冷却塔常识.doc

北京市京港玻璃钢有限公司创业1973年,地处北京市三.四环路之间紧邻京津.京沈高速路,占抵600m.拥有多种生产部门.先进的“CAD”设计系统和HSE安全管理体系.督促行业自律.规范行业健康发展,厚载学研基础.把多种学科玻璃钢制造技术发展到国际领 先水平.实现了产业发展,开辟了京港前程.
　　公司系中国复合材料工业协会、中国玻璃钢学会、中国冷却塔研究会，多年凝聚百名博大精英为中国“复合材料”玻璃钢事业做出了卓越贡献。目前玻璃钢夹沙管道、缠绕容器、软水管、冷却塔；出口到国内外几十个国家及地区是国内水工业、洁净循环水行业、化工行业使用管、罐的骨干生产厂。玻璃钢成型管罐耐压、耐磨、耐强腐蚀、延年易用、造价低等是用户及设计师在行业竞选、考察、论证中最关注的焦点，也是玻璃钢业界在学术上长期争论不休的问题。
　　京港玻璃钢公司在研究国内外冷却塔经验与新冷却塔开发中，特感谢中国水科院、西安科技大学、机械部四院、上海交通大学、吉化公司设计院、天津石化设计院有关专家、教授对冷却塔研究做出卓越成绩的传授交流。感谢化工部、水电部各设计院及冷却塔研究会对几代冷却塔事业发展做出的贡献。
　　主要产品：复合材料（玻璃钢）：缠绕管道、缠绕容器、缠绕软化水罐、缠绕过滤器及贮罐、冷却塔、空调末端通风系列产品、喷砂除锈、玻璃钢防腐、“聚脲”新型材料防腐防渗漏工程。
　　质量保证. 售后服务: 公司严格执行《采购控制程序《检验和验收控制程序》贯彻《质量振兴纲要》生产控制程序》和《搬运.储存.安装.防护和交付控制程序》.产品实行“三包”,供货期:国内六天,京津300km区域两天发到用户现场.承担质量索赔.退货及延误罚金.
一、逆流塔：

1、水在塔内填料中，水自上而下，空气自下而上，两者流向相反一种冷却塔。
2、逆流冷却塔热力性能好、分三个冷却段：
①布水器到填料顶这一空间，此段的水温较高，所以仍可将热量传给空气。
②填料水与空气热交换段。
③填料至集水池空间淋水段，水在此段被冷却称之为“尾效”。在我国北方水温可下降1-2℃。综上所述，逆流塔比横流塔在相同的情况下，填料体积小20％左右，逆流塔热交换过程更合理冷效高。
3、配水系统不易堵塞、淋水填料保持清洁不易老化、湿气回流小、防冻化冰措施更容易。多台可组合设计，冬季以所需的水温水量可合并单台运行或全部停开风机。
4、施工安装检修容易、费用低，常用在空调和工业大、中型冷却循环水中。

二、横流塔：

l、水在塔内填料中，水自上而下，空气自塔外水平流向塔内两者流向呈垂直正交一种冷却塔。常用在噪声要求严格的居民区内，是空调界使用较多的冷却循环塔。优点：节能、水压低、风阻小、亦配置低速电机、无滴水噪声和风动噪声，填料和配水系统检修方便。
2、可随建筑形状随意构筑基础多台放置，根据所需的水温分别启动单台或多台冷却塔。
3、应注意的是：框架要多40％热交换时要有较多的填料体积，填料易老化、配水孔易堵塞、防结冰不好、湿气回流大。横流塔的优点正是逆流塔的缺点。

三、喷雾通风无填料冷却塔（通称喷雾冷却塔）：

　　 采用独特的喷雾喷嘴安装在冷却塔底上部进风处，有喷雾自旋无电机送风和塔顶排风两种方式。将热水经喷嘴内旋片时产生内旋流形成细微雾状化喷出，使雾状存在、向上喷顺流亦下落逆流两个冷却时效。雾化均匀无中空现象，冷却效果稳定、电能消耗低、漂水率0.01％，不用填料、造价低寿命长，符合GB7190.1-1997国家标准。使用范围冶金、食品、化工、高浊、高温、防腐冷却塔。

四、封闭式冷却塔

1.封闭式冷却塔是传统冷却塔的一种变形和发展。它实际上是一种蒸发式冷却塔，冷却器和湿式冷却塔的组合，它是卧式的蒸发式冷却塔，工艺流体在管内流过，空气在管外流过，两者互不接触。塔底蓄水池内的水由循环泵抽取后，送往管外均匀地喷淋下来。与工艺式流体热水或制冷剂和管外空气并不接触，成为一种封闭式冷却塔，通过喷淋水增强传热传质的效果。
2.封闭式冷却塔适用于对循环水质要求较高的各种冷却系统，在电力、化工、钢铁、食品和许多工业部门有应用前景。另一方面，与空冷式热交换器相比，蒸发式冷却塔利用管下侧水的蒸发潜热，使空气侧传热传质显著增强，也具有明显的优点。

第二、冷却塔的设计探讨

一、 塔体研究

1、冷却塔导风装置：
①导风板：导风板指设置在进风口上部的导风装置，其作用是为了使进风口上缘成平滑状，避免在靠近进风口上部产生涡流区，以消除进风口处的直角引起的尖端效应。
但在下述情况不可不设导风板：
a、淋水装置支撑梁底与进风口上部标高一致时；
b、当h／L之比大于0.6或进风口风速在4m／s以下时；
②进风口百叶窗：试验证明进风口百叶窗的设置会使用风量明显下降至94％，总阻力系数增加22.5％，进风口上缘涡流区明显增加，使塔内气流分布恶化，设计中不应考虑。

2、风机导风装置：

①风机进口前收缩段高度：气流在收水器以上的空间逐渐收缩进入风机风筒，这一段称之为收缩段，当收缩段高度不够时，在收水器上面会产生空气涡流区，并在淋水装置内产生反气流，加大了塔内空气阻力，降低冷却效果，因此在冷却塔设计中应保证收缩段之高度。设h’-收缩段高度，d-风机直径。试验证明：收缩段相对高度h’/d不小于0.5-0.6。
②风机进风口导流设施：a、风机进风口除保证足够的收缩段之外，还可设置导流设施，以避免塔内收缩段处四角产生涡流区。导流设施有使收缩段气流均匀分布，减少动能消耗的作用。b、导流设施有三种形式：上圆下方的棱台型、圆弧型、维式曲线型，其中以维式曲线型效果最好。钢丝网石棉水泥和钢筋混凝土薄板拼装的棱台型已在新建塔的设计中采用，维式曲线型的玻璃钢导流圈由于制作安装方便。一般在老塔改造中使用。

3、动能回收型风筒：

　　 风筒扩散段是将通过塔内的空气以一定速度送入大气中，降低风筒出口气流速度可以提高风机工作风量或减少风机运行轴功率。在这个意义上讲，风筒出口面积越大空气速度越低，但空气的扩散是遵守一定规律的，若设计不合理，就会出现气流离壁、产生涡流、增大阻力；若风筒太高又不经济。因此，只有合理线型才能保证在风筒高度较低的条件下，设计成达到动能回收目的的风筒，才是最合理的风筒。大风筒按高度分为三段：①进风口集气段，一般为1.2-2m，其线型最好按维氏议议方程或抛物线求出。②喉部直线段，一般为0.3-0.5m高，此段主要是满足叶片最大安装角度、叶片工作有足够高度要求。其上端应高出叶片中线200mm以上。⑧扩散段，呈喇叭状，线型与铅垂线夹角宜取9°，当出塔风速大时宜夹角小些。扩散段的高度宜取(0.35～0.5)D，D为风机直径。目的将湿空气排到风筒以上8-10m。

二、配水装置：

1、配水的均匀性对冷却塔效果的影响不可忽视。在大中型冷却塔一般采用固定式配水方式，固定式配水有管式配水和槽式配水两种。在逆流塔中采用槽式配水会占据相当一部分面积，且当气流通过水槽处时绕流分离，消耗动能，增加通风阻力，因此在逆流塔设计中应用管式配水。
2、采用的有渐伸式喷咀、环式喷咀、瓶式喷咀；引进塔有美国马利公司的新型靶式喷咀，法国式花兰喷咀等，其中多层流式效果较好，它喷溅的水滴较细，呈立体球状水滴群。配水较均匀，且无空白中心和空白环带，其缺点是向上喷洒高度大约500～600mm。设计时应注意避其短。最近几年反射型喷咀由于配水性能优越得到了广泛应用，是目前新型的配水喷咀，供水压力设计在0.5kg／c㎡。(布水管处1.5米水柱)
3、横流塔宜用池式配水，其上设有消能配水头，配水池应有足够的深度，其中水深为喷嘴直径的6倍以上，水面以上设一定的保护高度，大塔为100mm，小塔可酌减。

三、收水器：

　　 设置收水器的目的是为了收除风筒出口飘逸的水滴，减少飘逸对环境的影响和水量损失。目前效果较好的PVC多维波收水器已在设计中广泛应用，收水率1／1000低速时略考虑。

四、填料：

　　 填料是冷却塔散热的主要部件。“比表面种”要大、对水和气流的分配能力大、散质系数Ka和冷却系数Ω要大、气流阻力△P／r要小，按填料形式分，有点滴式和薄膜式。薄膜式的热力性能好、体积小、造价低。点滴式的热力性能差，但它不易堵塞、粘挂、当水质差时也能适应。

第三、我们对冷却塔的制造作法

一、民用冷却塔节能与噪声控制：

1、冷却塔热力性能好坏、噪声高低、耗电大小、飘水多少是衡量冷却塔品质优劣的关键，也是设计部门和用户共同关注的焦点。新一代冷却塔获五项专利技术，已广泛应有在因噪声、飘水而禁用的一类文教居民区内。
2、
①降低冷却塔能耗应在塔出风口处设置导风筒可提高风量、回收动压。
②超低噪声冷却塔风机是一种宽叶、大弦长、空间扭曲、弯掠结合的新叶型，具有较高的压力系数和流量系数，在较低转速的前提可达到较高的风压、风量值。
③单速电动机是在浪费电能情况下工作，最合理的是随气温改变而改变电动机转速，应采用“变扭矩变极调速”电动机每年节省电耗大于52％，夜间降低噪声5dB(A)。
④关于噪声问题：“城市区域环境噪声标准”GB3096-93作了明确规定。冷却塔噪声主要来自风机、淋雨区、减速机、电动机及支架。风机噪声属低频噪声在空气中不易衰减，淋水噪声属高频易衰减。声动公率式：W：ΠPZD2U6/1680C3得知风机的声动率与调速的6次方成正比，与直径的2次方成正比。
⑤风机叶片径向扭曲采用先进的可控涡设计方法使叶顶和中区充量大于叶根流量的辐射声源位差、降低涡流噪声和尾迹宽频噪声。
⑥我们做法是：
a、根据不同区域噪声要求，对不同类型冷却塔进行阻力计算、压力计算，热力试验后，选配各种“专业型风机和电动机”；
b、噪声要求严格地区采用变频调速电动机；
c、可设置消声器或屏蔽遮拦噪声；
d、在冷却塔出风口处设置“虾米腰”，将噪声导向不受影响区域。
e、在淋雨区底部加消声垫进行“淋水”声控达到住宅环境噪声最大限制允许值。
f、钢框架依GB50205-98《钢结构工程施工及验收规范》冷却塔行业规范焊接，符合GB9787-88标准，安装后挠力振动频率在8-16HZ属低频，冷却塔自振频越高说明框架的钢性越好。
h、售后服务：1、玻璃钢件保用15年；2、钢框架保用15年；3、热力性下降值不超过给出的5%；4、冷却塔其它构筑件常年“服务门到门、岗对岗”；5、承担质量索赔退货及延误罚金。
i、本公司始终奉行高品质、低廉产品。已规范化、标准化、科学化，以完善的售后追踪服务确保产品出厂合格率100%，售后服务满意率100%的宗旨。

二、倒装减速机用在“工业”冷却塔上：

冷却塔行业大多采用皮带减速机、齿轮减速机、外传动减速机为风机动力源，称为顶置式减速动力机；

①皮带易损、伸长、打滑、效率低、寿命短；
②齿轮减速机及外传动减速机、噪声高、轴长易弯曲跳动运行不稳定；
③冷却塔壳体载荷加重造成塔体晃动，运行久之塔体变形。
④倒装减速机采用了准双曲面圆锥齿轮，作用于齿轮的荷载从进入啮合到脱离啮合是逐渐增加逐渐减少的。所以噪声低、运转平稳、效率高、承载能力大、传动比大、结构紧凑；
⑤与其它齿轮传动的减速机相比较机体重量不再由冷却塔承受，可以减薄塔壁，降低制造成本；
⑥得益于冷却塔的屏蔽作用，比同规格的行星齿轮减速机噪声降低8分贝，比皮带式减少5分贝。可延长寿命10年之久。

第四、冷却塔急待解决的问题

　　 我国是一个严重缺乏淡水的国家，节约用水势在必行。随着冷却塔制造业发展日新月异，活跃的冷却塔市场竞争日益激烈，近年来有些国内外冷却塔厂商不依照冷却塔设计标准、制造标准、验收方法、性能测试标准，不执行冷却塔的选型、验收和使用规定。对用户不负责的改用不少代用材料“粗制滥造”均不合理的配用电动机、风机用小充大进行不正当欺诈性竞争，甚至用伪劣配件组合后向用户兜售的“马路游击商”遍布河北、山东、广东等地。这样把利留给自己、把祸转嫁他人的作法比比皆是。因许多用户也不懂，也没有检查是否合格的手段，安装上试机能降温也就认可了。导致很多冷却塔安装后因噪声扰民、热力性能不够、严重漂水，经常坏机等原因再次投资改造，增加用户负担，用户应注重这些隐蔽以借鉴。只有打掉邪气，使冷却塔在公平合理的条件下有序竞争，才能达到冷却塔事业发达。

l、上述固然有利于竞争，促进技术进步价格合理。经过实践发展冷却塔行业急需改进的地方：
①冷却塔风筒型式与尺寸。
②冷却塔风机的选择。
③风机与塔壁径向间隙。
④小型塔风机与塔体出风口安装位置。
⑤冷却塔布水器与喷咀的选择。
⑥填料与塔类型配制形势。
⑦冷却塔增设除水器的种类选择。
⑧冷却塔构筑件合理与标准选择。
⑨国内外大多数横流塔热力性能不够等等。
2、鉴于冷却塔存在上述问题，为了提高玻璃钢冷却塔技术水平，为了节省设备的原材料和工程投资，迫切需要清理、整顿中小型玻璃钢冷却塔的技术市场和生产现状。整顿玻璃钢冷却塔市场，首先从技术上着手。这包括统一玻璃钢冷却塔分类、规格、制造标准图和技术要求。对现有的中小型玻璃钢塔的制造厂家重新进行资格审查。对那些根本无技术力量、无设备、无合格合法图纸的厂家要取消其生产资格。对制造条件缺乏的、不足的要限期整顿。应实行生产许可证与行业标准制度。标明其生产范围、塔的种类、规格、使用标准图纸号，并定期由国家有关部门从用户或等待出厂外运产品中取出样塔进行检查、测试的审合平定实施方案。
第五、冷却塔制造、验收与使用

一、 冷却塔选型

1、 对冷却塔要满足以下要求：
①冷却塔的热力性能要求；
②冷却塔的噪声、飘水、阻燃、重量等要求；
③造价、耗电的要求；
④安装平面、高度、水质的要求；
⑤其它特殊要求。在热力计算前应对供货商提供的热力性能曲线验证，验证它正确与否，因为它可能是假的或错误的。用户可以自己验证，或委托人员检验。必要时，用户可向供货商索要冷却塔填料的散质系数ka（或βxv）、冷却数N、进塔空气流量G。对供货商提供的ka、Ω、G，也应验证其正确与否。用这些数可以从另一方面验证冷却塔的热力性能。
2、 选型注意的几个问题，可问供货商：
①拟选冷却塔钓填料体积、高度、宽度、径深是多少？
②填料的形式、片距、填料比面积是多少？
③按国家标准GB/T7190-1-2008.附录A：热力性能试验方法中的计算公式可计算。其冷却水量是多少？
④冷却塔进出水管直径、相应流速是多少？
⑤集水盘贮水量是多少？
⑥进塔水压式多少？
⑦进风口的高度是多少？
⑧冷却塔的热力、噪声等实测报告有否？
3、 用户应明确自己的条件，例如下列：
①冷却塔安装现场空间情况，塔与塔间最小距离，塔与其他建筑物的最小净距？
②循环冷却水系统有没有另设冷水池？采用什么形式？
③循环冷却水水质量是否太坏，例如是煤气站的洗涤气水，水中含有较多焦油、煤灰、煤粉等，不应选用PVC薄膜式填料。
④有无防爆、防雷、抗震、阻燃要求？
⑤抗风载、雪载是多少？基础承载能力多大？
⑥进塔设计空气湿球温度有无小气候区或湿热空气回流的干扰？
⑦对冷却塔的出水温度保证率有无更为严格的要求？
4、 对冷却塔的技术要求，按冷却塔产品国家标准有以下主要内容：热力性能；噪声；飘水率；玻璃钢构件；填料等。
5、 索赔及延误交货的罚金买卖双方均有可以自行决定承担的责任。

二、 冷却塔的验收

验收项目：可参照冷却塔产品标准。也可略去某些或增加一些项目，例如：风机、减速器、电动机、出风筒、配水系统、除水器、框架结构以及防护、防腐、防冻、防爆、防雷、满足检修、维护、安全等要求的措施。
1、 塔体结构质量验收 ① 基础应水平，立柱和中央进水管应与基础垂直，连接牢固。 ② 上、中、下塔体拼装接助须平直，螺距均匀，尺寸正确。 ③ 上、中、下塔体与角钢环梁紧贴吻合，无强制变形，螺栓周围无局部压迫，挤压损坏等现象。 ④ 上塔体出口直径与型线，必须与设计图纸相符，风机叶片端与上塔体内壁之间的间隙为30毫米左右，并尽量保持间隙均匀，风机轴线应与水平相垂直。 ⑤ 电机电线位置应固定。 ⑥ 淋水填料规格与高度符合塔型设计相应技术要求，填料安装疏密均匀。
2、 风机质量验收 ① 风机叶轮尺寸和内外轮壳叶片的型线必须符合样本或专业型风机技术要求，表面光洁，各截面过渡均匀。叶轮必须经过静平衡，最后静不平衡力距应小于0.05公斤一米，叶片配重规定叶片或轮翼上。 ② 齿轮箱加油运转时无撞击、振动、异常噪声，无漏油、渗油现象，油温必须在规定范围内。
3、 风机支架的质量要求 ① 风机支架脚应保持在同一平面上。 ② 现场焊接除应校正焊接奕形外，还须及时采取防锈措施。
4、 风机机组的质量验收 ① 将风机叶片调至额定工况（各叶片按装角误差为±0.2）后，对风机机组进行通电检查。 ② 风机运转平稳，风机支架和塔体在纵向和横向无明显振动，无异常噪声，润滑系统良好。③电机功率在额定范围内，无过载现象。
5、 水系统和通水验收 ① 进出水管、补给水管、排污管及溢管的管径均匀符合样本或设计尺寸要求。 ② 溢水管管高度必须符合设计要求。 ③ 下塔体密封性能良好不漏水。 ④ 循环系统畅通，布水均匀。 ⑤ 风机运转后，淋水应不外溅，面板无沿水外流，出风口飘水应达到相应技术要求。 ⑥ 池式配水水位应在池内保持30-50mm为宜。
6、 冷却塔热力性能的验收 ① 冷却塔热工：性能指标的验收依据标准，GB7190•-1997国家标准。 ② 根据设计条件，推算到现场工况式验条件，现场考核工况进出水温差不得低于推算进水温差的8%。 ③ 若冷却塔现场考核达不到上述标准，则该塔被视为未达到标准，应由厂方负责解决。
7、 冷却塔噪声的验收 ① 离地1.5米，距塔一倍直径处，以A档为准。 ② 本塔噪声应小于GB3096-93城巾区域环境噪声标准。 ③ 若现场测试达不到设计要求，则需进行检查，找出原因，再进行现场考核，如再达不到上述噪声标准，则该塔视为达不到标准，由厂方负责解决。

三、 冷却塔安装要求：

1、 冷却塔应选择在通风良好的地方作为安装位置。
2、 两塔以上，塔群布局时应考虑两塔之间保持一定的距离。一般塔径的1～2倍为宜，特殊情况视本单位条件而定。
3、 安装前用户需根据冷却塔基础图上的塔脚步位置，把基础搞好，且予留浇灌孔或预埋铁板。将冷却塔脚在同一水平面上，固定于基础上。并支脚柱及进出水管，轴心线应垂直于基础面上，上、中壳体间应用螺丝，定位。
4、 对于分块拼装的塔体，要求保证塔体拼装直径，和上、下平整，塔底水密良好。
5、 风机试转正常后，应将电动机的接线盒用环氧树脂或其它防潮材料密封，以防电机受潮而烧毁。风机运行方向为顺时针向上抽风，出口处一般不宜加盖或搭棚。
6、 冷却塔有阻燃型和非阻燃型，安装时，严禁把火种带入施工现场，防止填料、玻璃钢着火。若在现场焊接施工时，要做好相应的防护措施。
7、 布水管安装成水平，出水孔与水平面夹角为45-60°，布水管与填料间隙在100mm左右。若喷头布水是冷却效果关键，布置喷嘴分布更为重要。
8、 选用水泵时应注意与此冷却塔配套，允许进塔水量变化范围，不超过额定值±10%，严防水量过载而影响冷效。选用水泵的扬程，应考虑进塔前的管路压力损失。
9、 齿轮减速机润滑油依所需牌号加满，配有进出油阀和油标尺。

四、 冷却塔使用维修保养

1、 冷却塔正式使用前，应将集水池循环系统管道的杂物和污泥彻底清除，以防赌塞。
2、 冷去塔使用时，应全面地检查电器设备是否正常，（如电机外壳是否带电，接线盒是否密封，风机运转有无异常杂音。）
3、 在启动冷却塔时，应先开动风机，后开水泵送水。停用设备时，应先停水泵，后关风机。这样能减小电机起步电流过载和保护电机。
4、 检修风机时，应有专人负责操作电源开关，以防人身事故。风机电机较长时间不用，应妥善保护。
5、 如发现旋转布水器转速缓慢不均，应及时维修调整转速。一般宜控制在9-15转/分，工作压力1.5公斤。若喷咀布水要经常检验喷咀不被堵塞。
6、 本设备应由专人负责管理，定有管理制度，操作规程，定期维护，定期投药，清洗水藻，青苔以免堵塞影响冷效。如发现情况，应立即停机检查，排除故障。保证冷却塔处于良好的运转状态。
7、 更换或大修齿轮减速机运行一个月要清洗更换润滑油，长期运行时要专人检查润滑油油位。
8、 检查浮阀组合是否装妥，运行是否正常。检查全部连接螺丝，螺母应紧固、宁靠，不允许有任何的松动，完成以上过程为静检完毕。水位之调校：将水塔底盆及水管先充水至运行水位，为进风支柱在底盘上的安装面：开机运行后，由浮球阀组合将水位控制在运引水位。

五、 冷却塔设计、制造、验收标准

1、 GB/T50102—2003工业循环水冷却塔设计规范。
2、 GB/T7190-1-2008玻璃纤维增强塑料冷却塔，第1部分中小型玻璃纤维增强塑料冷却塔。（中小型冷却塔）
3、 GB/T7190-2-2008玻璃纤维增强塑料冷却塔，第2部分大型玻璃纤维增强塑料冷却塔。（大型冷却塔）
4、 DL/T742—2001冷却塔塑料部件技术条件。
5、 CECS118：2000冷却塔验收测试规程。
6、 GB/T50392-2006机械通风冷却塔工艺设计规范