閉式冷卻塔在釀酒行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（bú）鏽鋼(不鏽耐酸鋼)套管式白（bái）酒（jiǔ）冷卻器，需要大量的冷水來滿足冷卻（què）製酒的需求，冷水流過冷卻器後，溫度上升即行排放，冷水隻用（yòng）一次。且生產所用供水（shuǐ）硬度較高，該水在冷卻過程中由於蒸發，接觸大氣，水質（zhì）更加惡化，鈣鎂離子濃度更高（gāo），會在工藝設備(shèbèi)上嚴重結垢、腐化侵蝕 ，使換熱過程（chéng）難以順（shùn）利進行，加大了冷卻水的使用（yòng）量。隨著市場的增大，酒廠生產用水量和廢水排放量逐年增大，原生產冷（lěng）卻水沒有合理地循環利用，浪費水資源。因此，對生產冷卻水合理地循環利用，每年可節約大量（liàng）水資（zī）源。這是對國家節能減排政策的積極響應並將付諸（zhū）行之有效的措施。

閉式循環水冷卻係統(system)是為生產設備實（shí）施水冷（lěng）卻而配置（zhì）的。以水作為冷卻介（jiè）質（zhì），並循環使用的一種冷卻水（shuǐ）係統。冷卻係（xì）統（tǒng）以水冷卻移走工藝介質（zhì）或換熱設備所散（sàn）發的熱量，冷水流過需要（yào）降溫的生產（chǎn）設備（常稱（chēng）換熱設備，如換熱器、冷凝器（類別：換熱設備）、反應器）後，溫度上升（shēng），使升溫冷水流（liú）過冷卻設備則水溫回降，可用泵送回生產設備再次使循環使用。冷水的用量（liàng）大大降低，常可節約95%以上。冷卻（què）水占工業用水量的70%左右。因此，循環冷卻水係統起了節（jiē）約大量（liàng）工業用水的作用。循環冷卻（què）水使用的目的是（shì）能有（yǒu）效地節約水資源、減少熱汙染。

2、製酒車間冷卻循環水（shuǐ）係統控製要求

根（gēn）據長期調研生產數據，*後得（dé）出該醬香型白酒製酒車（chē）間冷卻循環水（shuǐ）係統控製的要求為：環境濕球溫度28℃，一（yī）棟生產房冷卻（què）水需要量為25m3/h，四棟共需要水量100m3/h，冷卻前水溫55℃，冷卻後水（shuǐ）溫32℃。

3、可行性分析

（1）節水效能分析

根據調研所得數據(data)，係統(system)需求（qiú）冷卻水量為100m3/h，冷卻溫差23℃。蒸發水消耗約為循環水量的0.16%/℃，即蒸發水（shuǐ）消耗=100m3/h*0.16%/℃*23℃=3.68m3/h。為減少管路結（jié）垢（gòu）（屬於化學（xué）遺留物）、抑製（zhì）微生物生產，控製排汙量和補充水量（liàng）為循環流量的5%，即排汙水量=100m3/h*5%=5m3/h。在每個（gè）窖期的開始時對整個水箱和冷卻塔（tǎ）(The cooling tower)的衝洗一次，需放空水箱和冷卻塔，按*大量計算（放（fàng）空前水箱滿水），水（shuǐ）箱存水60m3，衝洗（xǐ）用0.5m3，冷卻塔存水2m3，衝洗用（yòng）0.5m3，所以共用水63m3。按每輪次生產20天、每天16小時折算（suàn）衝洗用水量=63/（20*16） = 0.2m3/h。

結論（lùn）：相（xiàng）對於非循環水，采用循環供水後（hòu）汙水排放減少（shǎo）94.8%，清水消（xiāo）耗減少91.12%。

（2）用（yòng）電效能分（fèn）析(Analyse)

根據泵站與高位（wèi）水池的距離（lí）和高差、流量，測算清水（shuǐ）用電約2（kW/h）/m3，汙水（shuǐ）處理(chǔ lǐ)由於在下遊、耗電可以過忽略，即非循環供水耗電約（yuē）2（kW/h）/m3。 電能消耗=加壓（yā）泵30kW+風（fēng）機11kW*2+散水泵1.5kW*2+過濾（lǜ）器2kW+控製回路（lù）1kW=58kW，循環水量（liàng）100m3/h，係統(system)采用（yòng）變頻（pín）控製，按節能係數0.8計算，平（píng）均電能消耗（hào）0.464

（kW/h）/m3。

結論：對比數據，采用循環水後電能消耗降低了25.4%，節能效果明顯。

（3）技術可行性

根據循環水量和溫差，計（jì）算散熱負荷，選用散熱能力好的HBY型（xíng）橫流式（shì）冷卻塔雙機組合，可以（yǐ）達到要求。封閉（bì）式冷卻塔噴淋水（shuǐ）係統的防（fáng）凍問題通常（cháng）在積水盤內增加電加熱（rè）器，一（yī）般在噴（pēn）淋水低於5℃時開啟，8℃以上停掉。溫度探頭將信號傳遞至控製櫃（guì），自動控製電加熱器的啟停。電加熱器的功率選（xuǎn）擇依據循環水量和外界氣溫確定（dìng）。根據循（xún）環水量和壓力要求，相（xiàng）應的泵也屬於常（cháng）規產品，容易滿足（zú）。

4、係統（tǒng）(system)方案(fāng àn)設計

（1）循環（huán）冷卻水方案設計

按（àn）照冷卻循環水（shuǐ）是否與大氣直接接觸冷卻，可將冷（lěng）卻塔分為開式（shì）冷卻塔和閉式（shì）冷卻塔。閉式冷卻（què）塔是（shì）將（jiāng）管式換熱器置於塔內（nèi），通過流通的（de）空氣、噴淋水與循環水的熱交換保證降溫（wēn）效果。開式冷卻塔內空氣與水進行充分的接觸。大氣中塵埃不斷混入水中，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（wài）係統內（nèi）隻安裝普通的過（guò）濾（lǜ）裝（zhuāng）置，不能完全去除這些雜質，導致水的（de）電導率（lǜ）增加，造成管道腐化侵蝕 ；冷卻水經過（guò）被冷卻設備時（shí）溫度上升，水中的鈣、鎂離子（zǐ）溶解度發生變（biàn）化會形成水垢(Scale)。降（jiàng）低了換熱效率，影響係統正常工作。所以，敞開（kāi）式冷卻（què）循環水（shuǐ）存在水垢、汙垢、腐（fǔ）蝕、菌藻、管網腐（fǔ）蝕和濃縮倍數的控製（control)等問題。

閉式冷卻塔（也叫蒸發式空冷器或密閉式冷卻塔）是將（jiāng）管式換熱器置於塔內，通過流通的空（kōng）氣、噴淋水與循環水的熱交換保（bǎo）證降溫效（xiào）果。由於是閉式循環，其能夠保證（zhèng）水質不受汙染，很好的保護了主設備的高效運行，提高（gāo）了使用（yòng）壽命。閉式冷卻塔（tǎ）按風的（de）流向分為橫流式冷卻塔和逆流式冷卻塔，橫流式冷卻塔風從兩側進從上方出，風與從下往下的噴淋水相交，逆流式（shì）冷卻塔（tǎ）風下進上出，與噴淋水方向相反。與逆流（liú）式冷卻（què）塔相比，橫流（liú）式冷卻塔具有風機功率小、散水泵功率小、噪音低、飄水量小、可在運行時進行日常（cháng）維護、可模塊化組裝、擴容方便等優點。

（2）廠房回（huí）水管道設計

該（gāi）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環保供水管，在冷卻塔出水（shuǐ）處匯聚成1條DN160的PPR環保供水（shuǐ）管，所有水管采用PPR環保供水管，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定。PP-R產品(Product)具有耐熱、耐壓、保溫（wēn）節能（néng）、使用壽命長及經（jīng）濟(jīng jì)等優點，將逐步取替現有的其它種（zhǒng）類水管而（ér）成為主導產品。

每個冷卻灌的循環水溢出管采用DN32的PPR管，在溢出口（kǒu）裝有一個DN32的活接球閥，每個（gè）班的兩（liǎng）個冷卻灌溢（yì）出管（guǎn）道經DN63變DN32的（de）變徑接頭將水匯總到DN63的回水管裏；較遠兩個班的冷卻（què）溢出水又經DN110變DN63異形接頭或變徑接頭（tóu）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（biàn）DN63變徑接頭將回水匯總到DN160總（zǒng）管回流（liú）至水箱（組（zǔ）成部分：高水箱、存水箱、低水箱）內，在進入水箱之前進（jìn）過籃式過（guò）濾（lǜ）器進行除渣，保證回流水質。封閉式冷（lěng）卻塔噴淋水（shuǐ）係統的防（fáng）凍問題通常在積水盤內增加電（diàn）加熱（rè）器，一般在噴淋水低於5℃時開啟，8℃以（yǐ）上停掉。溫度（dù）探（tàn）頭將信號傳遞至控製櫃，自動控（kòng）製電加熱器的啟停。電加熱器的功率（lǜ）選擇依據循環水（shuǐ）量和外界氣溫確定。其（qí）中A12-03、A12-04、A12-05三棟廠房地理（lǐ）位置比水箱高，可借用水的壓力自然回流，而（ér）A12-06這棟（dòng）廠房與水箱位置相平，水不宜回流，故在主管上加有一個循環水泵。

（3）係統全自動控（kòng）製設計

係統采用西門子200PLC進行數（shù）據處理和控製，實現全自（zì）動、無人值守、無按鍵操作。閉式（shì）冷卻塔現（xiàn）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（zhì）通風，熱從間壁式換熱器內的被（bèi）冷卻流體中經壁麵傳給壁麵外的噴淋水，再通過噴淋水與空氣的強製對流傳給空氣，而（ér）噴淋水向空氣的（de）傳熱，主要是由噴淋水蒸發的潛熱和噴淋水與空氣的顯熱交換組成的。

a. 恒壓供水控製（zhì）：對供水壓（yā）力進行（háng）PID控製，控製變頻器調節加（jiā）壓泵轉（zhuǎn）速，使壓力穩定於（yú）設定值。

b. 恒溫供（gòng）水控製：對冷卻溫度PID控製（zhì），控（kòng）製變頻器（qì）調節風機（Draught Fan）轉速，使溫度低於設定值。

c. 自動（dòng）啟停控製：工人無需操作任何按（àn）鈕，隻需打開/關閉冰缸進水閥（fá），就可實（shí）現係統的啟動（dòng）/停止，實現閑時停機節能（néng）。當停止生產，關掉冷卻缸進水閥時，管（guǎn）道無水流動，壓力增大，變頻器長時間低頻工作一段時間後，係統自動進入休眠狀態，所有設備停止運行。當打開水閥，檢測到供水壓力低時立（lì）即啟動加壓泵，迅速恢複供水壓力。

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

e. 水箱自動粗過濾：水箱內設置有（yǒu）3mm過濾網（wǎng）和衝洗掃渣裝置，定時運行，確（què）保大的雜質不進入水（shuǐ）箱（xiāng）。

f. 管道精細過濾：在主供水管上安裝100微米過濾器，濾除（chú）大於100微米的雜質，定時衝洗。

h. 觸控屏界麵：顯示係統拓撲圖，顯示各設備運行狀態，顯示運行數據(data)，手動（dòng）操作（zuò）各設備，設置運行參數等。