冷卻塔的設(shè)計(jì)與測(cè)試

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簡(jiǎn)介： 冷卻塔是工業(yè)生產(chǎn)的輔助設(shè)備，是為工藝設(shè)備服務(wù)的。這就決定了冷卻塔的大小、型式及部件的組成必須適應(yīng)水系統(tǒng)的要求和特點(diǎn)，也只有這樣，設(shè)計(jì)出的冷卻塔才有其經(jīng)濟(jì)及運(yùn)行的合理性。
關(guān)鍵字：冷卻塔 整塔設(shè)計(jì) 考核測(cè)試

冷卻塔是工業(yè)生產(chǎn)的輔助設(shè)備，是為工藝設(shè)備服務(wù)的。這就決定了冷卻塔的大小、型式及部件的組成必須適應(yīng)水系統(tǒng)的要求和特點(diǎn)，也只有這樣，設(shè)計(jì)出的冷卻塔才有其經(jīng)濟(jì)及運(yùn)行的合理性。

冷卻塔服務(wù)的工藝設(shè)備各行業(yè)有所不同，現(xiàn)在從工藝設(shè)備的差異來(lái)看冷卻塔的合理變化。民用冷卻塔所服務(wù)的對(duì)象都是制冷機(jī)，它要求冷卻塔的水溫是相同的，即：進(jìn)塔水溫37℃，出塔水溫32℃。所不同的是：制冷機(jī)的容量不同，不同的容量配不同大小水量的冷卻塔，民用塔的冷卻水量與其它工業(yè)冷卻水量相比較小。這就決定了民用塔可以做成標(biāo)準(zhǔn)型塔，為提高效益，民用塔的適用氣溫分成了兩個(gè)檔次，即：南方設(shè)計(jì)氣溫按濕球溫度為28℃；北方按濕球溫度為27℃。

電力行業(yè)的工藝設(shè)備都是汽輪機(jī)，它對(duì)冷卻塔的水溫要求都是按夏季90%保證率時(shí)，出塔水溫不超出33℃，水溫差因地因機(jī)組有所不同。與民用塔相比它的冷卻水量大的多，這就決定了不同的發(fā)電機(jī)組配套不同大小的冷卻塔，同一機(jī)組在不同地理位置配的冷卻塔的大小也應(yīng)不同。以常用的200MW機(jī)為例，其冷卻水量為36000t/h左右，在北京地區(qū)(濕球溫度為：24.4℃)配4500平方米自然通風(fēng)冷卻塔。同樣的機(jī)組在山西的大同(濕球溫度為：19.0℃)需配用塔的淋水面積僅需3000平方米。山西和北京都地處北方，若僅按民用塔的劃分標(biāo)準(zhǔn)，大同就要多投入1500平方米的冷卻塔投資。

而冶金、石油、石油化工以及其它工業(yè)領(lǐng)域的工藝設(shè)備千差萬(wàn)別，其不僅對(duì)水溫的要求差別較大，而所需冷卻水量的大小也都各不一樣。

因此，只有針對(duì)不同的工藝系統(tǒng)特點(diǎn)，進(jìn)行該系統(tǒng)的冷卻塔的量體裁衣式的非標(biāo)設(shè)計(jì)，哪怕是個(gè)別部件的非標(biāo)設(shè)計(jì)才是合理的、經(jīng)濟(jì)的。

上述情況是從不同的工藝系統(tǒng)來(lái)認(rèn)識(shí)冷卻塔非標(biāo)設(shè)計(jì)的必要性的，另一方面結(jié)合我國(guó)的國(guó)情，新建項(xiàng)目減少，改造項(xiàng)目卻增多，這時(shí)地皮的占用的多少也越來(lái)越被重視。有許多工程項(xiàng)目的冷卻塔在總圖上不易找到位置，對(duì)于這種情況，冷卻塔必須服從總圖的要求，同時(shí)還要完成冷卻任務(wù)。這種情況下，冷卻塔必須根據(jù)現(xiàn)埸的地形進(jìn)行非標(biāo)設(shè)計(jì)來(lái)滿足工藝和地形的要求。

冷卻塔的工藝設(shè)計(jì)關(guān)鍵是緊抓主要矛盾 近年來(lái)大家都較注重冷卻塔填料的高效質(zhì)輕，因此，塑料淋水填料有較大的發(fā)展，很多單位開(kāi)發(fā)出了多種不同的塑料淋水填料，一種比一種散熱效果好。在冷卻塔的設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)人員都選用熱力特性高的淋水填料，而其它一些散熱性能差的塑料或其它材質(zhì)的淋水填料受到了冷落。這種作法是對(duì)的，但不全面，而在有些情況下是錯(cuò)誤的。

冷卻塔整塔設(shè)計(jì)：根據(jù)工程的工期、水量、水溫、埸地條件及水質(zhì)情況，在塔的總體設(shè)計(jì)上需要作如下的考慮：

A、冷卻塔的基本結(jié)構(gòu)采用砼結(jié)構(gòu)放置在地面上，這樣塔的基本結(jié)構(gòu)比較穩(wěn)固結(jié)實(shí)并且維護(hù)方便。

B、冷卻塔的配水誼采用槽管結(jié)合的方式，這樣可以減小冷卻塔的塔內(nèi)進(jìn)風(fēng)阻力，使風(fēng)機(jī)的效能發(fā)揮更好，因而整塔冷效提高。

C、風(fēng)機(jī)直徑要有所增大，從而改善塔內(nèi)的風(fēng)速分布情況，提高了塔的冷效。

D、由于有以上總體設(shè)計(jì)的幾方面改進(jìn)，塔的平面尺寸比常用的風(fēng)機(jī)直徑的砼塔有所減小。這樣節(jié)省了占地同時(shí)減小了造價(jià)。

爐體水系統(tǒng)冷卻塔塔芯設(shè)計(jì)

爐體水系統(tǒng)的特點(diǎn)是：爐體水系統(tǒng)為凈水系統(tǒng)，水質(zhì)相對(duì)較好，另一方面，水溫的要求比較高。

根據(jù)這個(gè)特點(diǎn)塔的填料、淋水及收水作如下選擇。這個(gè)水系統(tǒng)的主要矛盾是散熱。

A、填料：填料采用質(zhì)輕高效的PVC填料。這種填料的熱力阻力綜合性能好，它的結(jié)構(gòu)剛度也強(qiáng)。常期使用可以不變型，從而能長(zhǎng)期保持其性能。

B、噴頭：選用多層流噴頭。目前常用的噴頭是反射三型噴頭，該噴頭的配水比較均勻，但它的缺點(diǎn)是下面的濺水盤易掉，造成配水不均。故需對(duì)反射三型噴頭進(jìn)行改進(jìn)，研制多層流噴頭。

C、收水器：選用常用的波160-45填料。

水沖渣水系統(tǒng)冷卻塔塔芯設(shè)計(jì)：水沖渣系統(tǒng)的冷卻水特點(diǎn)：熱水溫度高達(dá)70℃、水質(zhì)是有鐵渣的濁水。這個(gè)水系統(tǒng)主要矛盾是水溫高，而出塔水溫要求低。

冷卻塔的測(cè)試目的:冷卻塔的測(cè)試目的有兩個(gè)，一是考核冷卻塔是否達(dá)到設(shè)計(jì)能力，是反應(yīng)供貨商對(duì)用戶是否提供了性能合格的冷卻塔，稱為考核測(cè)試；二是通過(guò)測(cè)試得到塔的熱力特性，積累實(shí)測(cè)資料，服務(wù)設(shè)計(jì)，提高設(shè)計(jì)水平，稱為性能測(cè)試。

冷卻塔測(cè)試的幾個(gè)必須測(cè)試參數(shù):無(wú)論是冷卻塔的考核測(cè)試還是冷卻塔的性能測(cè)試以下參數(shù)是必須測(cè)試的:冷卻塔的水量、進(jìn)塔空氣的干濕球溫度、大氣壓、進(jìn)出塔的水溫。

測(cè)試上述幾個(gè)參數(shù)一般可以回答，冷卻塔能否達(dá)到設(shè)計(jì)能力。隨著冷卻塔技術(shù)的不斷完善，冷卻塔的供貨商應(yīng)能提供精度相對(duì)較高的冷卻塔運(yùn)行曲線簇。通過(guò)測(cè)試上述幾個(gè)參數(shù)與運(yùn)行曲線作比較，即可回答冷卻塔是否達(dá)到設(shè)計(jì)要求。