冷卻塔機(jī)力(機(jī)力通風(fēng)冷卻塔)

在自然通風(fēng)冷卻塔中，水冷卻所需要的風(fēng)量由周圍空氣所供給。風(fēng)筒式冷卻塔中風(fēng)量是由高大的通風(fēng)筒所產(chǎn)生的抽力來(lái)完成。而在機(jī)械通風(fēng)冷卻塔中，則由風(fēng)機(jī)抽風(fēng)來(lái)供給，冷卻塔用的風(fēng)機(jī)主要是軸流式風(fēng)機(jī)。其特點(diǎn)是：風(fēng)量大，通風(fēng)壓力在20mmH2O左右，通過(guò)調(diào)節(jié)葉片角度來(lái)改變風(fēng)量和風(fēng)壓，耐水霧和大氣腐蝕，在戶外可長(zhǎng)期連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)無(wú)故障、噪聲不大、能耗低、可正反向旋轉(zhuǎn)。風(fēng)機(jī)應(yīng)選用風(fēng)量足夠、噪聲低、重量輕、強(qiáng)度大、安全可靠、耐腐蝕、安裝及維護(hù)方便，符合標(biāo)準(zhǔn)的。風(fēng)筒的直徑比軸流風(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，葉尖與筒壁之間的距離最小值為8mm。該距離過(guò)大會(huì)造成局部渦流，降低風(fēng)機(jī)效率。鼓風(fēng)式風(fēng)機(jī)當(dāng)冷卻水有較大腐蝕性時(shí)，為了避免腐蝕風(fēng)機(jī)葉片用鋁合金、鋼材制作而采用鼓風(fēng)冷卻方式。為不使冷卻塔塔體過(guò)高，鼓風(fēng)式風(fēng)機(jī)直徑一般小于4m，風(fēng)機(jī)與塔體距離通常不小于2m，以防止冷卻塔內(nèi)水滴對(duì)風(fēng)機(jī)的影響。鼓風(fēng)式軸流風(fēng)機(jī)如圖3-45所示。目前采用軸流風(fēng)機(jī)鼓風(fēng)式冷卻已經(jīng)很少，原因?yàn)椋阂皇秋L(fēng)機(jī)效率和冷卻效果與抽風(fēng)式相比，均偏低；二是玻璃鋼軸流風(fēng)機(jī)從20世紀(jì)80年代誕生和應(yīng)用以來(lái)，逐漸代替了鋁合金、鋼材制作的風(fēng)機(jī)，該風(fēng)機(jī)具有重量輕、能耗低、耐酸堿腐蝕等特點(diǎn)。因此遇到有較大腐蝕性冷卻水時(shí)，可采用抽風(fēng)式玻璃鋼軸流風(fēng)機(jī)。抽風(fēng)式風(fēng)機(jī)抽風(fēng)式冷卻塔風(fēng)機(jī)安裝在冷卻塔上部的風(fēng)筒內(nèi)，風(fēng)機(jī)葉片水平安裝。小型塔的風(fēng)機(jī)為電動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)，電動(dòng)機(jī)安裝在風(fēng)筒中央的風(fēng)機(jī)上部，防濕性能要求較高，電動(dòng)機(jī)外殼要有嚴(yán)密防濕措施。接電氣接線盒處要密封防水，電源線應(yīng)用套管接到電動(dòng)機(jī)上，電動(dòng)機(jī)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(fēng)機(jī)風(fēng)壓偏高、動(dòng)能損失較大、噪聲也相當(dāng)高。后采用闊葉片風(fēng)機(jī)，風(fēng)量較大，風(fēng)壓適用于常用范圍，噪聲降低。風(fēng)機(jī)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(yīng)作靜平衡校驗(yàn)。中型塔風(fēng)機(jī)減速裝置分齒輪減速和皮帶減速。電動(dòng)機(jī)基本上仍在風(fēng)筒內(nèi)，電動(dòng)機(jī)和減速裝置等均應(yīng)有防濕措施。齒輪減速裝置要有添加潤(rùn)滑油油孔；皮帶減速裝置要有皮帶調(diào)緊和保護(hù)皮帶的措施。大型塔風(fēng)機(jī)的電動(dòng)機(jī)大都安裝在風(fēng)筒外或?qū)ｉT電動(dòng)機(jī)室內(nèi)，采用傳動(dòng)軸及齒輪減速裝置同風(fēng)機(jī)輪殼葉片連接，并有與之配套的潤(rùn)滑油系統(tǒng)，如圖3-47所示。立式減速機(jī)是將減速機(jī)與電動(dòng)機(jī)設(shè)施等安裝在塔底部中央，通過(guò)長(zhǎng)軸驅(qū)動(dòng)安裝在上部風(fēng)筒內(nèi)的風(fēng)機(jī)葉片，減輕了塔體的負(fù)重。1、風(fēng)機(jī)葉片冷卻塔風(fēng)機(jī)的葉形有薄板形和機(jī)翼型兩種。薄板型的優(yōu)點(diǎn)是制作簡(jiǎn)單、強(qiáng)度高。大型風(fēng)機(jī)采用機(jī)翼型葉片。任何材質(zhì)的風(fēng)機(jī)葉片均要求強(qiáng)度高、表面光潔、各截面過(guò)渡均勻、無(wú)裂紋、缺口、毛刺等缺陷。冷卻塔軸流風(fēng)機(jī)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(jī)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(jī)翼型葉片用鑄鋁合金或工程塑料作為葉片材料。2、常用風(fēng)機(jī)我國(guó)用于冷卻塔配套的抽風(fēng)式風(fēng)機(jī)主要有以下系列：1LF、L型冷卻塔風(fēng)機(jī)LF、L型風(fēng)機(jī)風(fēng)量大，用作大中型冷卻塔的配套風(fēng)機(jī)，風(fēng)機(jī)葉片直徑2、4～9、14m，該系列風(fēng)機(jī)葉片采用高強(qiáng)度環(huán)氧玻璃鋼模壓而成，外型設(shè)計(jì)為機(jī)翼型，輪殼采用雙板結(jié)構(gòu)形式。該系列風(fēng)機(jī)直徑在4、7～9、14m范圍內(nèi)均有廣泛采用。2JXLF系列冷卻塔風(fēng)機(jī)JXLF系列風(fēng)機(jī)葉片采用鋁合金澆濤，葉片形狀為機(jī)翼型，具有風(fēng)量大、效率高、噪聲低、強(qiáng)度高、使用壽命長(zhǎng)、運(yùn)行平衡、振動(dòng)小等優(yōu)點(diǎn)，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(yùn)行。該系列風(fēng)機(jī)可配置FZ系列立式減速機(jī)。立式減速機(jī)由風(fēng)機(jī)座、傳動(dòng)軸、聯(lián)軸器、減速機(jī)、電動(dòng)機(jī)等組成。葉片安裝在冷卻塔的上部風(fēng)筒內(nèi)，減速機(jī)和電動(dòng)機(jī)等安裝在塔底部中央，通過(guò)長(zhǎng)軸驅(qū)動(dòng)風(fēng)機(jī)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(jī)如圖3-48所示。立式減速機(jī)特點(diǎn)：1減輕塔體負(fù)重、使塔運(yùn)行平衡。2觀察、維護(hù)、檢修方便。3可降低冷卻塔風(fēng)機(jī)傳動(dòng)裝置的噪聲。JXLF系列冷卻塔風(fēng)機(jī)及FZ系列立式減速機(jī)的主要性能見(jiàn)表3-10。LF、L型等風(fēng)機(jī)性能詳見(jiàn)生產(chǎn)廠家風(fēng)機(jī)樣本。3中小型冷卻塔用薄板型風(fēng)機(jī)一般冷卻水量在150m3h以下的風(fēng)機(jī)大都采用低速電動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)；冷卻水在200m3h以上的風(fēng)機(jī)大都裝設(shè)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(fēng)機(jī)。具有加工方便、強(qiáng)度高、重量輕、耐腐蝕等特點(diǎn)。噪聲可達(dá)到低噪聲標(biāo)準(zhǔn)。關(guān)于風(fēng)機(jī)的詳細(xì)性能、外形尺寸及選用請(qǐng)查閱有關(guān)樣本。4風(fēng)機(jī)的選擇1風(fēng)機(jī)的設(shè)計(jì)運(yùn)行工況點(diǎn)應(yīng)根據(jù)冷卻塔的設(shè)計(jì)風(fēng)量和計(jì)算的總阻力確定。風(fēng)機(jī)運(yùn)行的工況點(diǎn)應(yīng)有較高的效率。2風(fēng)機(jī)電動(dòng)機(jī)的功率可按式3-7計(jì)算：式中ΔPs——風(fēng)機(jī)靜壓Pa；ΔPe——風(fēng)機(jī)動(dòng)壓Pa；G——風(fēng)量m3s；η——電動(dòng)機(jī)效率。3在靜壓和風(fēng)量不變的情況下，要想降低風(fēng)機(jī)的功率消耗，可加大風(fēng)機(jī)的直徑，減小通過(guò)風(fēng)機(jī)的風(fēng)速，即減小動(dòng)壓ΔPe。4當(dāng)環(huán)境噪聲要求較高時(shí)，可采用較大直徑葉片的風(fēng)機(jī)，降低風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速，使噪聲降低。5風(fēng)機(jī)的減速器應(yīng)配有油溫監(jiān)測(cè)和報(bào)警裝置，當(dāng)采用稀油潤(rùn)滑時(shí)配有油位指示裝置；大型風(fēng)機(jī)應(yīng)配有振動(dòng)監(jiān)測(cè)、報(bào)警和防振保護(hù)裝置。

從1949年共和國(guó)建立到1978年的三十年里，我國(guó)雖然已有工業(yè)冷卻塔的應(yīng)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(duì)節(jié)水意義的忽視，在這一時(shí)期我們對(duì)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(guó)工業(yè)冷卻塔技術(shù)獲得長(zhǎng)足發(fā)展是改革開(kāi)放以來(lái)的二十年間。伴隨著對(duì)國(guó)外先進(jìn)冷卻塔技術(shù)的引進(jìn)、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(jì)的冷卻塔制造商的涌現(xiàn)。大批工程項(xiàng)目的建設(shè)，國(guó)家對(duì)工業(yè)節(jié)水的要求刺激了工業(yè)節(jié)水市場(chǎng)的發(fā)展，激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)極大地推動(dòng)了我國(guó)冷卻塔技術(shù)的進(jìn)步，大大縮小了我國(guó)與發(fā)達(dá)國(guó)家的差距。現(xiàn)在在工業(yè)節(jié)水領(lǐng)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(yīng)清楚地看到盡管我們的冷卻塔技術(shù)二十年來(lái)有了較大發(fā)展，但整體上與發(fā)達(dá)國(guó)家相比仍存在較大差距，正視這種差距是進(jìn)一步提高自己的起點(diǎn)。尤其是當(dāng)前面臨嚴(yán)重的水資源短缺及未來(lái)十年工業(yè)節(jié)水的總體目標(biāo)，我們不能滿足于已取得的成績(jī)，必須清醒、客觀地找出在工業(yè)節(jié)水設(shè)備的科研、設(shè)計(jì)、制造、使用等諸環(huán)節(jié)存在的主要問(wèn)題并妥善加以解決，我國(guó)的工業(yè)節(jié)水事業(yè)才能百尺竿頭，更進(jìn)一步。那么，我國(guó)工業(yè)節(jié)水設(shè)備——工業(yè)冷卻塔技術(shù)發(fā)展中存在一些什么問(wèn)題呢筆者認(rèn)為數(shù)其大者有以下幾個(gè)方面：1、現(xiàn)在運(yùn)行的成千上萬(wàn)座工業(yè)冷卻塔技術(shù)落后。據(jù)了解在我國(guó)石化行業(yè)13000家大中小型企業(yè)近十萬(wàn)座各種型號(hào)的冷卻塔中，除了少數(shù)利用國(guó)外引進(jìn)的成套冷卻設(shè)備的大型石化、化工、化肥企業(yè)，冷卻塔的運(yùn)行達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，工業(yè)水的重復(fù)利用率達(dá)到80%以上，大部分利用國(guó)產(chǎn)冷卻節(jié)水設(shè)備的企業(yè)都存在不同程度的技術(shù)落后問(wèn)題，水的重復(fù)利用率遠(yuǎn)未達(dá)標(biāo)。由于工業(yè)節(jié)水長(zhǎng)期不被重視，在我國(guó)石化行業(yè)實(shí)際運(yùn)行的工業(yè)冷卻塔中尚有大量五十、六十年代設(shè)計(jì)建造的，由于歷史的局限和使用年代久遠(yuǎn)，這些節(jié)水設(shè)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(fēng)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(yuǎn)，結(jié)垢堵塞嚴(yán)重，已喪失冷卻能力，工廠實(shí)際是靠一次性排放的直流水Once-throughcoolingwater維持生產(chǎn)，由于水費(fèi)低廉，雖然冷卻塔早已成為聾子的耳朵——擺設(shè)，但企業(yè)安之若素，熟視無(wú)睹。類似這些高能耗、低效率的所謂工業(yè)節(jié)水設(shè)備依然在濫竽充數(shù)的情況并不鮮見(jiàn)。這些塔急待用先進(jìn)的綜合工程技術(shù)予以徹底改造。2、冷卻塔的設(shè)計(jì)、制造、建設(shè)、安裝的技術(shù)水平良莠不齊，相差甚遠(yuǎn)。目前在我國(guó)工業(yè)節(jié)水市場(chǎng)上，既有良流線性先進(jìn)設(shè)計(jì)思想指導(dǎo)下的設(shè)計(jì)實(shí)踐，也有所謂標(biāo)準(zhǔn)圖的極其落后的設(shè)計(jì)；既有對(duì)國(guó)外先進(jìn)技術(shù)的消化、吸收創(chuàng)新，已然國(guó)產(chǎn)化的運(yùn)行良好的大型工業(yè)成套冷卻設(shè)備，也有粗制濫造一投產(chǎn)就無(wú)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(qiáng)度，也有象豆腐渣一樣，剛裝進(jìn)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(xué)研究院、××設(shè)計(jì)院的牌子，粗制濫造出一批所謂大型工業(yè)節(jié)水設(shè)備，妄稱是對(duì)循環(huán)水工程技術(shù)的又一重大突破，在國(guó)內(nèi)屬領(lǐng)先地位，可為國(guó)家節(jié)約大量外匯，市場(chǎng)前景十分廣闊，陰差陽(yáng)錯(cuò)，居然通過(guò)了省部級(jí)科學(xué)技術(shù)成果鑒定，而且鑒定委員會(huì)的組成人員幾乎全部清一色的高工、教授級(jí)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(guó)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(huì)，騙取了近百名全國(guó)各地不明真相的工業(yè)給排水界的高級(jí)工程技術(shù)人員和專家、學(xué)者參加、署名。然而該成果投入實(shí)際運(yùn)行短短幾個(gè)年頭，用戶就發(fā)現(xiàn)，該成果的實(shí)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(yīng)屬千秋業(yè)，冷卻塔中哪是真我們認(rèn)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(dá)到個(gè)人目的，不惜采取拔苗助長(zhǎng)，弄虛作假的做法，只能在我國(guó)工業(yè)給排水界造成混亂，只能使我國(guó)工業(yè)冷卻塔的技術(shù)進(jìn)步付出更大的代價(jià)。上述種種現(xiàn)象的巨大反差，鮮明對(duì)比，真實(shí)的反映了我國(guó)工業(yè)冷卻塔技術(shù)的現(xiàn)狀，以及在社會(huì)主義初級(jí)階段，市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)發(fā)育不完善時(shí)期的發(fā)展不平衡性。3、在冷卻塔技術(shù)研究和開(kāi)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(duì)風(fēng)、水、熱交換介質(zhì)三者性能很好匹配和相互關(guān)照，如果這三者各自的性能不到位，且相互關(guān)照有了重大缺陷，冷卻塔的高出力是不可能的。我國(guó)不少企業(yè)或單位對(duì)冷卻塔的研究重點(diǎn)多在局部，尤其是填料花樣不斷翻新，但對(duì)冷卻塔整體技術(shù)進(jìn)步關(guān)注欠缺，這種只重局部，不重全局的研究方法是我國(guó)冷卻塔整體技術(shù)進(jìn)步緩慢的主要原因之一。國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)冷卻塔的研究多放在全局，放在三要素的相互關(guān)系的照應(yīng)上，這個(gè)重大區(qū)別不論從理論上，還是實(shí)踐上都證明全局的觀點(diǎn)具有更強(qiáng)的科學(xué)性。4、冷卻塔的科研、設(shè)計(jì)、制造相互脫節(jié)。發(fā)達(dá)國(guó)家冷卻塔的科研、設(shè)計(jì)、制造各環(huán)節(jié)統(tǒng)一于一個(gè)專業(yè)廠家之內(nèi)，這對(duì)促進(jìn)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(zhǎng)期的技術(shù)積累中形成自己的開(kāi)發(fā)優(yōu)勢(shì)，針對(duì)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(jìn)。以美國(guó)為例，二次大戰(zhàn)前就有利利霍夫曼LiLie－Hoffman和馬利Marley兩個(gè)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(guó)在相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間里冷卻塔的科研、設(shè)計(jì)、制造是分離的，各自為政的。以冷卻塔的設(shè)計(jì)為例，大多由專門的設(shè)計(jì)單位來(lái)做，而不是由冷卻塔的制造商設(shè)計(jì)，也就是說(shuō)，設(shè)計(jì)和制造是脫離的。這種體制上的缺陷造成了任務(wù)觀點(diǎn)，它建成后出現(xiàn)的問(wèn)題很難說(shuō)得清是設(shè)計(jì)的原因還是制造的原因，真正設(shè)計(jì)上的缺陷很難反饋到設(shè)計(jì)者那里，在新版設(shè)計(jì)圖中獲得及時(shí)準(zhǔn)確的修改。這種首尾脫節(jié)的體制顯然對(duì)冷卻塔技術(shù)的進(jìn)步不利。冷卻塔的科研工作亦復(fù)如是，有研究能力的單位并不建塔，建塔的單位幾乎沒(méi)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(shè)備，經(jīng)過(guò)發(fā)達(dá)國(guó)家一百年的完善、改進(jìn)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(guó)很多企業(yè)不被重視。由于長(zhǎng)期以來(lái)受水是取之不盡，用之不竭的誤導(dǎo)，人們既不重視也不關(guān)心冷卻塔性能的優(yōu)劣以及水重復(fù)利用率的高低，當(dāng)發(fā)現(xiàn)達(dá)不到冷卻要求時(shí)，多補(bǔ)充新鮮水就是了。我們?cè)诟乃?shí)踐中曾經(jīng)遇到風(fēng)機(jī)倒轉(zhuǎn)了十年，以為是正常運(yùn)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(dá)國(guó)家冷卻塔技術(shù)的交流研討非常活躍，國(guó)際冷卻塔技術(shù)協(xié)會(huì)CTI已近五十年歷史，對(duì)推動(dòng)冷卻塔技術(shù)的發(fā)展和提高做了大量工作。我國(guó)既無(wú)全國(guó)性的冷卻塔技術(shù)協(xié)會(huì)，也很少技術(shù)交流和研討的機(jī)會(huì)，已有的豐富的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)難以獲得及時(shí)總結(jié)、普及和提高，面臨的挑戰(zhàn)性問(wèn)題引不起關(guān)注也得不到深入研究。這些極為必要的基礎(chǔ)工作完全處在一種自然狀態(tài)，這當(dāng)然對(duì)我國(guó)冷卻塔技術(shù)的發(fā)展是不利的。

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