冷卻塔的原理、安裝及分類知識講解

一、冷卻塔工作基本原理：

干燥（低焓值）的空氣經(jīng)過風(fēng)機的抽動后，自進風(fēng)網(wǎng)處進入冷卻塔內(nèi)；飽和蒸汽分壓力大的高溫水分子向壓力低的空氣流動，濕熱（高焓值）的水灑入塔內(nèi)。當(dāng)水滴和空氣接觸時，一方面由于空氣與不的直接傳熱，另一方面由于水蒸汽表面和空氣之間存在壓力差，在壓力的作用下產(chǎn)生蒸發(fā)現(xiàn)象，將水中的熱量帶走即蒸發(fā)傳熱，從而達到降溫之目的。

二、冷卻塔的工作過程：

以圓形逆流式冷卻塔的工作過程為例：

熱水自主機房通過水泵以一定的壓力經(jīng)過管道、橫喉、曲喉、中心喉將循環(huán)水壓至冷卻塔的播水系統(tǒng)內(nèi)，通過播水管上的小孔將水均勻地播灑在填料上面；干燥的低焓值的空氣在風(fēng)機的作用下由底部入風(fēng)網(wǎng)進入塔內(nèi)，熱水流經(jīng)填料表面時形成水膜和空氣進行熱交換，高濕度高焓值的熱風(fēng)從頂部抽出，冷卻水滴入底盆內(nèi)，經(jīng)出水管流入主機。

一般情況下，進入塔內(nèi)的空氣、是干燥低濕球溫度的空氣，水和空氣之間明顯存在著水分子的濃度差和動能壓力差，當(dāng)風(fēng)機運行時，在塔內(nèi)靜壓的作用下，水分子不斷地向空氣中蒸發(fā)，成為水蒸氣分子，剩余的水分子的平均動能便會降低，從而使循環(huán)水的溫度下降。

從以上分析可以看出，只要水分子能不斷地向空氣中蒸發(fā)，水溫就會降低。但是，水向空氣中的蒸發(fā)不會無休止地進行下去。

當(dāng)與水接觸的空氣不飽和時，水分子不斷地向空氣中蒸發(fā)，但當(dāng)水氣接觸面上的空氣達到飽和時，水分子就蒸發(fā)不出去，而是處于一種動平衡狀態(tài)。蒸發(fā)出去的水分子數(shù)量等于從空氣中返回到水中的水分子的數(shù)量，水溫保持不變。由此可以看出，與水接觸的空氣越干燥，蒸發(fā)就越容易進行，水溫就容易降低。

三、冷卻塔分類：

四、冷卻塔組成：

1、淋水填料：

將需要冷卻的水（熱水）多次濺灑成水滴或形成水膜，以增加水和空氣的接觸面積和時間，促進水和空氣的熱交換。水的冷卻過程主要在淋水填料中進行。

2、配水系統(tǒng)：

將熱水均勻分布到整個淋水填料上，熱水分布均勻與否，對冷卻效果影響很大。如水量分配不均勻，不僅直接降低冷卻效果，也會造成部分冷卻水滴飛濺而飄逸到塔外。

3、通風(fēng)設(shè)備：

在機械通風(fēng)冷卻塔中利用通風(fēng)機產(chǎn)生預(yù)計的空氣流量，以保證要求的冷卻效果。

4、空氣分配裝置：

利用進風(fēng)口、百葉窗和導(dǎo)風(fēng)板等裝置，引導(dǎo)空氣均勻分布于冷卻塔整個截面上。

5、通風(fēng)筒：

通風(fēng)筒的作用是創(chuàng)造良好的空氣動力條件，減少通風(fēng)阻力，并將排出冷卻塔的濕熱空氣送往高空減少濕熱空氣回流。

機械通風(fēng)冷卻塔的通風(fēng)筒又稱風(fēng)筒。風(fēng)筒式自然通風(fēng)冷卻塔的通風(fēng)筒起通風(fēng)和將濕熱空氣送往高空的作用。

6、除水器：

將排出濕熱空氣中所攜帶的水滴與空氣分離，減少逸出水量損失和對周圍環(huán)境的影響。

7、塔體：

冷卻塔的外部圍護結(jié)構(gòu)，機械通風(fēng)冷卻塔和風(fēng)筒式自然通風(fēng)冷卻塔的塔體是封閉的，起到支撐、維護和組織合適氣流的功能；開放式冷卻塔的塔體沿塔高做成開敞的，以便自然風(fēng)進入塔體。

8、集水池：

設(shè)于冷卻塔下部，匯集淋水填料落下的冷卻水，有時集水池還具有一定的儲備容積，起調(diào)節(jié)流量作用。

9、輸水系統(tǒng)：

進水管將熱水送到配水系統(tǒng)，進水管上設(shè)置閥門，以調(diào)節(jié)冷卻塔的進水量，出水管將冷卻后的水送往用水設(shè)備或循環(huán)水泵。在集水池還裝設(shè)補充水管、排污管、溢流管、放空管等，必要時還可在多臺冷卻塔之間設(shè)連通管。

10、其它設(shè)施：

包括檢修門、檢修梯、走道、照明、電氣控制、避雷裝置以及必要時設(shè)置的飛行障礙標志等，有時為了測試需要還設(shè)置冷卻塔測試部件。

上述各種部件的不同組合，構(gòu)成各種形式和用途的冷卻塔：開放點滴式冷卻塔、風(fēng)筒式自然通風(fēng)冷卻塔、抽風(fēng)（或鼓風(fēng)）逆流式冷卻塔、抽風(fēng)橫流式冷卻塔等。

五、冷卻塔的適用范圍：

工業(yè)生產(chǎn)或制冷工藝過程中產(chǎn)生的廢熱，一般要用冷卻水來導(dǎo)走。冷卻塔的作用是將挾帶廢熱的冷卻水在塔內(nèi)與空氣進行熱交換，使廢熱傳輸給空氣并散入大氣中。

例如：火電廠內(nèi)，鍋爐將水加熱成高溫高壓蒸汽，推動汽輪機做功使發(fā)電機發(fā)電，經(jīng)汽輪機作功后的廢汽排入冷凝器（公眾號:機電人脈），與冷卻水進行熱交換凝結(jié)成水，再用水泵打回鍋爐循環(huán)使用。這一過程中乏汽的廢熱傳給了冷卻水，使水溫度升高，挾帶廢熱的冷卻水，在冷卻塔中將熱量傳遞給空氣，從風(fēng)筒處排入大氣環(huán)境中。

冷卻塔應(yīng)用范圍：主要應(yīng)用于空調(diào)冷卻系統(tǒng)、冷凍系列、注塑、制革、發(fā)泡、發(fā)電、汽輪機、鋁型材加工、空壓機、工業(yè)水冷卻等領(lǐng)域，應(yīng)用最多的為空調(diào)冷卻、冷凍、塑膠化工行業(yè)。

六、冷卻塔的安裝參考：

（一）環(huán)境選擇：

1、應(yīng)避免裝于防水通道、易反射音量的高墻，應(yīng)裝于屋頂或空氣流通的地方。

2、兩臺或以上冷卻塔并用時，應(yīng)注意塔身間距。

3、不應(yīng)安裝在四面有外墻或密不透風(fēng)的地方，并應(yīng)注意塔身與外墻間距。

4、應(yīng)避免安裝有煤煙及灰塵較多的地方，防上面堵塞膠片。

5、應(yīng)遠離廚房及鍋爐房等到較熱的地方。

（二）安裝要點：

1、基礎(chǔ)應(yīng)水平不能傾斜，冷卻塔中心線垂直于水平面，否則影響布水及電機工作。

2、對于175t以上的冷卻出入水管應(yīng)調(diào)協(xié)支座。

3、當(dāng)兩臺或以上采用水泵時，應(yīng)加一平衡水管。

4、循環(huán)出入水接駁，宜用避震喉連接。

5、冷卻塔風(fēng)機葉片應(yīng)與塔壁間隙一致。

6、電機及減速器要定期檢察，減速器應(yīng)檢查油位。

（三）啟動檢查：

1、所有螺絲是否緊，塔內(nèi)是否有雜物。

2、風(fēng)扇及淋水系統(tǒng)轉(zhuǎn)動是否順暢。

3、 檢查電源與馬達電壓是否一致。

4、皮帶組合安裝是否正確。

5、開啟補水閥將水盆及水管完全注滿，水位低于滿水喉25mm。

6、起動時，先于水泵、后開風(fēng)機，檢查風(fēng)向、及風(fēng)量，及時調(diào)整直至達到要求為止。

7、停止時，先停風(fēng)機后停水泵。

（四）運行檢查：

1、保持水塔內(nèi)清潔，定期做水質(zhì)處理。

2、運行約60h后，須重新檢查皮帶拉力確保正常。

3、齒輪減速箱油位及運行150h后須更換潤滑油。

七、冷卻塔選型的依據(jù)：

通常選用冷卻塔是根據(jù)其制冷量而定，空調(diào)制冷系統(tǒng)冷卻塔的循環(huán)水量，由制冷機的制冷能力、冷卻水進出口水溫差而定，通常所指的進出口水溫差是指標準工況下設(shè)計的。即進水溫度為37℃ 、出水溫度為32℃、濕球溫度為28℃。

當(dāng)冷卻塔所在地區(qū)濕球溫度不是標準工況，進出水溫也變化時，其逼近度（逼近度為出水溫度與濕球溫度之差）也將變化。如在北京地區(qū)，濕球溫度為26.4℃、進水溫度為35℃、出水溫度為29.5℃，其逼近度為3℃。

逼近度直接影響冷卻塔的制冷量，逼近度越小，其冷卻能力越��；反之，逼近度越大，其冷卻能力越大。標準型一百水噸冷卻塔在逼近度為4℃時；可冷卻水一百噸，在逼近度為3℃時，只可冷卻水量八十五噸，而要冷卻一百噸水量時，冷卻塔必須選擇標準型一百二十五噸冷卻塔。

八、冷卻塔常見問題和故障的分析與解決方法：

九、冷卻塔的正確操作方法：

冷卻塔雖然是空調(diào)制冷系統(tǒng)中的附屬設(shè)備，但它卻擔(dān)負著散發(fā)整個系統(tǒng)所吸收的總熱量的重要任務(wù)。因此，對冷卻塔的操作正確與否，直接關(guān)系到整個空調(diào)系統(tǒng)的制冷效果和節(jié)能。由于以上談到的冷卻塔的誤操作比較普遍，并且從開機到關(guān)機的整個過程都存在，所以其危害極大，應(yīng)引起有關(guān)操作人員和管理人員的高度重視。

冷卻塔正確的操作方法和要求是：

1、冷卻塔的使用臺數(shù)與機組的開啟臺數(shù)相匹配。

2、關(guān)閉不開風(fēng)機的冷卻塔的進、出水閥，防止冷卻水在不使用的塔中流過。

3、臨時增開的冷卻塔風(fēng)機，在關(guān)掉該風(fēng)機后，千萬不要忘記關(guān)閉該塔的進、出水閥，

4、每班開機后均要檢查冷卻塔的運行情況．發(fā)現(xiàn)未開風(fēng)機的冷卻塔有冷卻水經(jīng)過．都要及時關(guān)閉該塔進出水閥，將托水盤水位調(diào)節(jié)好空調(diào)系統(tǒng)的冷凝器、蒸發(fā)器、螺桿式冷水機，有的機組裝有電動閥，但電動閥容易出故障、失靈，故應(yīng)加強檢查，確保系統(tǒng)正常、正確運行制冷過程實際上是一個熱交換過程。冷水機組的熱交換較之窗式、分體式、柜式空調(diào)復(fù)雜，前者為間接制冷，后者為直接制冷。

十、冷卻塔的噪聲治理：

（一）、聲源分析：

冷卻塔大量應(yīng)用于城市賓館、飯店、商場、寫字樓等冷卻水循環(huán)系統(tǒng)，同時在石油、化工、發(fā)電、冶金等工業(yè)企業(yè)中廣泛使用。

（二）、冷卻塔噪聲源由以下幾部分組成：

1、風(fēng)機進排氣噪聲；

2、淋水噪聲；

3、風(fēng)機減速器和電動機噪聲；

4、冷卻塔水泵、配管和閥門噪聲。

由于冷卻風(fēng)機的工作產(chǎn)生了旋轉(zhuǎn)噪聲、渦旋噪聲和機械噪聲。它們的噪聲頻譜均具寬頻帶特性。它的噪聲值不很大，但它穿透力強。對四周圍居民及建筑均會構(gòu)成影響，同時也是其他噪聲源的形成原因之一。其中，主要是風(fēng)機運行進排氣噪聲和淋水噪聲，風(fēng)機通過進排氣口和塔體向外輻射噪聲。排氣口噪聲比進氣口噪聲高約5 ～ 10 dB（A），其頻譜特性是以低頻為主的連續(xù)譜，屬低頻噪聲。循環(huán)熱水從淋水裝置下落時，與塔底接水盤中的積水撞擊產(chǎn)生的淋水聲，屬高頻噪聲，淋水聲的大小與淋水高度有關(guān)，和單位時間的水流量有關(guān)。冷卻塔整體噪聲為以低頻為主的連續(xù)譜，沒有突出的噪聲，一般在31.5 ～ 2000Hz之間，噪聲級約為55 ～ 85dB（A）。

（三）、治理方法：

1、控制冷卻塔進出風(fēng)口噪聲，根據(jù)情況選用消聲器和隔聲屏障等不同降噪設(shè)備。

2、控制塔體淋水噪聲，根據(jù)不同情況采用隔聲間和隔聲屏障等不同降噪設(shè)備。

3、控制集水盤落水噪聲，根據(jù)情況采用消聲水墊和落水消聲器等不同降噪設(shè)備。

4、控制冷卻塔振動，采用減振器和橡膠軟接等減振設(shè)備。

特別注意：在冷卻塔噪聲治理的同時，要根據(jù)實地情況充分考慮冷卻塔的運行通風(fēng)需求，保證降噪設(shè)備安裝后不能影響冷卻塔的運行。