冷卻塔風(fēng)機(jī)全壓及安裝角度

1、風(fēng)機(jī)的全壓及轉(zhuǎn)速風(fēng)機(jī)具有的總壓力稱為全壓，是由風(fēng)機(jī)具有的靜壓力和動(dòng)壓力兩者組成兩者之和。常用毫米水柱mmH2O表示。在風(fēng)機(jī)型號(hào)及樣本中，有的用全壓表示，而有的用靜壓表示。如LF型、L型等風(fēng)機(jī)主要性能介紹中為全壓；而JT2LZ風(fēng)機(jī)等主要性能介紹中為靜壓。風(fēng)機(jī)的全壓一般在8～19mmH2O之間；風(fēng)機(jī)的靜壓通常在4～10mmH2O之間。如用壓力表示，則單位為kgm2。小型風(fēng)機(jī)由電動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)機(jī)械效率為100%，因此葉輪轉(zhuǎn)速較快。一般風(fēng)機(jī)葉輪直徑≤2000mm的，轉(zhuǎn)速均在300rmin以上，最高的可達(dá)960rmin葉輪直徑僅600mm；風(fēng)機(jī)直徑2000mm的，一般轉(zhuǎn)速小于320rmin，風(fēng)機(jī)葉輪直徑越大，轉(zhuǎn)速越小，如風(fēng)機(jī)葉輪直徑為9140mm，風(fēng)量2730000m3h時(shí)，轉(zhuǎn)速僅為110rmin。同一直徑的風(fēng)機(jī)，其安裝角度和轉(zhuǎn)速不同，則風(fēng)量也不同，而風(fēng)量的不同，則全壓和靜壓也隨之不同。也就是說，為改變風(fēng)量增加或減少風(fēng)量，可采取改變風(fēng)機(jī)安裝角度與改變風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速來解決。2、風(fēng)機(jī)的安裝角度與測量風(fēng)機(jī)銘牌上一般表明三檔風(fēng)量，不同風(fēng)量其全壓和葉片的安裝角度也隨之相應(yīng)不同，其共同點(diǎn)是隨著風(fēng)量增加，則葉片安裝角度增大，全壓增大，電機(jī)軸功率也增大。有的風(fēng)機(jī)銘牌樣本上只表明一種葉片的安裝角度及其相應(yīng)的風(fēng)量含全壓。風(fēng)機(jī)的這一工作點(diǎn)就是風(fēng)機(jī)的特性曲線與冷卻塔空氣動(dòng)力阻力性能曲線的交點(diǎn)。風(fēng)機(jī)的安裝角度和風(fēng)量不是可任意無限變化的，僅局限在一定的范圍內(nèi)，通常風(fēng)機(jī)葉片的安裝角度變化范圍在8°～24°之間，角度太小則風(fēng)量不足，不能充分發(fā)揮風(fēng)機(jī)的潛力和作用；安裝角度太大，則振動(dòng)和噪聲增大，影響塔體與風(fēng)機(jī)的壽命。多數(shù)冷卻塔通常的風(fēng)機(jī)葉片安裝角度為8°～15°之間。安裝角度在20°以上的相對(duì)來說較少。冷卻塔在試運(yùn)行之前，必須檢查風(fēng)機(jī)葉片的傾角安裝角度和葉片端頭距風(fēng)筒內(nèi)壁的間隙大小距離，風(fēng)機(jī)安裝在風(fēng)筒內(nèi)的下部分，風(fēng)筒直徑比風(fēng)機(jī)葉片直徑大1%～2%大風(fēng)機(jī)取小值，小風(fēng)機(jī)取大值。在小型風(fēng)機(jī)中，葉片端頭與風(fēng)筒內(nèi)壁間隙距離最小值為8mm。間隙距離過大會(huì)造成局部渦流，降低風(fēng)機(jī)效率。風(fēng)機(jī)全部葉片應(yīng)安裝得相同，保持要求的角度。在試轉(zhuǎn)之前，按風(fēng)機(jī)生產(chǎn)廠提供的要求和規(guī)定，對(duì)風(fēng)機(jī)葉片的傾角進(jìn)行測量。現(xiàn)以風(fēng)機(jī)直徑5m和7m，其傾斜角的測量方法為：沿葉片邊緣作兩個(gè)記號(hào)，其位置在離端點(diǎn)500mm5m風(fēng)機(jī)或者700mm7m風(fēng)機(jī)處，把這兩個(gè)記號(hào)垂直向下引到下面框架的同梁上，再測量出離開梁的垂直距離H1及H2和相互間的水平距離L，即離端點(diǎn)的距離處的葉片寬度。則葉片的傾斜角α按下式計(jì)算：

冷卻塔噪聲測試

廣義來說，凡人們不歡迎的聲音通稱為噪聲。冷卻塔的噪聲主要包括風(fēng)機(jī)含振動(dòng)和淋水而產(chǎn)生的兩部分。抽風(fēng)式冷卻塔的風(fēng)機(jī)設(shè)在塔體上部的風(fēng)筒內(nèi)，一般來說是主要噪聲源。當(dāng)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，葉片間的空氣引起壓力波動(dòng)和機(jī)械振動(dòng)而產(chǎn)生噪聲，并通過排風(fēng)口和塔體向四周傳播。同時(shí)冷卻水在下落過程及與塔體底盤的存水撞擊中又產(chǎn)生了淋水噪聲，其噪聲的大小與落水的高度、流量的大小有關(guān)。這兩股噪聲會(huì)污染周圍環(huán)境，影響人們的學(xué)習(xí)、工作和休息。所以，在冷卻塔的設(shè)計(jì)中，應(yīng)從風(fēng)機(jī)和淋水兩方面來控制噪聲，使冷卻塔產(chǎn)生的噪聲降低在盡可能低的范圍內(nèi)。在聲學(xué)中，聲強(qiáng)、聲壓、聲功率三者的大小都用分貝dB來表示，它是聲學(xué)中的常用單位，是兩個(gè)量比值的常用對(duì)數(shù)。冷卻塔的測定屬于聲壓級(jí)。因聲壓變化范圍非常大，數(shù)量相差很多，用絕對(duì)單位表示極不方便，所以，人們把空氣中參考聲壓Pref=2×10-5Nm2即稱帕作為測定聲壓的零級(jí)標(biāo)準(zhǔn)2×10-5Pa，此數(shù)值是正常人耳對(duì)1000Hz聲音所能覺察的聲壓值，低于此值就不能覺察到了，故把該值作為聲壓級(jí)中的零分貝。聲壓級(jí)以符號(hào)L表示，其定義為將待測聲壓有效值與參考聲壓的比值取常用對(duì)數(shù)，再乘以20，即：平時(shí)人耳所能經(jīng)受的聲壓級(jí)約140dB，最高的聲壓級(jí)可高達(dá)180dB，10～20dB的屬于極輕響度；20～40dB的屬于輕響度；80～100dB屬于極響度；100～120dB屬于震耳響度。對(duì)居住的安靜小區(qū)來說，要求白天＜55dB，晚上＜50dB。目前冷卻塔的噪聲，以離地面1、5m，距塔1倍直徑圓形逆流塔為基準(zhǔn)測得的噪聲值。標(biāo)準(zhǔn)型塔在68～75dB；低噪聲型塔為60～71dB；超低噪聲55～68dB。可見，基本上都屬于響的響度范圍之內(nèi)。1、測試儀器及測點(diǎn)布置1測試儀器：1丹麥B&K廠家制造的精密聲級(jí)計(jì)，或仿丹麥B&K廠家的國產(chǎn)ND2型精密聲級(jí)計(jì)。2丹麥B&K廠家制造的倍頻程濾波器，或仿丹麥B&K廠家的國產(chǎn)倍頻程濾波器與ND2型聲級(jí)計(jì)配套。3丹麥B&K廠家制造的電容話筒，或仿丹麥B&K廠家的國產(chǎn)電容話筒與ND2型聲級(jí)計(jì)配套。4NX6型活塞發(fā)聲器校正。5測試儀器系統(tǒng)圖見圖10-11。傳聲器加前置放大器構(gòu)成傳聲器單元，傳聲器單元再加上測量放大器則組成聲級(jí)計(jì)。電容傳聲器即電容話筒是靈敏度和精度較高的聲、電換能器，用來檢測聲音訊號(hào)。濾波器是噪聲頻普分析的核心。在濾波器中配上前、后放大器及檢波、表頭電路就組成為分析儀器。2測點(diǎn)布置：以機(jī)械通風(fēng)逆流式玻璃鋼冷卻塔為例，其測點(diǎn)布置如圖10-12所示。可取定6個(gè)測點(diǎn)，第1點(diǎn)布置在冷卻塔風(fēng)筒出口45°方向，距離為Df即為風(fēng)機(jī)直徑，第2點(diǎn)至第6點(diǎn)布置在離地面1、5m高處，距離分別為D塔體直徑、5m、10m、15m、20m。當(dāng)測試橫流式冷卻塔時(shí)，第2點(diǎn)距離D的計(jì)算式為：，a為12塔頂部長度+塔底部長度，b為塔寬度。方塔因四條邊相等，可采用D=1、13a，a為邊長。按上述測點(diǎn)布置，噪聲測試時(shí)分淋水與不淋水兩種情況進(jìn)行。淋水時(shí)測得的為冷卻塔的總噪聲：不淋水時(shí)測得的是風(fēng)機(jī)含電機(jī)的噪聲，兩種情況的測試結(jié)果都應(yīng)匯總到記錄表中附表1。2、噪聲值的修正在冷卻塔噪聲測試時(shí)，經(jīng)常會(huì)遇到環(huán)境噪聲稱背景噪聲或本底噪聲很大，而背景噪聲又以n個(gè)噪聲源所組成。這種情況下冷卻塔測得噪聲是由背景噪聲與冷卻塔噪聲組合成的混合噪聲，冷卻塔的實(shí)際噪聲比測得的噪聲值要低，故要進(jìn)行修正。而噪聲值的修正要使用到有關(guān)噪聲的計(jì)算公式和曲線，故這里作簡要介紹。1分貝的相加修正如果一臺(tái)機(jī)器在某點(diǎn)產(chǎn)生的聲壓級(jí)為80dB分貝，另一臺(tái)機(jī)器為85dB，那么這點(diǎn)的總聲壓級(jí)是多少分貝，這不是簡單的算術(shù)相加，而應(yīng)該用聲能量疊加的概念和原理，兩個(gè)聲源在該點(diǎn)產(chǎn)生的總聲壓PT應(yīng)有：由式10-25繪制成曲線如圖10-13所示，這里假定Lp1≥Lp2，這樣，用圖10-13可不經(jīng)過對(duì)數(shù)和指數(shù)運(yùn)算便可很方便而快速地查出兩個(gè)聲壓級(jí)疊加后的總聲壓級(jí)。如已知一個(gè)聲壓級(jí)比另一個(gè)聲壓級(jí)高出2、5dB，即ΔLp=Lp1-Lp2=2、5dB，則從圖10-13橫坐標(biāo)2、5dB處向上作垂線與曲線交于一點(diǎn)，該點(diǎn)的縱坐標(biāo)值為2、0dB，則得ΔL′=2、0dB，即總聲壓級(jí)比第一個(gè)聲壓級(jí)高出2、0dB。從圖10-13中曲線可以看出：兩個(gè)聲壓級(jí)相差越大，即ΔLp越大，則疊加后的總聲壓級(jí)比其中大的一個(gè)聲壓級(jí)增加得越小，即ΔL′越小。如ΔLp=9dB比上述ΔLp=2、5dB大7、5dB，查圖10-13曲線得ΔL′=0、5dB比上述ΔL′=2、0分貝小1、5分貝。故當(dāng)兩個(gè)聲壓級(jí)相差值達(dá)到10dB以上時(shí)，增加值可忽略不計(jì)。對(duì)于多于兩個(gè)即n2的聲壓級(jí)疊加，除用式10-21計(jì)算外，也可以利用兩個(gè)聲壓級(jí)疊加方法求得，就是把其中兩個(gè)聲壓級(jí)先疊加，將疊加結(jié)果與第三個(gè)聲壓級(jí)疊加，如此一直疊加到最后一個(gè)聲壓級(jí)。為簡便起見，常常從其中較大的聲壓級(jí)開始，這樣在疊加過程中當(dāng)疊加聲壓級(jí)大于后面尚未疊加的聲壓級(jí)10dB以上時(shí)，如果未疊加的聲壓級(jí)數(shù)目不多，則后面的這些聲壓級(jí)就可略去不計(jì)了。2分貝的相減修正在冷卻塔測試噪聲的過程中，常受背景噪聲的干擾。如果包括背景噪聲在內(nèi)測得的冷卻塔總聲壓級(jí)為LpT，則冷卻塔停止運(yùn)行時(shí)，測得的背景噪聲聲壓級(jí)為LpB，那么如何從這一測試結(jié)果中得出冷卻塔的真實(shí)聲壓級(jí)，這是求LpT中扣去因LpB所引起的增加值等于多少，即分貝相減修正問題。由式10-22可得到被測冷卻塔的聲壓級(jí)為：如果令總聲壓級(jí)LPT與背景噪聲聲壓級(jí)的差值ΔLpB=LpT-LpB，則總聲壓級(jí)LpT與被冷卻塔聲壓級(jí)LpS的差值ΔLpS可從式10-26中得出：如LPT=91dB，LPB=83dB，則按式10-26計(jì)算得LPS=90、3dB。如果按式10-27計(jì)算，ΔLPB=LPT-LPB=8dB，求得ΔLPS=0、7dB，從而得LPS=LPT-ΔLPS=90、3dB。例如：測得某冷卻塔的綜合總聲壓級(jí)為74dB，冷卻塔停止運(yùn)行時(shí)背景噪聲聲壓級(jí)為68dB，求此冷卻塔的實(shí)際聲壓級(jí)。現(xiàn)LpT=74dB，LpB=68dB按式10-27計(jì)算為：所以：LpS=LpT-ΔLpS=74-1、26=72、74dB查圖10-14，由LpB=74-68=6dB，在圖中橫坐標(biāo)6向上作垂線與曲線交點(diǎn)，得ΔLpS=1、25dB，則得：LpS=LpT-ΔLpS=72、75dB如果測試的是多頻率復(fù)合噪聲的聲壓級(jí)，則在測背景噪聲和冷卻塔噪聲時(shí)，應(yīng)分別按各個(gè)頻率進(jìn)行測試，對(duì)每一頻率帶聲壓級(jí)逐一加以修正。冷卻塔噪聲測試中，基本上均采用分貝相減修正法。測得總聲壓級(jí)LpT值和背景聲壓級(jí)LpB值后，一般均采用查圖10-14曲線得冷卻塔的實(shí)際聲壓級(jí)值LpS。這里論述的是采用能量疊加的概念和原理，故關(guān)于分貝相加和相減的計(jì)算公式和曲線也都適用于聲強(qiáng)級(jí)和聲功率級(jí)，不僅局限于聲壓級(jí)。3、噪聲評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)聲壓隨時(shí)間變化都是正弦形式的，則這聲音是只含有單一頻率的純音。而在冷卻塔測試中，噪聲都是由許多頻率聲波組成的復(fù)合聲。而采用頻譜分析后再進(jìn)行噪聲評(píng)價(jià)很復(fù)雜。目前國內(nèi)外采用兩種評(píng)價(jià)噪聲的標(biāo)準(zhǔn)：一是用A聲級(jí)，單位是dBA，它測定容易、直觀，是目前冷卻塔噪聲測試中最常用的，都是以A聲級(jí)來表明冷卻塔噪聲的大小。但由于A聲級(jí)是所有頻率的綜合反映，同一個(gè)A聲級(jí)的兩種噪聲頻譜可以大不相同，因而引起的干擾也就不同。為此，就采用第二種評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)—噪聲評(píng)價(jià)曲線或稱噪聲評(píng)價(jià)指數(shù)，圖10-15是目前應(yīng)用比較廣泛的國際標(biāo)準(zhǔn)化組織ISO推薦的噪聲評(píng)價(jià)曲線，N值等于中心頻率為1000Hz倍頻程聲壓級(jí)的分貝數(shù)。曲線已考慮到高頻噪聲比低頻噪聲對(duì)人們的影響嚴(yán)重些的因素，故在同一曲線上的各倍頻噪聲級(jí)，可以認(rèn)為具有相同程度的干擾。顯然，用噪聲評(píng)價(jià)曲線進(jìn)行噪聲評(píng)定是把某一測點(diǎn)，按圖中不同的倍頻程中心頻率測得相應(yīng)的倍頻程聲壓級(jí)dB值，然后把測得的各值點(diǎn)到評(píng)價(jià)曲線圖上，再把各點(diǎn)連接起來成曲線，來分析和評(píng)價(jià)該冷卻塔的噪聲。如按圖10215中倍頻中心頻率63～8K，在測點(diǎn)2測得的聲壓級(jí)dB分別為61、62、5、61、43、5、32、23，則繪到噪聲評(píng)價(jià)曲線上如虛線所示，則該點(diǎn)的噪聲評(píng)價(jià)符合N60。4、噪聲測試報(bào)告噪聲測試報(bào)告包括以下內(nèi)容：1委托單位：寫明委托單位全名稱。2測試對(duì)象：寫明冷卻塔的型號(hào)、水量、配用的風(fēng)機(jī)及電機(jī)含電機(jī)功率。3測試內(nèi)容：噪聲測試。4工況：淋水與不淋水。5使用儀器：測試儀器及型號(hào)。6環(huán)境條件：測試當(dāng)?shù)亍?dāng)時(shí)的環(huán)境噪聲，溫度濕度，風(fēng)向風(fēng)速等。7測試地點(diǎn)：8測試人員：9測試時(shí)間：10測點(diǎn)布置：附上測點(diǎn)布置圖11測試儀器系統(tǒng)圖：12測試記錄表：見附表1，即噪聲特性測定結(jié)果。并在倍頻程評(píng)價(jià)曲線上選代表性的測點(diǎn)繪出倍頻程中心頻率與倍頻程聲壓級(jí)曲線。13分析與建議：對(duì)測定結(jié)果與國內(nèi)外同類型冷卻塔進(jìn)行比較，作出評(píng)價(jià)及提出建議。對(duì)測試中出現(xiàn)或存在的問題進(jìn)行分析。