Experimental Study on the Resistance and Splash Performances of Water Collecting Devices for Mechanical Draft Cooling Towers

In recent years,water collecting systems,with the associated advantages of energy saving and noise reduction,have become the foundation for the development of a scheme to optimize the structure of cooling towers.To explore the feasibility of this approach for mechanical draft cooling towers,a small-scale experimental device has been built to study the resistance and splash performances of three U-type water collecting devices(WCDs)for different water flow rates and wind speeds.The experimental results show that within the considered ranges of wind speed and water flow rate,the pressure drop of the different WCDs can vary significantly.The resistance and local splash performances can also be remarkably different.Some recommendations about the most suitable system are provided.Moreover,a regression analysis of the experimental data is conducted,and the resulting fitting formulas for resistance and splash performance of WCD are reported.

Vulnerability of Kenya’s Water Towers to Future Climate Change: An Assessment to Inform Decision Making in Watershed Management

Recent trends show that in the coming decades, Kenya’s natural resources will continue to face significant pressure due to both anthropogenic and natural stressors, and this will have greater negative impacts on socio-economic development including food security and livelihoods. Understanding the impacts of these stressors is an important step to developing coping and adaptation strategies at every level. The Water Towers of Kenya play a critical role in supplying ecosystems services such as water supply, timber and non-timber forest products and regulating services such as climate and water quantity and quality. To assess the vulnerability of the Water Towers to climate change, the study adopted the IPCC AR4 framework that defines vulnerability as a function of exposure, sensitivity, and adaptive capacity. The historical trends in rainfall indicate that the three Water Towers show a declining rainfall trend during the March-April-May (MAM) main rainy season, while the October-November-December (OND) short rainy season shows an increase. The temperature patterns are consistent with the domain having a common rising trend with a rate in the range of 0.3°C to 0.5°C per decade. Projection analysis considered three emissions scenarios: low-emission (mitigation) scenario (RCP2.6), a medium-level emission scenario (RCP4.5), and a high-emission (business as usual) scenario (RCP8.5). The results of the high-emission scenario show that the annual temperature over the Water Towers could rise by 3.0°C to 3.5°C by the 2050s (2036-2065) and 3.6°C to 4.8°C by the 2070s (2055-2085 results not presented), relative to the baseline period 1970-2000. The findings indicate that exposure, sensitivity, and adaptive capacity vary in magnitude, as well as spatially across the Water Towers. This is reflected in the spatially variable vulnerability index across the Water Towers. Overall vulnerability will increase in the water towers leading to erosion of the resilience of the exposed ecosystems and the communities that rely on ecosystem services these landscapes provide.

A New Water Saving Device of Swirling Flow for Cooling Towers

This paper is concerned with water saving for water-loop cooling tower system in power plants. A newly developed water saving device of swirling flow is presented. The key point is that the new water saving device makes the steam swirl up along the device wall rather than engender laminar flow in a corrugated plate. The corrugated plate device can save approximately 10 percent of the total lost water. In contrast to the scale model of corrugated plate water saving device, experimental analyses have demonstrated that the new water saving device of swirling flow is more efficient, with a capacity of saving more than 20 percent of water.

某大科学装置项目工艺冷却水系统设计

介绍了某在建大科学装置项目的工艺冷却水系统设计,包括服务对象、系统形式、系统组成、水温控制策略、流量控制策略等方面的内容。简述了热回收型水源热泵在工艺冷却水系统中的应用方案,并对工艺冷却水系统设计后续可开展的工作和研究提出了3个方向。

箱式双向调压塔在长距离重力流输水管道水锤防护中的新应用

本文提出箱式双向调压塔小塔径多塔代替大塔径单塔的水锤防护新思路,并通过数值模拟和理论计算得出,当1台塔在原位置、另1台塔在其上下游100m范围内时,不会对其水锤防护效果产生影响,管道仍可安全运行。

大型冷凝式消雾节水冷却塔性能试验研究

为研究获得菱形模块消雾节水冷却塔的消雾节水和节能特性,对某设计循环水量为5000 m^(3)/h的菱形消雾节水冷却塔的消雾性能、节水性能和节能性能进行了试验研究。建立了冷却塔消雾节水节能性能评价模型,通过现场试验获得冷却塔消雾节水和节能特性参数及其变化规律。结果表明:消雾节水冷却塔设计出塔空气相对湿度为85%,实测出塔相对湿度为82.28%,消雾指数为1.03,符合“零雾型”消雾冷却塔的要求。经菱形消雾冷凝模块换热后的冷凝水量为14.19 m^(3)/h,冷却塔节水率为25.3%,冷凝节水效果好。单塔年总节能收益约40万元,整体年节能收益达240万元,菱形消雾节水冷却塔具有良好的经济效益及环保效益。

青藏高原水塔水文功能及其调蓄机制

青藏高原被称为“亚洲水塔”,在水文、气候、生态等方面扮演着重要角色。当前关于水塔水文功能的认识大多停留在对储水功能阶段,对水塔调节功能及其机制的考虑尚显不足。本研究以流域保障和调节作用为视角,总结了青藏高原水塔在储水和调节方面的水文功能,详细梳理了多相态水塔的水文功能及其调蓄机制。青藏高原水塔不仅具有强大的储水功能,还具有对水塔区降水的再分配、对非水塔区径流量和径流年内分配,以及对流域降水、地表水、土壤水、地下水等水资源的调节功能。本研究为青藏高原水塔对上、下游生态水文影响评估提供了理论基础,有利于发挥水塔对流域的保障和调节作用,从而合理规划水利工程,以满足青藏高原及其周边地区的生产、生活和生态需求。

配水方式对冷却塔热力性能的影响研究

为了研究电厂在调峰影响下低负荷运行时合理的配水方式,探寻冷却塔“带水”检修的可能性,采用三维数值模拟方法,计算了某高位收水冷却塔两机六泵全塔配水、一机三泵全塔外围配水和一机三泵半塔配水方式下的塔内外流场特性及热力性能。分析了外围配水和半塔配水可能存在的进塔空气全部从未淋水区域的填料流过而不与淋水填料换热的问题,并统计了配水方式对冷却能力的影响。结果表明,外围配水、半塔配水虽然不存在进塔空气全部从未淋水区域的填料流过的情况,但分区配水热力性能易受到环境风影响,在改善电厂调峰低负荷运行条件下的冷却塔热力性能方面起负面效果。

超大型海水冷却塔盐沉积影响数值模拟研究

针对核电项目中的大型海水冷却塔,采用三维数值模型,结合厂址气象数据、冷却塔设计参数、总图布置以及周围环境特征,研究了2座超大型自然通风海水冷却塔在建筑物、自然风相互作用下的冷却塔飘滴扩散迁移特征和盐沉积量。结果表明,当环境风向与塔排平行时,出口热空气相互叠加形成一股气流,有利于减少飘滴和盐沉积对环境的影响;粒径大于550μm的飘滴不能从高位冷却塔出口逸出;2台核电机组正常运行工况时,盐沉积量一般不会对植物造成损坏。

自然通风湿式冷却塔节水方案的数值研究

为降低自然通风湿式冷却塔的耗水量,本文采用一种可用于回收其蒸发损失的空气冷凝器结构,并通过数值模拟方法对其节水特性展开研究。首先基于空气运动控制方程和水蒸气冷凝模型,建立了用于分析空气冷凝器节水特性的数学模型,其次分析了冷却空气流速、空气冷凝器的结构尺寸和材质等因素对该冷凝器节水特性的影响。研究结果表明:空气冷凝器的单位面积节水量随着冷却空气流速以及冷凝器宽度的增大而增大,但随着冷凝器长度和高度的增大而减小;空气冷凝器的材质和壁厚对其单位面积节水量没有显著影响,空气冷凝器可采用重量轻和成本低的薄壁PVC来加工制造。

低温甲醇洗系统甲醇中水含量高的异常现象及应对实践

针对华鹤公司低温甲醇洗系统甲醇中水含量高带来甲醇吸收效率低、系统腐蚀、影响系统负荷等问题进行了原因分析,发现是由甲醇/水分离塔工况不稳定所致。为此,进行了增加原料气分离罐物料过滤器、尾气水洗塔增加自动控制碱液系统、降低甲醇/水分离塔废水排放温度等技术改造,解决了甲醇/水分离塔管道及设备外漏的问题,保证了甲醇/水分离塔的稳定运行。

阻断水锤传播的调压塔水力特性及其应用

安全可控的水锤压力是保障长距离有压输水工程稳定运行的必要条件,然而对于超长有压输水系统,还需要重点关注局部爆管等极端事故产生的超标水锤压强,其在全线蔓延导致整个输水系统瘫痪,可能引发次生危害。为解决极端水锤压力在整个输水系统传播的问题,首先提出一种阻断水锤传播的圆筒式溢流调压塔结构,通过将调压塔进水管竖直向上深入调压塔内部,形成圆筒式溢流调压塔,利用调压塔结构将进出水管道有效分割,以此阻断水锤的传播。随后通过模型试验和数值模拟方法分析了阻断式调压塔的水力特性,发现调压塔内流态均匀,溢流水体能在调压塔内充分消能后进入下游管线。最后将此调压塔应用于引绰济辽有压管线中,发现当管线出现局部爆管事故时,此调压塔能有效阻断负水锤的传播,避免水锤在全线蔓延,缩小事故影响范围。研究成果可为超长距离输水系统的水锤防护措施研究提供借鉴依据。

JP72举高喷射消防车支腿反力与稳定性分析

举高喷射消防车是重要的消防装备类产品,当其折叠臂完全展开时,等效受力点与回转中心之间的跨距将达到数十米,这将对消防车的稳定性提出更高要求。同时,水炮冲击力及风力等均会对消防车的稳定性产生较大影响,严重时将导致车辆前倾或侧翻。为避免上述危险工况,该文以72 m举高喷射消防车为对象展开稳定性分析,在充分考虑各因素的影响情况下进行C++编程,并依照相关标准计算其等效作用点及作用力,计算出各支腿受力数值,最后依照国家标准以及合力圆分析进行稳定性检验,所研究内容为同类型分析计算工作提供了一定的参考。

温升背景下“亚洲水塔”流域水资源压力现状及未来预估

“亚洲水塔”流域养育着亚洲十几亿人口,对全球经济发展起着至关重要的作用。在气候变暖背景下,“亚洲水塔”流域的水资源快速变化以及不断增长的人类活动用水需求,使水塔流域水资源压力风险越显突出。为了解“亚洲水塔”流域水资源压力的状况及未来变化,基于部门间影响模式比较计划(ISIMIP)中全球水文模型的径流和用水数据,利用水压力指数方法,系统评估了“亚洲水塔”21个流域的水压力状况和未来的可能变化。结果表明:1971—2010年间,“亚洲水塔”21个流域的水压力总体上呈现升高趋势,多年平均水压力等级达到高或以上的流域为印度河流域、塔里木河流域和黄河流域;针对“亚洲水塔”21个流域未来水压力的变化预估,各流域水压力表现为先增加,之后不同流域表现出持续增加(2个流域)、趋于稳定(5个流域)和下降(14个流域)三种趋势,人类取水活动在未来水压力的变化中起决定性作用。整体上,南亚和东南亚地区水压力将持续增加,例如,布拉马普特拉河流域和湄公河流域,未来水资源短缺和水安全风险很高。

风电塔筒用C80高性能混凝土配合比设计研究

本文以天津地区某混凝土塔筒工程实例为依托,对C80截锥状塔筒用混凝土的配合比进行优化设计,研究水胶比和砂率对混凝土工作性能、力学性能及表观效果的影响。综合各项性能测试结果表明:当C80截锥状塔筒用混凝土的水胶比为0.22,砂率为32%时,混凝土的工作性能、力学性能较优,且能够满足工程实际需求,可为该类现场预制塔筒构件用高强高性能混凝土的配合比设计提供技术参考。

深圳北坑水库取水塔交通桥地震动力响应规律及抗震安全性研究

取水塔交通桥是水库进水建筑物的组成部分,其抗震性能对保证水库震后安全运行具有重要意义。以深圳北坑水库取水塔交通桥为研究对象,采用有限元动力分析方法开展结构地震响应分析,并对交通桥的抗震安全性进行评价。研究表明:设计地震作用下,交通桥最大横桥向地震动位移3.15 cm,各跨桥板间在地震过程中的最小距离2.97 cm,地震过程中不会发生落梁破坏,也不会发生相邻跨桥面板碰撞现象;交通桥对地震产生明显放大作用,设计地震条件下,桥面板横桥向地震加速度放大倍数最大值4.01,顺桥向加速度放大倍数最大值3.36;设计地震过程中,各桥墩排架墩柱动剪应力水平不高,不会发生墩柱剪断破坏,但桥墩柱底部外侧竖直向动拉应力值较大,桥墩排架下部横梁在顶面和底面都出现较高的动拉应力,需要配置抗震钢筋来保证桥墩排架结构的抗震安全性。

基于外部冷却模块和内部凝雾模块的高位收水机械通风冷却塔性能对比研究

为了控制雾羽和节约水资源,搭建了高位收水机械通风冷却塔热态实验系统,分别对外部冷却模块(干湿联合冷却塔)和内部凝雾模块(凝雾式冷却塔)的消雾、节水及热力性能进行对比分析,研究了环境温度、循环水进水温度及循环水量对冷却塔性能的影响。结果表明:干湿联合冷却塔和凝雾式冷却塔均具有消雾和节水能力,但实现二者的消雾和节水是以降低冷却塔冷却性能为代价的;与原塔相比,干湿联合冷却塔和凝雾式冷却塔的循环水温降约降低了1.5 K;干湿联合冷却塔和凝雾式冷却塔的消雾和节水性能受运行参数的影响很大,且凝雾式冷却塔的节水量和节水率高于干湿联合冷却塔。

基于定热负荷的自然通风湿式冷却塔防冻特性三维数值研究

针对湿式冷却塔(湿冷塔)冬季运行易出现填料底层、进风口上缘等位置易挂冰的实际问题,建立了基于定热负荷的自然通风湿冷塔三维数值模型,探究了湿冷塔在严寒天气不外加防冻装置运行时的防冻特性规律,分析了填料底层水温、通风量等关键参数的变化特征及影响因素。研究结果表明:环境温度越低,机组负荷对填料底层平均水温、最低水温的影响越大;填料底层水温偏差变化的主要因素是机组负荷、环境风速、配水方式,其中配水方式的影响幅度较大,机组负荷次之,环境风速影响较小;通风量与机组负荷呈正相关关系,与环境温度呈负相关关系;环境温度相同时,外圈配水下的通风量小于全塔配水;迎风侧内部较低处及背风侧外部的水温最低,冻结风险最大,湿冷塔冬季运行时,应着重在迎风侧和背风侧进行防冻装置布置。

循环水温度对CCPP机组真空度影响的探究

CCPP机组真空度降低,对机组运行稳定性和发电效益会产生影响,通过对CCPP机组真空度降低原因的排查,确认循环水温度升高是导致CCPP机组真空度降低的根本原因。而循环水温度升高又与冷却塔的冷却效果有关,分析确认冷却塔填料结垢是造成冷却塔冷却效果差的原因。通过分析结垢物和产生结垢的原因,提出解决填料结垢的处理方案,保证冷却塔的冷却效果。

利用热平衡和试差法核算分馏塔顶注水量

分馏塔顶注水是控制塔顶低温部位腐蚀的重要工艺防腐措施,注水量应使注入点存在足量液态水,典型的注水量应使注水点气相水达到饱和所需水量再加上25%。目前由于缺乏较为通用的注水量核算方法,一些装置在注水管理方面较为粗放,造成注水量调整比较随意,不能实现准确有效的控制。文章提出一种新的算法,基于热平衡的原理,可以使用通用的工艺计算方法来核算注水量,以实现注水量的精细化管理。计算过程不依赖流程模拟类专用软件,计算结果较为准确可靠。