冷卻塔通風設備

在自然通風冷卻塔中，水冷卻所需要的風量由周圍空氣所供給。風筒式冷卻塔中風量是由高大的通風筒所產生的抽力來完成。而在機械通風冷卻塔中，則由風機抽風來供給，冷卻塔用的風機主要是軸流式風機。其特點是：風量大，通風壓力在20mmH2O左右，通過調節葉片角度來改變風量和風壓，耐水霧和大氣腐蝕，在戶外可長期連續運轉無故障、噪聲不大、能耗低、可正反向旋轉。風機應選用風量足夠、噪聲低、重量輕、強度大、安全可靠、耐腐蝕、安裝及維護方便，符合標準的。風筒的直徑比軸流風機葉片直徑大1%～2%大風機取小值，小風機取大值。在小型風機中，葉尖與筒壁之間的距離最小值為8mm。該距離過大會造成局部渦流，降低風機效率。鼓風式風機當冷卻水有較大腐蝕性時，為了避免腐蝕風機葉片用鋁合金、鋼材制作而采用鼓風冷卻方式。為不使冷卻塔塔體過高，鼓風式風機直徑一般小于4m，風機與塔體距離通常不小于2m，以防止冷卻塔內水滴對風機的影響。鼓風式軸流風機如圖3-45所示。目前采用軸流風機鼓風式冷卻已經很少，原因為：一是風機效率和冷卻效果與抽風式相比，均偏低；二是玻璃鋼軸流風機從20世紀80年代誕生和應用以來，逐漸代替了鋁合金、鋼材制作的風機，該風機具有重量輕、能耗低、耐酸堿腐蝕等特點。因此遇到有較大腐蝕性冷卻水時，可采用抽風式玻璃鋼軸流風機。抽風式風機抽風式冷卻塔風機安裝在冷卻塔上部的風筒內，風機葉片水平安裝。小型塔的風機為電動機直接驅動，電動機安裝在風筒中央的風機上部，防濕性能要求較高，電動機外殼要有嚴密防濕措施。接電氣接線盒處要密封防水，電源線應用套管接到電動機上，電動機軸伸出處也要有防水措施，如圖3-46所示。初始采用的小型風機風壓偏高、動能損失較大、噪聲也相當高。后采用闊葉片風機，風量較大，風壓適用于常用范圍，噪聲降低。風機葉片采用薄板葉形，材質為鋁合金或玻璃鋼。葉片用鉚接方式與輪殼十字架固定，十字架可用鋁、玻璃鋼、鋼材制作，葉輪裝配應作靜平衡校驗。中型塔風機減速裝置分齒輪減速和皮帶減速。電動機基本上仍在風筒內，電動機和減速裝置等均應有防濕措施。齒輪減速裝置要有添加潤滑油油孔；皮帶減速裝置要有皮帶調緊和保護皮帶的措施。大型塔風機的電動機大都安裝在風筒外或專門電動機室內，采用傳動軸及齒輪減速裝置同風機輪殼葉片連接，并有與之配套的潤滑油系統，如圖3-47所示。立式減速機是將減速機與電動機設施等安裝在塔底部中央，通過長軸驅動安裝在上部風筒內的風機葉片，減輕了塔體的負重。1、風機葉片冷卻塔風機的葉形有薄板形和機翼型兩種。薄板型的優點是制作簡單、強度高。大型風機采用機翼型葉片。任何材質的風機葉片均要求強度高、表面光潔、各截面過渡均勻、無裂紋、缺口、毛刺等缺陷。冷卻塔軸流風機的葉片數通常為4～12片。薄板型葉片常用鋁合金板、玻璃鋼板、鋼板等制作。機翼型葉片常用鋁合金蒙皮鋼結構或玻璃鋼等材料，較小的機翼型葉片用鑄鋁合金或工程塑料作為葉片材料。2、常用風機我國用于冷卻塔配套的抽風式風機主要有以下系列：1LF、L型冷卻塔風機LF、L型風機風量大，用作大中型冷卻塔的配套風機，風機葉片直徑2、4～9、14m，該系列風機葉片采用高強度環氧玻璃鋼模壓而成，外型設計為機翼型，輪殼采用雙板結構形式。該系列風機直徑在4、7～9、14m范圍內均有廣泛采用。2JXLF系列冷卻塔風機JXLF系列風機葉片采用鋁合金澆濤，葉片形狀為機翼型，具有風量大、效率高、噪聲低、強度高、使用壽命長、運行平衡、振動小等優點，適用于各類冷卻塔在不同情況條件下和各種環境中連續運行。該系列風機可配置FZ系列立式減速機。立式減速機由風機座、傳動軸、聯軸器、減速機、電動機等組成。葉片安裝在冷卻塔的上部風筒內，減速機和電動機等安裝在塔底部中央，通過長軸驅動風機葉片。適用于大中型玻璃鋼冷卻塔或鋼筋混凝土冷卻塔。FZ系列立式減速機如圖3-48所示。立式減速機特點：1減輕塔體負重、使塔運行平衡。2觀察、維護、檢修方便。3可降低冷卻塔風機傳動裝置的噪聲。JXLF系列冷卻塔風機及FZ系列立式減速機的主要性能見表3-10。LF、L型等風機性能詳見生產廠家風機樣本。3中小型冷卻塔用薄板型風機一般冷卻水量在150m3h以下的風機大都采用低速電動機直接驅動；冷卻水在200m3h以上的風機大都裝設減速器，葉片為鋁合金板模壓成型并經熱處理定型，或采用空腹玻璃鋼風機。具有加工方便、強度高、重量輕、耐腐蝕等特點。噪聲可達到低噪聲標準。關于風機的詳細性能、外形尺寸及選用請查閱有關樣本。4風機的選擇1風機的設計運行工況點應根據冷卻塔的設計風量和計算的總阻力確定。風機運行的工況點應有較高的效率。2風機電動機的功率可按式3-7計算：式中ΔPs——風機靜壓Pa；ΔPe——風機動壓Pa；G——風量m3s；η——電動機效率。3在靜壓和風量不變的情況下，要想降低風機的功率消耗，可加大風機的直徑，減小通過風機的風速，即減小動壓ΔPe。4當環境噪聲要求較高時，可采用較大直徑葉片的風機，降低風機轉速，使噪聲降低。5風機的減速器應配有油溫監測和報警裝置，當采用稀油潤滑時配有油位指示裝置；大型風機應配有振動監測、報警和防振保護裝置。

工業冷卻塔之發展現狀

從1949年共和國建立到1978年的三十年里，我國雖然已有工業冷卻塔的應用，高溫冷卻塔但規模不大，技術陳舊，由于普遍存在著對節水意義的忽視，在這一時期我們對工業節水技術的投入是不夠的，在許多部門甚至未提到工作日程，我國工業冷卻塔技術獲得長足發展是改革開放以來的二十年間。伴隨著對國外先進冷卻塔技術的引進、消化吸收，到八十年代出現了冷卻塔熱，其中最引人注目的是數以百計的冷卻塔制造商的涌現。大批工程項目的建設，國家對工業節水的要求刺激了工業節水市場的發展，激烈的市場競爭極大地推動了我國冷卻塔技術的進步，大大縮小了我國與發達國家的差距。現在在工業節水領域我們完全有能力依靠自己的技術滿足工業生產和人民生活的需要；另一方面我們也應清楚地看到盡管我們的冷卻塔技術二十年來有了較大發展，但整體上與發達國家相比仍存在較大差距，正視這種差距是進一步提高自己的起點。尤其是當前面臨嚴重的水資源短缺及未來十年工業節水的總體目標，我們不能滿足于已取得的成績，必須清醒、客觀地找出在工業節水設備的科研、設計、制造、使用等諸環節存在的主要問題并妥善加以解決，我國的工業節水事業才能百尺竿頭，更進一步。那么，我國工業節水設備——工業冷卻塔技術發展中存在一些什么問題呢筆者認為數其大者有以下幾個方面：1、現在運行的成千上萬座工業冷卻塔技術落后。據了解在我國石化行業13000家大中小型企業近十萬座各種型號的冷卻塔中，除了少數利用國外引進的成套冷卻設備的大型石化、化工、化肥企業，冷卻塔的運行達到國際先進水平，工業水的重復利用率達到80%以上，大部分利用國產冷卻節水設備的企業都存在不同程度的技術落后問題，水的重復利用率遠未達標。由于工業節水長期不被重視，在我國石化行業實際運行的工業冷卻塔中尚有大量五十、六十年代設計建造的，由于歷史的局限和使用年代久遠，這些節水設備絕大多數已成為舊塔、病塔、老塔，其落后的狀況是驚人的。如有不少化肥企業的冷卻塔，風筒為砼結構的原始，布水器為砼結構的水槽，塔芯為砼結構的鑲嵌板條，由于年代久遠，結垢堵塞嚴重，已喪失冷卻能力，工廠實際是靠一次性排放的直流水Once-throughcoolingwater維持生產，由于水費低廉，雖然冷卻塔早已成為聾子的耳朵——擺設，但企業安之若素，熟視無睹。類似這些高能耗、低效率的所謂工業節水設備依然在濫竽充數的情況并不鮮見。這些塔急待用先進的綜合工程技術予以徹底改造。2、冷卻塔的設計、制造、建設、安裝的技術水平良莠不齊，相差甚遠。目前在我國工業節水市場上，既有良流線性先進設計思想指導下的設計實踐，也有所謂標準圖的極其落后的設計；既有對國外先進技術的消化、吸收創新，已然國產化的運行良好的大型工業成套冷卻設備，也有粗制濫造一投產就無法使用的龐然大物；既有高質量的PVC填料連續使用十三年依然保持良好的韌性、強度，也有象豆腐渣一樣，剛裝進塔內尚未使用就跨掉、碎裂的偽劣制品。最令人不可思議的是有些人打著××科學研究院、××設計院的牌子，粗制濫造出一批所謂大型工業節水設備，妄稱是對循環水工程技術的又一重大突破，在國內屬領先地位，可為國家節約大量外匯，市場前景十分廣闊，陰差陽錯，居然通過了省部級科學技術成果鑒定，而且鑒定委員會的組成人員幾乎全部清一色的高工、教授級高工、研究員、博士組成。更令人啼笑皆非的是，為把這一成果向全國推廣，這些人又在南方某城市舉行了規模盛大的新技術成果發布會，騙取了近百名全國各地不明真相的工業給排水界的高級工程技術人員和專家、學者參加、署名。然而該成果投入實際運行短短幾個年頭，用戶就發現，該成果的實際冷卻能力僅為發布冷卻能力的60%，根本不能滿足生產需要。環保應屬千秋業，冷卻塔中哪是真我們認為技術水平低并不可怕，只要努力總有提高的一天，但那種為了達到個人目的，不惜采取拔苗助長，弄虛作假的做法，只能在我國工業給排水界造成混亂，只能使我國工業冷卻塔的技術進步付出更大的代價。上述種種現象的巨大反差，鮮明對比，真實的反映了我國工業冷卻塔技術的現狀，以及在社會主義初級階段，市場經濟發育不完善時期的發展不平衡性。3、在冷卻塔技術研究和開發上，重局部不重全局。冷卻塔技術是一系統工程，它的內在規律要求對風、水、熱交換介質三者性能很好匹配和相互關照，如果這三者各自的性能不到位，且相互關照有了重大缺陷，冷卻塔的高出力是不可能的。我國不少企業或單位對冷卻塔的研究重點多在局部，尤其是填料花樣不斷翻新，但對冷卻塔整體技術進步關注欠缺，這種只重局部，不重全局的研究方法是我國冷卻塔整體技術進步緩慢的主要原因之一。國外發達國家對冷卻塔的研究多放在全局，放在三要素的相互關系的照應上，這個重大區別不論從理論上，還是實踐上都證明全局的觀點具有更強的科學性。4、冷卻塔的科研、設計、制造相互脫節。發達國家冷卻塔的科研、設計、制造各環節統一于一個專業廠家之內，這對促進冷卻塔整體技術的發展極為有利，不少專業廠家有幾十年乃至百年的歷史。在長期的技術積累中形成自己的開發優勢，針對工業生產和人們生活的需要不斷推陳出新，把冷卻塔技術推向前進。以美國為例，二次大戰前就有利利霍夫曼LiLie－Hoffman和馬利Marley兩個專門從事冷卻塔生產的專業廠家，現在就更多了。我國在相當長的時間里冷卻塔的科研、設計、制造是分離的，各自為政的。以冷卻塔的設計為例，大多由專門的設計單位來做，而不是由冷卻塔的制造商設計，也就是說，設計和制造是脫離的。這種體制上的缺陷造成了任務觀點，它建成后出現的問題很難說得清是設計的原因還是制造的原因，真正設計上的缺陷很難反饋到設計者那里，在新版設計圖中獲得及時準確的修改。這種首尾脫節的體制顯然對冷卻塔技術的進步不利。冷卻塔的科研工作亦復如是，有研究能力的單位并不建塔，建塔的單位幾乎沒有科研能力。形成了冷卻塔制造商雷同，更新換代緩慢，整體水平難以提高的局面。5、企業不重視冷卻塔的使用和管理。冷卻塔作為一種節水設備，經過發達國家一百年的完善、改進和提高被證明是工業節水唯一可行的有效途徑。但在我國很多企業不被重視。由于長期以來受水是取之不盡，用之不竭的誤導，人們既不重視也不關心冷卻塔性能的優劣以及水重復利用率的高低，當發現達不到冷卻要求時，多補充新鮮水就是了。我們在改塔實踐中曾經遇到風機倒轉了十年，以為是正常運行模式的笑話。6、冷卻塔技術的交流、研討處在自然狀態。發達國家冷卻塔技術的交流研討非常活躍，國際冷卻塔技術協會CTI已近五十年歷史，對推動冷卻塔技術的發展和提高做了大量工作。我國既無全國性的冷卻塔技術協會，也很少技術交流和研討的機會，已有的豐富的經驗教訓難以獲得及時總結、普及和提高，面臨的挑戰性問題引不起關注也得不到深入研究。這些極為必要的基礎工作完全處在一種自然狀態，這當然對我國冷卻塔技術的發展是不利的。