冷却塔的详细说明

冷却塔(The cooling t ower )是用水作为循环冷却剂，从一系统中吸收热量排放 至大气中，以降低水温的装置;其冷是利用水与空气流动接触后进行冷热交换产 生蒸汽，蒸汽挥发带走热量达到蒸发散热、对流传热和辐射传热等原理来散去工 业上或制冷空调中产生的余热来降低水温的蒸发散热装置，以保证系统的正常运 行，装置一般为桶状，故名为冷却塔。冷却塔是集空气动力学、热力学、流体学、化学、生物化学、材料学、静、动态 结构力学，加工技术等多种学科为一体的综合产物。水质为多变量的函数，冷却 更是多因素，多变量与多效应综合的过程。基本信息 中文名称冷却塔 外文名称Cooling tower 别名凉水塔 作用为凝汽器提供凉水源基本简介冷却塔1 按水与空气相对流动状况不同，不同类型冷却塔优、劣，是冷却塔业 界在学术上长期争论不休的问题，这种争论有力地促进了冷却塔的技术的发展 在争论中各自扬长避短，使冷却塔技术不断完善，向节能降耗，提高效率，降低 投资等目标不断技术进步。冷却塔热力性能好坏、噪声高低、耗电大小、漂水多少是衡量冷却塔品质优劣 的关键，是用户及设计师在选用冷却塔时反复考察比较中最观注的焦点。冷却塔是集空气动力学、热力学、流体学、化学、生物化学、材料学、静、动态 结构力学，加工技术等多种学科为一体的综合产物。水质为多变量的函数，冷却 更是多因素，多变量与多效应综合的过程。冷却塔是利用空气同水的接触（直接或间接）来冷却水的设备。是以水为循环冷 却剂，从一系统中吸收热量并排放至大气中，从而降低塔内循环水的温度，制造 冷却水可循环使用的设备。随着冷却塔行业不断发展，越来越多的行业和企业运 用到了冷却塔，也有很多企业进入到了冷却塔行业并发展。设计参数1. 标准型：进塔水温37C，出塔水温32C2. 中温型：进塔水温43C，出塔水温33C3高温型：进塔水温60C，出塔水温35C4超高温型：进塔水温90C，出塔水温35C5大型塔：进塔水温42C，出塔水温32C主要应用冷却塔主要应用于空调冷却系统、冷冻系列、注塑、制革、发泡、发电、汽轮机、 铝型材加工、空压机、工业水冷却等领域，应用最多的为空调冷却、冷冻、塑胶 化工行业。具体划分，如下：A、空气室温调节类：空调设备、冷库、冷藏室、冷冻、冷暖空调等；B、制造业及加工类：食品业、药业、金属铸造、塑胶业、橡胶业、纺织业、钢铁厂、化学品业、石化制品类等；C、机械运转降温类：发电机、汽轮机、空压机、油压机、引擎等；D、其他类行业冷却塔的作用是将携带废热的冷却水在塔体内部与空气进行热交换，使废热传输 给空气并散入大气中。基本分类按通风方式分为：自然通风冷却塔；机械通风冷却塔；混合通风冷却塔。按水和空气的接触方式分：湿式冷却塔；干式冷却塔；干湿式冷却塔。按热水和空气的流动方向分：逆流式冷却塔；横流（直交流）式冷却塔；（3） 混流式冷却塔按应用领域分：工业型冷却塔；空调型冷却塔。按噪声级别分：普通型冷却塔；低噪型冷却塔；超低噪型冷却塔；超静 音型冷却塔。按形状分：圆形冷却塔：方型冷却塔。其他型式冷却塔，如喷流式冷却塔、无风机冷却塔等。原理通用术语“冷却塔”是用来描述直接（开路）和间接（闭路）散热设备。虽然大 多数想出一个“冷却塔作为一个开放的直接接触散热装置”，间接冷却塔，有时 被称为“闭合电路的冷却塔”的是但也是一个冷却塔。一个直接的，或开路冷却塔是一个密封结构内部的手段，通过将循环水以喷雾方 式，喷淋到玻璃纤维的填料上。填料提供了更大的接触面，通过水与空气的接触， 达到换热效果。再有风机带动塔内气流循环，将与水换热后的热气流带出，从而 达到冷却。填充可能包括多个，主要是垂直，湿面赖以传播的水（填充）或横向 飞溅要素创造了许多具有较大的地表面积小水滴级联几个层次薄膜（飞溅）。间接或闭路冷却塔并不涉及对空气和液体，通常是水或乙二醇混合物直接接触被 冷却。不同的是开放式冷却塔，冷却塔的间接拥有两个独立的流体电路。一个是 外部电路中的水是在第二赛道，这是管束外循环（非公开线圈）的连接到的热流 体进程被冷却并在闭路返回。空气是通过循环绘制在整个热管外级联水，提供类 似的蒸发冷却冷却塔开放。在运作的热流从内部流体电路，通过线圈管墙，外部 电路，然后由空气和水的一些蒸发加热，到大气中。间接冷却塔的行动，因此非 常相似，打开冷却塔有一个例外。这一过程被冷却液在一个“封闭”回路中，不 直接暴露在大气或外部的循环水。在逆流冷却塔空中旅行向上通过填充或管束，对面水向下运动。在横流冷却塔空 气水平移动通过填补水向下移动。冷却塔还有一个特点，其中航空移动手段的机械通风冷却塔依靠电力驱动的风 扇，以吸引或强行塔空气。自然通风冷却塔使用的排气烟囱的高增长提供空气浮 力草案。风扇辅助自然通风冷却塔采用机械草案，以增加浮力的影响。许多早期 的冷却塔靠的风向产生的空气草案。如果冷却水从冷却塔回到重用，一些水必须 添加到更换或构成，流动的那部分蒸发。由于蒸发包括纯净水，溶解的矿物质和 其他固体循环水的浓度往往会增加，除非一些溶解，如打击固体控制手段下，提 供。一些水也丧失了与正在开展的废气（漂移）飞沫，但是这通常是减少到一个 非常小的数额安装挡板样装置，称为漂流排除，收集液滴。弥补的金额必须等于 蒸发，吹下来，总漂移，如风力井喷和其他水渗漏损失，保持一个稳定的水位。基本构造 冷却塔冷却塔一般主要由填料（亦称散热材）、配水系统、通风设备、空气分配 装置（如：入风口百叶窗、导风装置、风筒）、挡水器（或收水器）、集水槽（或 集水池）等部分构成，上述结构的不同组 合可以构造成不同型式的冷却塔。常用术语一些有用的术语，通常在冷却塔工业中使用：漂移- 水正在开展的与废气冷却塔飞沫。漂移液滴具有与进入塔水的杂质浓度相同。 漂移速度通常采用挡板减少类似的设备，所谓的漂流排除，通过空中旅行后必须 离开填充和塔喷雾区。井喷- 吹的风冷却塔，水滴，一般在进气口开口。水也可能会丢失，在风的情况下，通过溅或喷雾。例如风帘，百叶，飞溅偏转和水分流调节装置来限制这些损失。烟羽- 饱和的流离开废气冷却塔。羽流是可见的水蒸汽，它包含了凉爽空气接触凝结 好像在大冷天人呼吸的雾。饱和空气在某些情况下，冷却塔羽毛，可能会喷雾或结冰的危害及其周围地区。请注意， 水的蒸发冷却过程是“纯粹的”水，在相反的是漂移的飞沫或水的比例非常小吹 的进气口内。吹式- 的循环水流量是拆除，以保持在一个可接受的水平，溶解固体和其他杂质的部 分金额。由流经木结构冷却塔用水冲洗行动浸出 - 损失的木材防腐化学品。噪音- 声音能量冷却塔排放，并听取了（记录）在给定的距离和方向。声音是对所产 生的影响，水质下降的空气受到球迷的运动，该运动在风扇叶片结构，电机，变 速箱和传动带。危害冷却塔长时间使用，会滋生细菌，其中典型的细菌是“军团菌”，这种细菌会造 成传染病，每个冷却塔周围 200 米内都会受到影响。城市的冷却塔是城市污染的 一种主要来源。军团菌经空气传播。空调系统的水箱是军团菌的理想繁殖地方， 可经管道遍布整座建筑物。因此长期在空调室内的人，应特别小心。广东盈卓节能冷却塔主要特点一、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： 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。 填料水与空气热交换段。 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1-2C。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1、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。密闭式冷却塔（也叫蒸发式空冷器）将管式换热器置于塔内，通过流通的空气、 喷淋水与循环水的热交换保证降温效果。由于是闭式循环，其能够保证水质不受 污染，很好的保护了主设备的高效运行，提高了使用寿命。外界气温较低时，可 以停掉喷淋水系统，起到节水效果。推着国家节能减排政策的实施和水资源的日 益匮乏，近几年密闭式冷却塔在钢铁冶金、电力电子、机械加工、空调系统等行 业得到了广泛的应用。北方地区冬季气温通常在零度以下，密闭式冷却塔的运行 防冻问题日益突出，如果解决的不好，可能冻坏换热管或冷却塔其他部件。根据 不同的工艺特点，密闭式冷却塔有的冬季全天运行，有的部分时间段运行，有的 几乎不用。但都需要考虑防冻问题。如果在冬季密闭式冷却塔不需要运行，停机时，须将喷淋水和内部循环水排空。封闭式冷却塔，又称闭式冷却塔，蒸发冷却器。五、无填料喷雾冷却塔产品简介： 噪声低、节能、节水、冷效稳定、维修量少。产品详情： 1、节能降温效果好2、冷效稳定3、工作水压低、节能高效4、噪音低5、飘水 量小，节水效果显著6、维修量少，减少生产成本7、新型喷雾推进通风冷却塔 整体采用积木式的模块化结构，而且塔身内部的进、出风道在塔体下部隔离，简 化了塔身结构，减轻了塔体重量，同时便于运输和拼装。WGFB冷却塔的结构：1、WGFB无填料喷雾冷却塔采用高效低压离心雾化装置（喷 头压力：0.035MPa）作为冷却元件取代了传统的填料塔的填料和布水装置，使 整塔几乎成为一个空塔，结构大大简化。2、WGFB无填料喷雾冷却塔在取消填料和布水装置后，将雾化装置安装在进风道 上方，水的喷射方向与轴流风机抽吸的冷风同向，同时水有上升和下降两个过程， 冷却也有顺流冷却和逆流冷却两个过程。3、GFN无填料喷雾冷却塔是通过雾化装置将水喷成雾状，使空气和水的微小粒 状均匀接触，而填料塔是通过布水喷头将水分布在填料上以膜状与冷风接触。4、GFN塔因填料取消，使塔体载荷大大减小，勿需更多支承梁板，土建结构简 化，节约土建投资。安全控制1风机节能控制器的分析提出风机节能控制管理的目的，是实现风机运行闭环自动控制。根据生产的需要 预先设定供水温度，由气候气象环境对水温的影响、系统换热条件的改变对水温 的影响，用温感探头的实测值及时反应出来，最终通过调控降温设备的能耗来稳 定供水温度，实现自控节能。通常认为，“变频调速技术”是完成上述过程的理想方法。但变频调速技术在循 环水冷却塔风机控制上的运用存在如下局限性和缺陷： “变频调速技术”可以做到很高的控温精度，但这在循环冷却水系统却不很重 要。 变频器自身的能量损耗（平均运行效率不足90%）影响节能效果。 变速运行造成风扇叶片攻角改变（迎风角），风机脱离工作点运行使效率降低。 电机脱离额定转速的低速运行，以及转速、扭矩、功耗之间的非线性关系，也 使电机的运行效率大为降低。 变频调速系统价格较为昂贵（每千瓦1000元左右），新建工程和老设备改造 都需较大投入。 设计上还必需考虑变频调速器运行在某些特定转速时的破坏性共振问题，和变 频调速器产生强电磁污染对其它仪表的干扰等问题。2 风机安全监控器分析提出风机安全监控管理的目的，是为了自动检测出振动、油温、油位的变化数值， 并进行显示和记录，同时对检测值超限的风机进行报警和停机，以求达到风机安 全平稳运行的目的，减少甚至杜绝风机损坏事故的发生。根据现场管理的实际情 况，确定了“风机振动”、“滑油油温”、“减速箱油位”3 个参数是保证风机 安全最重要的运行参数3。又确定了“测量范围”、“测量精度”、“巡检时 间”等共 15项设计参数进行研发制作。该系统于 1993年9月在循环水场得到首 次试用，命名为“KR-939风机安全监控器”。该系统运用了多参数组合探头技术、数字指令编码技术和计算机网络管理技术。 三参数组合探头安装于风机减速箱泊尺固定座上，其探杆直接插入滑油中，将减 速箱内的油温、泊位及设备振动值直接转换为电信号，并远传至控制室内的风机 安全监控器。每台安全监控器可以用一条四芯电缆挂接 8 只组合探头，对 8 台风 机的运行参数进行实时监控，同时完成数字显示。超限报警、超限停机等多相功 能。经过了多次的试验和改型设计，目前已经成功运用于设备生产现场，各项参 数达到了预定的设计要求。3 实现计算机联网控制分析上面介绍的两种测控系统，可以通过一条四芯通讯电缆（RS-422标准串行接口） 与1台管理计算机连接，计算机可以是通用型PC机或工控机。当配备相应的组 态化监控管理软件（DCS-900软件），即可与多台KR-933、KR-939监控器实现 联网控制。与计算机联网后的风机监控器增加了如下功能： 同时监控网内所有控制器的测量参数，实现综合管理。 修改网内各控制器的设定参数。 根据各控制器运行参数变化实现系统优化管理。 进行历史数据及图形的记录，帮助分析，方便查询。4 风机管理研究的效果分析4.1 风机运行节电效果明显以安装了 KR-933的第二循环水场为例，使用KR-933节能控制器的节能效果。最 初现场试用KR-933节能控制器的第三循环水场，在1993年风机负荷较重的6, 7，8，9这4个月内，耗电量与1991，1992年同期相比，节电量178533kWh， 若以0.45元/（kWh）计算，这4个月共节约用电费7.92万元；而第三循环水场 安装节能控制器的费用只有4.36万元，可见投入的费用只需设备运行几个月就 能收回。4.2 保证风机安全运行根据现场经验，处于完好状态下的风机，其油温、油位、振动曲线的特征如下： 油温曲线：从开、停机时刻起逐渐升、降，约lh左右变成一条近似直线的平 滑曲线。 泊位曲线：无论是否开机，都应近似一条水平的直线。 振动曲线：开机状态下，围绕一条虚拟的直线作上下窄幅振荡的不规则曲线。5不足之处分析5.1大型风机不适合应用KR-933节能控制器对于大功率少机组风机的循环水场，由于每开停1台风机，都会对水温产生很大 的影响。因而，应用KR-933风机节能控制器无法正常稳定控制水温。如第六循 环水场共有3台直径8.53m、功率160kW的风机，假设安装风机节能控制器，在 设定温度速率允差。温度允差、执行周期等参数时，必然产生极大的矛盾，很难 选择出适当的参数值，最终也达不到节能降耗的目的。这种情况下的风机管理， 比较适合采用自动变频调速系统进行控制管理。目前也正在进行这方面的准备工 作。5.2 KR-939安全控制系统的油位测量技术还有待改进目前KR-939安全监控器仍存在不足，其主要问题是油位监测，由于受恶劣条件 的影响，较容易出现热丝结垢、滑油含水造成断丝故障。若探头检修不及时，还 需要进行人工上塔巡检实测。加强风机的科学现代化管理，还应在现有的基础上不断改进。计算方法1、循环水量在冷却塔运转当中，因下列因素逐渐损失：A 当热水与冷空气在塔体内产生热交换过程中，部份水量会变成气体蒸发出去；B 由于冷空气系借助机械动力（马达与风车）抽送，在高风速状况下，部份水量 会被抽送出去；C 由于冷却水重复循环，水中之固体浓度日渐增加，影响水质，易生藻苔，因此 必须部份排放，另行以新鲜的水补充之。2、补给水量计算说明：A蒸发损失水量（E）E = Q/600 = （T1-T2）*L /600E代表蒸发水量（kg/h） ； Q代表热负荷（Kcal/h）；600代表水的蒸发潜热（Kcal/h） ； T1代表入水温度（C）；T2代表出水温度（C）； L代表循环水量（kg/h）B飞溅损失水量（C）冷却塔之飞溅损失量依冷却塔设计型式、风速等因素决定之。一般正常情况下， 其值约等于循环水量的0.10.2%左右。C定期排放水量损失（D）定期排放水量损失须视水质或水中固体浓度等因素决定之。一般约为循环水量 之0.3%左右。D补给水量（M）水塔循环水之补给总水量等于 M=E + C + D冷却塔用于空调时，温度差设计在5C,此时冷却塔所须之补给水量约为循环水 量的2%左右。如何选择冷却塔的热力计算目的有两个，第一是已知水负荷及热负荷，在特定的气象条件 下，根据冷却要求确定冷却塔所需要的面积；第二是已知冷却塔的各项条件，在 特定的水负荷及热负荷和气象条件下计算冷却后的水温。在工程设计中选用成套 供应的冷却塔时，是按冷却塔的填料高度、体积、风量及已知条件复核冷却后水 温能否满足要求。冷却塔的计算有很多方法。在实际应用中有些方法虽然精确度较高，但计算较繁，一般不予采用。机械通风冷却塔计算采用彭军焓差法或图解法 较为普遍。在制冷装置中，直接选用机械通风冷却塔时，可根据产品样本中的计 算图表计算。冷库房的作用就是建立一个能使易腐蚀品得到贮藏的低温环境，以最大限度的保持食品原来的质量。所以要把库房内外影响到库房温度的热量全 部取走，以保证库温的稳定。为了保证这一条件，就需要有相应的制冷设备，它 所产生的制冷量应和引起库温波动的库内外各大小，以此为根据再选配制冷压缩 机和辅助设备等。冷库房的冷负荷在一年四季中并不是恒定的，其大小受到室外气温，食品冷却加 工工艺要求，冷加工产品的数量，以及操作管理方式等诸因素影响。因此，在一 般情况下，先计算出各冷间冷负荷的最大值，然后在确定库房冷却设备负荷时， 再根据不同情况，对有些冷间的冷负荷乘以不同的系数进行修正。注意事项维修注意事项故 障宫廷黄姜 鸡看冷却水温度 升高1 循环水量过多；2 风量不均；3 热空气再循环现象产生4 风量不足；5 散热片阻塞；6 散水管阻塞；7 入风口网阻塞；冷却水量过少异常噪音及 振动1 散水孔阻塞；2 过滤网堵塞；3 水位过低；4 循环泵浦选择错误；1 风叶触到风胴内壁；2 风叶安装不当；3 风车不平衡；4 减速机内润滑油过少5 轴承故障；马达超载1 压降过低；2 风叶角度不适当3 风量过大；4 马达故障；1散水管回转过快（LBC）2 散水槽水位过高溢出； 水滴过量飞溅 3 散热片阻塞；4 挡水板失效；5 循环水量过多；对策1 调节水量至设计标准；2 改善通风环境；3 改善通风环境；4 调整风叶片角度（额定电流内）5 清除散热片阻塞之处；6 清除尘垢及藻类；7 清除入风口网阻塞之处。1 清除尘垢及藻类；2 取出过滤网清洗干净；3 调整浮球阀至运转水位；4 更换与设计水量相符之泵浦；1 调整风叶长度；2 重新栓紧螺帽；3 校正风叶角度；4 补充油量至规定油面；5 更换轴承或轴封；1 检查电源；2 调整风叶角度；3 调整风叶角度；4 更换或送修；1 调整散水管角度；2 更改散水孔孔径数量；3 清除散热片阻塞之处；4 重新更换挡水板；5 减小循环水量；其它注意事项循环水水质之要求（附水质限定值）项目PH (25C)补给水68循环水68导电率（uv/CM）200以下500以下全硬度(CaCO3) p p m50以下200以下M 碱度(CaCO3) p p m50以下100以下氯离子(CL) p p m50以下200以下硫酸离子(SO4) p p m50以下200以下铁(Fe) p p m0.3以下1.0以下清洗方法因冷却水大多数含有钙、镁离子和酸式碳酸盐。当冷却水流经金属表面时，有碳 酸盐的生成。另外，溶解在冷却水中的氧还会造成金属腐蚀，形成铁锈。由于锈 垢的产生，冷却塔换热效果下降。严重时不得不在壳体外喷淋冷却水，结垢严重 时会堵塞管子，使换热效果失去作用。研究的数据显示水垢沉积物对热传输的损 失影响巨大，随着沉积物的增加会造成能源费用的加大。即使很薄的一层水垢就 要增加设备中结垢部分40%以上的运行费用。保持冷却通道中不含矿物沉积物可 以很好的提高功效、节约能源、延长设备的使用寿命，同时节约生产时间和费用。长期以来传统的清洗方式如机械方法（刮、刷）、高压水、化学清洗（酸洗）等在 对设备清洗时出现很多问题：不能彻底清除水垢等沉积物，酸液对设备造成腐蚀 形成漏洞，残留的酸对材质产生二次腐蚀或垢下腐蚀，最终导致更换设备，此外， 清洗废液有毒，需要大量资金进行废水处理。针对上述情况，国内外努力研制对 金属腐蚀性小的清洗剂，而目前研发成功的有福世泰克清洗剂。其具有高效、环 保、安全、无腐蚀的特点，不但清洗效果良好而且对设备没有腐蚀，能够保证冷 却塔的长期使用