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.

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。

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。

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。

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。

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。

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。

低温甲醇洗装置系统排水存在的问题及改造措施

介绍了国能榆林化工有限公司低温甲醇洗装置大检修期间排水系统存在的问题,分析了系统固体杂质的来源以及对不同塔器设备的影响。针对废水输送流程复杂,易造成热再生塔和甲醇水分离塔塔盘堵塞,固体杂质再次带入系统等问题,在排放甲醇泵出口阀后至废水外送液位调节阀后配置一条管线,实现了高效安全的排水,避免了废水中的固体杂质再次带入后堵塞系统的风险,同时降低了洗涤水输送电耗。

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。

开式消雾节水技术在工业循环冷却水中的应用

循环冷却水系统节水是工业企业节水、节能的一个重要环节。常规开式循环冷却水塔因塔顶排放口易产生大量白雾,造成水资源的浪费;新型冷凝模块消雾节水冷却塔技术在消除白雾和节水方面成效显著,近年来受到广泛关注。分析了消雾节水冷却塔的消雾节水及工作原理,并与常规开式冷却塔进行了基本参数、运行费用、投资等方面的初步对比。初步估算,消雾节水冷却塔与常规冷却塔相比,蒸发水量和排污量可减少约20%,设备投资增加约80%,但整体运行费用较低,其投资成本在两年左右即可收回,在化工行业具有较好的应用前景。

空分设备冷却水系统技术改造总结

夏季高温,针对35 000 m^(3)/h空分设备循环冷却水温度与分子筛吸附器进气温度大于高报警值问题,对空分设备循环冷却水系统增设冷却风机、空气预冷系统增设冷冻机,保障空分设备在夏季高温条件下安全、稳定、经济运行。叙述35 000 m^(3)/h空分设备在夏季高温状态运行时,循环冷却水温度与分子筛吸附器进气温度大于高报警值的原因,介绍35 000 m^(3)/h空分设备增设冷却风机与冷冻机技术改造的具体措施、效果。

屋面冷却泵气蚀现象的分析与处理

结合工程实际,对屋顶的冷却水泵产生振动和噪声背后的气蚀现象的原因进行了分析。结合理论计算得出冷却水泵与冷却塔之间的需求高度差,完成了对案例工程系统冷却水侧的改造,使该系统良好运行。同时,总结了通过改变水泵入水口压头以避免气蚀现象的方法,以期为类似工程提供经验参考。

基于UHOFe处理制浆造纸废水体系的计算模拟与优化

在保证废水水力停留时间的情况下,为研究上流式多相废水处理氧化塔(UHOFe)的结构及进水参数、搅拌转速对反应器内部流态均匀度的影响,通过计算流体力学(CFD)的数值模拟方法,考察装载搅拌桨叶对UHOFe反应器内部流场的影响情况。首先建立了反应器的参数化模型,通过引入平面内速度变异系数(MF)作为进水均匀度的评价指标,然后使用计算机流体力学软件ANSYS 2022,结合单因素实验以及正交实验,对反应器的内部流体流态进行三维流场数值模拟仿真。模拟仿真结果表明,装载搅拌桨叶可加强反应器内部液体的混合,且当出水口高度为12850 mm、入水口速率为3 m/s、搅拌桨叶尺寸为1300 mm、搅拌转速为140 r/min时,反应器内的进水均匀度效果最优,最有利于提升Fenton体系的药剂间混合效率,最终提高废水处理效率。

芳烃联合装置低温热利用与优化

芳烃联合装置因工艺流程长、循环量大、设备大型化等特点造成装置能耗较高,特别是吸附分离单元中作为对二乙基苯循环分离的抽出液和抽余液塔,两塔塔顶温度在100~200℃之间,拥有大量低温热,通过空冷冷凝会造成装置热量损失。某公司芳烃通过历年改造,实现了芳烃联合装置内部、芳烃联合装置与乙烯装置、公用工程装置和周围化工园区之间的低温热联合深度利用,装置能耗大幅降低,同时为炼厂低温热应用提供重要参考。

水浴式汽化器节水降耗研究与应用

水浴式汽化器是一种将水加热,以水为传热介质,将液态气体转化为气态气体的设备。在大型空分装置中,水浴式汽化器的作用是将液态氧、氮等气体吸收足够的热量,使其转变为气态,以满足工业生产的需求。在正常运行时,我公司水浴式汽化器需不断补入一次水保证满液位,使盘管能够全浸其中,保证换热充分,此技术改造的特点是在设备本体上增加了就地液位计,通过补水阀将液位控制在不低于换热管束高度,不高于溢流口高度的限范围内;水浴式汽化器改造后在运行期间,将水浴式汽化器内的液位控制在上下限范围内,且经过多次长时间运行试验,能够满足其实际运行需求,未出现过水浴式汽化器出口温度不达标的问题,彻底解决了溢流水直排问题,为公司节水减排管理及环保管理工作降低了难度和风险,既满足了“节水减排”要求,又能长期稳定运行。