于同山

摘 要：選擇一個(gè)高效率的冷卻塔，延長(zhǎng)冷卻塔的使用壽命，盡可能減少熱回流現(xiàn)象的產(chǎn)生，這些都是使用冷卻塔的客戶最基本的要求，本文根據(jù)多年的實(shí)際施工經(jīng)驗(yàn)詳細(xì)介紹了冷卻塔常見技術(shù)問題中的選型、電機(jī)控制、填料等問題的解決方案，用案例和數(shù)據(jù)來驗(yàn)證理論。

關(guān)鍵詞：冷卻塔逼近度；填料

冷卻塔是用水作為循環(huán)冷卻劑，從一系統(tǒng)中吸收熱量排放至大氣中，以降低水溫的裝置；其冷是利用水與空氣流動(dòng)接觸后進(jìn)行冷熱交換產(chǎn)生蒸汽，蒸汽揮發(fā)帶走熱量達(dá)到對(duì)流、輻射和蒸發(fā)散熱傳熱等原理來散去工業(yè)上或制冷空調(diào)中產(chǎn)生的余熱來降低水溫的蒸發(fā)散熱裝置，以保證系統(tǒng)的正常運(yùn)行，裝置一般為桶狀，故名為冷卻塔。冷卻塔是集空氣熱力學(xué)、動(dòng)力學(xué)、流體力學(xué)、生物化學(xué)、材料學(xué)、動(dòng)、靜態(tài)結(jié)構(gòu)力學(xué)等多種學(xué)科為一體的綜合成果產(chǎn)品。水作為介質(zhì)為多變量的函數(shù)，冷卻更是多因素，多變量與多效應(yīng)綜合的過程。

冷卻塔的種類很多，按空氣與水接觸的方式有干式和濕式以及二者結(jié)合的干濕式，我們常常把空氣與水直接接觸的稱為濕式，把水與空氣間接接觸的稱為干式；冷卻塔按通風(fēng)方式來分的話把利用內(nèi)外空氣密度差實(shí)現(xiàn)空氣流動(dòng)的稱為自然通風(fēng)，把利用抽風(fēng)式和鼓風(fēng)式的稱為機(jī)械通風(fēng)；冷卻塔按水和空氣的流動(dòng)方向來分，把風(fēng)向與水向相反的稱為逆流式，把風(fēng)向與水向相垂直的稱為橫流。本文以逆流和橫流來進(jìn)行對(duì)比說明。

一、方形橫流冷卻塔和方形逆流冷卻塔的優(yōu)劣

橫流塔構(gòu)造較簡(jiǎn)潔，制造成本低，維修清洗方便，淋水噪聲低，飄水低，但熱力性能受風(fēng)向、風(fēng)速及環(huán)境影響大，易熱回流，填料受陽光照射易老化，適用空間開闊或散熱良好的地方，如機(jī)場(chǎng)，市郊的大學(xué)城項(xiàng)目等；

常規(guī)逆流塔構(gòu)造復(fù)雜一些，制造成本高一些，清洗填料工作量大一點(diǎn)，維護(hù)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)需上塔頂，有淋水噪聲，飄水率高一些，但環(huán)境適應(yīng)性好、抗熱回流能力強(qiáng)、熱力性能相比橫流冷卻塔穩(wěn)定，受環(huán)境及氣候影響小些，適用于環(huán)境空間受限制的地方；

因?yàn)檫@兩種塔型各有特點(diǎn)，所以我國(guó)目前不同的生產(chǎn)廠家都同時(shí)生產(chǎn)橫流和逆流塔以滿足項(xiàng)目客戶不同要求。

二、冷卻塔選型注意事項(xiàng)

1.選擇質(zhì)量過硬的品牌。質(zhì)量經(jīng)過專業(yè)相關(guān)部門檢測(cè)檢驗(yàn)是至關(guān)重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，口碑好的品牌往往得到了使用者的信任。

2.選擇適合項(xiàng)目要求的材料。選擇冷卻塔材料時(shí)是選擇玻璃鋼還是鍍鋅鋼，抑或不銹鋼要考慮項(xiàng)目的要求，比如防腐、耐高溫要求的要考慮高溫填料，其次還要根據(jù)項(xiàng)目對(duì)面板、框架、緊固件、填料這些細(xì)節(jié)材料的要求。不同的材料各有優(yōu)缺點(diǎn)，比如玻璃鋼制品，報(bào)廢后本身的毒性會(huì)釋放出污染填埋的土壤，況且在生產(chǎn)過程中也會(huì)釋放苯類毒氣。鍍鋅鋼雖然有回收價(jià)值，具有傳熱較快、機(jī)械壽命長(zhǎng)、阻燃性好的特點(diǎn)，但是不耐酸、不抗氧化；不銹鋼主要優(yōu)點(diǎn)是耐腐蝕、耐高溫，但是成本高不耐堿性介質(zhì)的腐蝕。

3.冷卻塔逼近度的確定。冷卻塔逼近度為冷卻塔出水溫度與進(jìn)風(fēng)濕球溫度之差。逼近度直接影響冷卻塔的制冷量，逼近度越小，其冷卻能力越??；反之，逼近度越大，其冷卻能力越大。一般的進(jìn)出水溫差是按標(biāo)準(zhǔn)工況條件設(shè)計(jì)的，進(jìn)水溫度為37度，濕球溫度為28度，出水溫度為32度，當(dāng)濕球溫度變化時(shí)，進(jìn)出口水溫也會(huì)變化進(jìn)而使得逼近度和制冷量都發(fā)生變化，因此，選用時(shí)要密切復(fù)核該參數(shù)是否滿足要求。比如冷卻100噸水時(shí)，如果逼近度為3就需要選擇標(biāo)準(zhǔn)型為125噸的冷卻塔，只有當(dāng)逼近度為4時(shí)才可以選用標(biāo)準(zhǔn)型100噸的冷卻塔。

4.冷卻塔結(jié)構(gòu)形式的確定。冷卻塔結(jié)構(gòu)形式不同對(duì)環(huán)境的適應(yīng)能力也就不同，將逆流和橫流的的抗熱回流能力進(jìn)行對(duì)比的話，最好的是鼓風(fēng)式逆流冷卻塔，其次是下側(cè)進(jìn)風(fēng)逆流式。

5.使用及維護(hù)問題。按照廠家的規(guī)定，冷卻塔在使用過程中需定期進(jìn)行維護(hù)，其中包括定期清洗，但是用戶很少能做到這點(diǎn)，這是冷卻塔效率低的一個(gè)主要原因，冷卻塔使用到一定年限后，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的靈敏性變差，填料里的雜質(zhì)降低了效率，更為嚴(yán)重的塔中循環(huán)水的水溫（約20—32℃）加上周圍潮濕的環(huán)境以及不斷濃縮而形成的營(yíng)養(yǎng)液，都為肺親和性菌在冷卻塔里繁殖提供了條件，這種細(xì)菌在冷卻塔運(yùn)行時(shí)隨水飄出而進(jìn)入大氣中，如被人們吸入，便易被感染。

6.冷卻塔的布置。冷卻塔的布置大多采用一字排列或多排布置，不管哪一種形式都存在著熱回流問題，熱回流的存在會(huì)影響運(yùn)行時(shí)的熱力性能。采用一字排列時(shí)排列臺(tái)數(shù)越多，熱回流越嚴(yán)重；多排布置時(shí)，就算相距的距離不遠(yuǎn)，也會(huì)使冷卻塔的熱力性能在惡化氣象情況下會(huì)有相當(dāng)大程度的衰減，冷卻塔實(shí)際運(yùn)行的進(jìn)風(fēng)濕球溫度大于設(shè)計(jì)運(yùn)行環(huán)境的計(jì)算濕球溫度，亦即形成塔群較大熱回流。根據(jù)多年的經(jīng)驗(yàn)很多施工單位大多采用一臺(tái)冷水機(jī)組需多臺(tái)冷卻塔時(shí)優(yōu)選用2臺(tái)，當(dāng)單機(jī)制冷量較大時(shí)選用3臺(tái)。置于冷卻塔排列的列數(shù)一般不要超過2，當(dāng)然當(dāng)空間足夠開闊時(shí)可考慮3列，但是會(huì)出現(xiàn)伴隨熱回流的集水盤水力平衡方面的問題。

三、冷卻塔的電機(jī)控制及電機(jī)功率性能

當(dāng)冷卻塔采用雙速電機(jī)時(shí)，由于電機(jī)體積重量加大，結(jié)構(gòu)件需相應(yīng)加強(qiáng)的同時(shí)；控制回路數(shù)應(yīng)增加一倍；還要配置非標(biāo)溫控件，單雙速電機(jī)在低速運(yùn)行時(shí)節(jié)能效果不明顯，而且初投資的費(fèi)用較高，現(xiàn)階段不太主張采用。

當(dāng)冷卻塔采用智能溫控變頻控制時(shí)，可使得運(yùn)行漂水的費(fèi)用降低，而且運(yùn)行的噪聲也明顯低于雙速電機(jī)的，具有自動(dòng)化程度高，性價(jià)比高，延長(zhǎng)電機(jī)使用壽命，并且啟停平緩。從國(guó)標(biāo)噪聲限值來看，增加風(fēng)機(jī)數(shù)量采用小風(fēng)機(jī)組合并不能降低多少滿負(fù)荷時(shí)運(yùn)行的噪聲值。

品質(zhì)過硬的產(chǎn)品往往都很注重制造理念，在產(chǎn)品的能耗、水漂、噪音方面都會(huì)提出較高的要求，真正做到綜合成本最低但質(zhì)優(yōu)。比如標(biāo)準(zhǔn)工況下處理水量200T的冷卻塔電機(jī)功率來說，按新國(guó)標(biāo)GB/T 7190.1-2008的要求：冷卻塔的耗電比要小于0.035Kw/m3/h，即標(biāo)準(zhǔn)工況下，處理水量200T的冷卻塔電機(jī)功率應(yīng)在小于7Kw或在7Kw左右，但是目前市場(chǎng)上制造綜合性能好的冷卻塔可以達(dá)到4Kw至5.5Kw。

四、冷卻塔填料顏色

冷卻塔填料的顏色，目前有藍(lán)色、綠色、黑色、白色等，材質(zhì)大多是改性PVC或PP-聚丙烯塑料；常規(guī)冷卻塔填料為改性PVC（聚氯乙烯），主要用于40度以下冷卻塔填料中；改性PP填料因耐高溫性強(qiáng)，目前用于中高溫冷卻塔填料。

改性pvc填料呈現(xiàn)黑色是因?yàn)樘砑恿诵阅軆?yōu)良的防紫外光劑，黑色的淋水填料片比藍(lán)色和綠色的耐老化性能好，pp填料的顏色大多是白色或透明色。目前性能最好的冷卻塔橫流或逆流塔填料大都是阻燃型改性PVC塑料，氧指數(shù)一般不低于32%，阻燃性能達(dá)到難燃 B1級(jí)，檢測(cè)值為36.3%；高溫冷卻塔填料PP塑料的氧指數(shù)一般在17.4-18.5%，屬易燃材料。

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