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(chǎn)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(diào)節(jié)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(xù)運轉(zhuǎn)無故障、噪聲不大、能耗低、可正反向旋轉(zhuǎn)。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(nèi)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(jīng)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(nèi)，風機葉片水平安裝。小型塔的風機為電動機直接驅(qū)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(zhì)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(nèi)，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(diào)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?qū)ｉT電動機室內(nèi)，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(tǒng)，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(qū)動安裝在上部風筒內(nèi)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(yōu)點是制作簡單、強度高。大型風機采用機翼型葉片。任何材質(zhì)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(shù)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(jié)構(gòu)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(huán)氧玻璃鋼模壓而成，外型設計為機翼型，輪殼采用雙板結(jié)構(gòu)形式。該系列風機直徑在4、7～9、14m范圍內(nèi)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(yōu)點，適用于各類冷卻塔在不同情況條件下和各種環(huán)境中連續(xù)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(lián)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(nèi)，減速機和電動機等安裝在塔底部中央，通過長軸驅(qū)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(chǎn)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(qū)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(jīng)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(jù)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(huán)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(zhuǎn)速，使噪聲降低。5風機的減速器應配有油溫監(jiān)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(jiān)測、報警和防振保護裝置。

工業(yè)冷卻塔之發(fā)展現(xiàn)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(yè)冷卻塔的應用，高溫冷卻塔但規(guī)模不大，技術(shù)陳舊，由于普遍存在著對節(jié)水意義的忽視，在這一時期我們對工業(yè)節(jié)水技術(shù)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(yè)冷卻塔技術(shù)獲得長足發(fā)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(shù)的引進、消化吸收，到八十年代出現(xiàn)了冷卻塔熱，其中最引人注目的是數(shù)以百計的冷卻塔制造商的涌現(xiàn)。大批工程項目的建設，國家對工業(yè)節(jié)水的要求刺激了工業(yè)節(jié)水市場的發(fā)展，激烈的市場競爭極大地推動了我國冷卻塔技術(shù)的進步，大大縮小了我國與發(fā)達國家的差距。現(xiàn)在在工業(yè)節(jié)水領域我們完全有能力依靠自己的技術(shù)滿足工業(yè)生產(chǎn)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(shù)二十年來有了較大發(fā)展，但整體上與發(fā)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(yè)節(jié)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(yè)節(jié)水設備的科研、設計、制造、使用等諸環(huán)節(jié)存在的主要問題并妥善加以解決，我國的工業(yè)節(jié)水事業(yè)才能百尺竿頭，更進一步。那么，我國工業(yè)節(jié)水設備——工業(yè)冷卻塔技術(shù)發(fā)展中存在一些什么問題呢筆者認為數(shù)其大者有以下幾個方面：1、現(xiàn)在運行的成千上萬座工業(yè)冷卻塔技術(shù)落后。據(jù)了解在我國石化行業(yè)13000家大中小型企業(yè)近十萬座各種型號的冷卻塔中，除了少數(shù)利用國外引進的成套冷卻設備的大型石化、化工、化肥企業(yè)，冷卻塔的運行達到國際先進水平，工業(yè)水的重復利用率達到80%以上，大部分利用國產(chǎn)冷卻節(jié)水設備的企業(yè)都存在不同程度的技術(shù)落后問題，水的重復利用率遠未達標。由于工業(yè)節(jié)水長期不被重視，在我國石化行業(yè)實際運行的工業(yè)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(jié)水設備絕大多數(shù)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(yè)的冷卻塔，風筒為砼結(jié)構(gòu)的原始，布水器為砼結(jié)構(gòu)的水槽，塔芯為砼結(jié)構(gòu)的鑲嵌板條，由于年代久遠，結(jié)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(chǎn)，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(yè)安之若素，熟視無睹。類似這些高能耗、低效率的所謂工業(yè)節(jié)水設備依然在濫竽充數(shù)的情況并不鮮見。這些塔急待用先進的綜合工程技術(shù)予以徹底改造。2、冷卻塔的設計、制造、建設、安裝的技術(shù)水平良莠不齊，相差甚遠。目前在我國工業(yè)節(jié)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(shù)的消化、吸收創(chuàng)新，已然國產(chǎn)化的運行良好的大型工業(yè)成套冷卻設備，也有粗制濫造一投產(chǎn)就無法使用的龐然大物；既有高質(zhì)量的PVC填料連續(xù)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(nèi)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(yè)節(jié)水設備，妄稱是對循環(huán)水工程技術(shù)的又一重大突破，在國內(nèi)屬領先地位，可為國家節(jié)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(shù)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(guī)模盛大的新技術(shù)成果發(fā)布會，騙取了近百名全國各地不明真相的工業(yè)給排水界的高級工程技術(shù)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(fā)現(xiàn)，該成果的實際冷卻能力僅為發(fā)布冷卻能力的60%，根本不能滿足生產(chǎn)需要。環(huán)保應屬千秋業(yè)，冷卻塔中哪是真我們認為技術(shù)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(yè)給排水界造成混亂，只能使我國工業(yè)冷卻塔的技術(shù)進步付出更大的代價。上述種種現(xiàn)象的巨大反差，鮮明對比，真實的反映了我國工業(yè)冷卻塔技術(shù)的現(xiàn)狀，以及在社會主義初級階段，市場經(jīng)濟發(fā)育不完善時期的發(fā)展不平衡性。3、在冷卻塔技術(shù)研究和開發(fā)上，重局部不重全局。冷卻塔技術(shù)是一系統(tǒng)工程，它的內(nèi)在規(guī)律要求對風、水、熱交換介質(zhì)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(yè)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(shù)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(shù)進步緩慢的主要原因之一。國外發(fā)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(qū)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(jié)。發(fā)達國家冷卻塔的科研、設計、制造各環(huán)節(jié)統(tǒng)一于一個專業(yè)廠家之內(nèi)，這對促進冷卻塔整體技術(shù)的發(fā)展極為有利，不少專業(yè)廠家有幾十年乃至百年的歷史。在長期的技術(shù)積累中形成自己的開發(fā)優(yōu)勢，針對工業(yè)生產(chǎn)和人們生活的需要不斷推陳出新，把冷卻塔技術(shù)推向前進。以美國為例，二次大戰(zhàn)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(chǎn)的專業(yè)廠家，現(xiàn)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(xiàn)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(jié)的體制顯然對冷卻塔技術(shù)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?lián)Q代緩慢，整體水平難以提高的局面。5、企業(yè)不重視冷卻塔的使用和管理。冷卻塔作為一種節(jié)水設備，經(jīng)過發(fā)達國家一百年的完善、改進和提高被證明是工業(yè)節(jié)水唯一可行的有效途徑。但在我國很多企業(yè)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(yōu)劣以及水重復利用率的高低，當發(fā)現(xiàn)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(jīng)遇到風機倒轉(zhuǎn)了十年，以為是正常運行模式的笑話。6、冷卻塔技術(shù)的交流、研討處在自然狀態(tài)。發(fā)達國家冷卻塔技術(shù)的交流研討非常活躍，國際冷卻塔技術(shù)協(xié)會CTI已近五十年歷史，對推動冷卻塔技術(shù)的發(fā)展和提高做了大量工作。我國既無全國性的冷卻塔技術(shù)協(xié)會，也很少技術(shù)交流和研討的機會，已有的豐富的經(jīng)驗教訓難以獲得及時總結(jié)、普及和提高，面臨的挑戰(zhàn)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(tài)，這當然對我國冷卻塔技術(shù)的發(fā)展是不利的。