo）供水管，完全符合GB/M318742.1、GB/M318742.2、GB/M318742.3以及GB/M317219 衛生標準及國家衛生部相關的衛生安全評價規（guī）定。PP-R產品(Product)具有耐熱、耐壓、保溫節能、使用（yòng）壽命長及經濟(jīng jì)等優點，將逐步（bù）取替現有的其它種類水管而（ér）成（chéng）為主導（dǎo）產品。

每（měi）個冷卻灌的循環水溢出管采用DN32的PPR管，在（zài）溢出口裝有一個DN32的活接球閥，每（měi）個（gè）班的兩個冷卻灌溢出管道經DN63變DN32的變徑（jìng）接頭將水匯總到DN63的回水管裏；較遠兩個班的冷卻溢出水又經DN110變DN63異形接頭或變徑接頭將水匯總到DN110的回水管裏；*後四個班的回水經DN160三通、DN160變DN110、DN110變DN63變徑接頭將回水匯（huì）總到DN160總管回（huí）流至水箱（組成部分：高（gāo）水箱、存水箱、低水箱）內，在進（jìn）入水箱之前進過籃式過濾器進行除渣，保證回流水質。封閉式冷卻塔噴淋水係統的防凍問題通常在積水盤內增加電加熱器，一（yī）般在噴淋水低於5℃時開啟，8℃以上停掉。溫度探頭將（jiāng）信號（hào）傳遞至控（kòng）製櫃，自動（dòng）控製電加（jiā）熱器的啟停（tíng）。電加熱器的功率選擇依據循環（huán）水量（liàng）和外界氣溫確定。其中A12-03、A12-04、A12-05三（sān）棟廠房地理（lǐ）位置比水箱高，可借用水的壓力自然回流，而（ér）A12-06這棟廠房與水箱位置相平，水不宜回流，故在主管上加有一（yī）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（kòng）製，實現全自動、無（wú）人值守、無按鍵操作。閉式冷卻（què）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熱器外噴淋水並且強製通風，熱從間壁式換（huàn）熱器內的被冷卻流體（tǐ）中經壁麵傳給壁麵外的噴淋水，再通過噴淋水與空（kōng）氣（qì）的強製（zhì）對流傳給空氣，而噴淋水向空氣的（de）傳熱，主要是由（yóu）噴淋水蒸發的潛熱（rè）和噴淋水與空氣（qì）的顯熱交換組（zǔ）成的（de）。

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

b. 恒溫供水控製：對冷卻溫（wēn）度PID控（kòng）製，控製變頻器調節風機（jī）（Draught Fan）轉速，使溫度低於設定值。

c. 自動啟停控製：工人無需操作（zuò）任何按鈕，隻需打開/關閉冰缸進水閥，就可實現（xiàn）係統的啟動/停止，實現閑時（shí）停機節能。當停止生產，關掉冷（lěng）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（yī）段時間後，係統自（zì）動進入休眠（mián）狀態，所有設備停（tíng）止運行。當打開水閥，檢測到供水壓力（lì）低時立即啟動加（jiā）壓泵，迅（xùn）速恢複供水壓力。

d. 自動水（shuǐ）箱液位控製：控製補水閥使水箱（xiāng）水位在一定範圍內。水箱水位低於設定值時，打開補水閥。當（dāng）水箱水位高於設定值時，關閉補水閥。

e. 水箱（xiāng）自（zì）動粗過濾：水箱內設置有3mm過（guò）濾（lǜ）網和衝洗掃渣裝置，定時運（yùn）行，確保大的雜質不進入水箱。

f. 管道精細過濾：在（zài）主供水管上（shàng）安裝100微米過濾器，濾除大於100微米（mǐ）的雜質，定時衝洗（xǐ）。

h. 觸控屏界麵：顯示（shì）係統（tǒng）拓撲圖，顯示各設備運行狀態，顯示（shì）運行數據(data)，手動操作各設備，設置運行參數等。