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算程序，對冷卻塔的冷卻效率進行了簡單直觀的判斷，既方便又準確，簡化了程序過程。
　　關鍵詞：冷卻塔；冷卻數；冷卻效率；計算程序
　　中圖分類號：TU991.42 文獻標識碼：B 文章編號：1009—2455（2003）06—0061—03

　　冷卻塔的熱力計算相當復雜，手算程序尤其繁瑣，并且還涉及到查表，筆者采用EXCEL電子表格設計了熱力計算程序，只需具備EXCEL編輯公式的能力就可直接操作，操作簡單，方便實用。非常適合于從事冷卻塔設計和運行管理的工程技術人員使用。

l 理論分析

　　
式中：Q——冷卻水量，m3/h；
　　　β——容積散質系數，kg/(m3·h)；
　　　k——蒸發水量散熱系數；
　　　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的大小，稱冷卻數或交換數。由設計的進出水水溫、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，與選擇填料的熱力性能和氣水比有關。對于給定的冷卻任務而言，可以選擇適當的填料以及填料體積來滿足冷卻任務。（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系及烙差推動力。圖1中AB線為飽和烙曲線，與進出水溫度t₁ 和t₂有關，CD線為空氣操作線，C點對應為進塔空氣焰，D點對應為出塔空氣焰，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計算軟件的編制方法

　　首先設計如圖2所示的表頭，圖中B－H項為設計者直接填人數值，I－X項為計算機自動顯示計算結果，只要在表的各參數對應位置輸人相應的參數即可完成計算軟件的編制。冷卻塔計算中涉及的公式如下：
　?、亠柡退魵鈮毫Φ挠嬎?BR>　　以飽和水蒸氣壓力的計算為例說明計算軟件的編制方法
　　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，則相當于濕球溫度，水蒸氣壓力公式編輯完畢。同理，相當于干球溫度θ的水蒸氣壓力編寫方法是用鼠標單擊L6 處，將上式中的 D6改為 E6即可。

　　　　
　　在06處輸入公式(6)，可計算得λ。
　?、蒿柡涂諝庋娴挠嬎?BR>　　為方便統一的公式編輯，同時省去查表的步驟，可引人內田秀雄^[1]給出飽和恰與溫度的關系式：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。
　　⑥進出塔空氣焰值的計算
　　由圖1可以看出進塔空氣焰可近似等于濕球溫度，對應的飽和空氣焰，因此i₁ 計算方法同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的計算方法是鼠標單擊X6處，然后在如圖所示的編輯欄輸人“＝V6／W6”，再單擊“Enter”鍵，至此時整個計算程序編寫完畢。

3 軟件的計算驗正

3.1 與手算結果的對比
　　用此程序校驗上?？茖W技術出版社于1981年出版的《冷卻塔》及中國建筑出版社于1986年出版的《給水排水設計手冊》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果相差不大表1 手算和電算結果對照參數及結果 逆流塔橫流塔（1.76％－5.56％），因此采用此程序可信度較高。

3.2 實塔測試及改造方案計算
　　某橫流塔幾種不同的測試工況如表2，利用此EXCEL 程序對其判斷（見圖3）。

　　工況1 是該冷卻塔運行半年后進行測試的；工況2是該冷卻塔運行6a后進行測試的；工況3是該冷卻塔在更換填料后進行測試的。將測試的3個工況的B～F項直接填人表格中，然后用鼠標單擊I6處，按住鼠標左鍵不放，將鼠標拖至X5 處，將鼠標移至X5 右下角，等光標變成小“＋” 時，按住鼠標左鍵不放，將鼠標移至第9行，就可完成復制工作，在 X7，X8，X9處計算機可以自動顯示數值，計算結果見圖3。由圖3可知，測試工況1冷卻數計算值大于設計值，填料的容積散質系數比設計值大，能滿足冷卻任務，而測試工況2和3均低于設計值，尤其是運行6a后，填料的容積散質系數下降幅度較大，已不能滿足冷卻任務的需要。對改造方案進行分析計算，保持實測水量、風量、冷卻數不變，換算出在設計工況的進水溫度、進塔空氣溫度條件下的出塔水溫。結果見圖4。
　　將設計條件下的進水溫度、干濕球溫度、大氣壓力填人10～12行處，保持測試水量。風量不變，在出水溫度欄內處填人溫度值進行試算，直至填人的溫度滿足測試工況條件下的冷卻數值為止。由圖4看出，修正到設計條件下，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％。
　　當然單憑某一工況的測試就對塔的熱力效率作出評價，不是非常嚴謹的，如要對冷卻塔作出科學合理的判斷，按照NDGJ89－89《工業冷卻塔測試技術規定》要求，需對冷卻塔進行全面測試。但本文給出了一個在沒有全面測試數據時簡便的分析計算方法。

4 結語

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

參考文獻：
　　[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.