冷卻塔
冷卻塔(The cooling
tower)是用水作為循環(huán)冷卻劑,從一系統(tǒng)中吸收熱量排放至大氣中,以降低水溫的裝置;其冷是利用水與空氣流動接觸后進(jìn)行冷熱交換產(chǎn)生蒸汽,蒸汽揮發(fā)帶走熱量達(dá)到蒸發(fā)散熱、對流傳熱和輻射傳熱等原理來散去工業(yè)上或制冷空調(diào)中產(chǎn)生的余熱來降低水溫的蒸發(fā)散熱裝置,以保證系統(tǒng)的正常運(yùn)行,裝置一般為桶狀,故名為冷卻塔。
冷卻塔是集空氣動力學(xué)、熱力學(xué)、流體學(xué)、化學(xué)、生物化學(xué)、材料學(xué)、靜、動態(tài)結(jié)構(gòu)力學(xué),加工技術(shù)等多種學(xué)科為一體的綜合產(chǎn)物。水質(zhì)為多變量的函數(shù),冷卻更是多因素,多變量與多效應(yīng)綜合的過程。
中文名:冷卻塔
外文名:The cooling tower
作 用:降低水溫
涉及學(xué)科:熱力學(xué)、流體學(xué)
產(chǎn)品原理
1.冷卻塔循環(huán)水系統(tǒng)中必須存在一定的富余能量(20%-25%),在運(yùn)行時(shí)就把這些能量聚集在某個(gè)閥門處,久而久之這些能量就白白地流失掉。外置式水輪機(jī)就是利用這些“富余能量”轉(zhuǎn)換為機(jī)械能,從而100%取代冷卻塔風(fēng)機(jī)電機(jī)達(dá)到節(jié)電目的。
2.外置式水輪機(jī)如何能達(dá)到電機(jī)驅(qū)動效率的關(guān)鍵是:了解冷卻塔循環(huán)水系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的富余能量,同時(shí)水輪機(jī)的葉輪設(shè)計(jì)也是關(guān)鍵,富余能量的組成主要由以下6個(gè)部分:
1)循環(huán)水系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮的余量值;
2)換熱設(shè)備的勢能利用;
3)水輪機(jī)的自身調(diào)節(jié)能力;
4)循環(huán)水系統(tǒng)的動能轉(zhuǎn)換效率;
5)閥門沒有開啟到位時(shí),由閥門所消耗的能量。
6)低流量通過合并再分流方法滿足系統(tǒng)要求。
3.冷卻塔舊塔節(jié)能改造
冷卻塔與換熱設(shè)備之間由水泵來循環(huán)驅(qū)動,外置式水輪機(jī)利用回水壓力能來轉(zhuǎn)換驅(qū)動水輪機(jī)作功帶動風(fēng)機(jī),一般按照三個(gè)冷卻塔做節(jié)能改造,設(shè)計(jì)時(shí)流量偏大實(shí)際用量在60%左右,考慮到生產(chǎn)需求變化,節(jié)能改造方法是:二臺塔為水輪機(jī)驅(qū)動,一臺塔為電機(jī)驅(qū)動在夏季時(shí)段備用
4. 冷卻塔新塔設(shè)計(jì)
外置式水輪機(jī)的工作重點(diǎn)在于回水壓力或回水流量來滿足該水輪機(jī)帶動風(fēng)機(jī)作功能力,能量守恒定律——多少回水流量或壓力轉(zhuǎn)換=多少風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速。外置式水輪機(jī)轉(zhuǎn)速根據(jù)系統(tǒng)流量的增減而增減,該系統(tǒng)三臺外置式水輪機(jī)冷卻塔,水輪機(jī)出水管三臺塔貫通,通過旁通閥調(diào)整流量和便于維護(hù)。
產(chǎn)品結(jié)構(gòu)
外置式水輪機(jī)冷卻塔顧名思義,其主要設(shè)備是安裝在冷卻塔風(fēng)筒外面的水輪機(jī)。外置式水輪機(jī)主要部件是304#不銹鋼葉輪、316L不銹鋼主軸、蝸殼主機(jī)采用碳鋼。導(dǎo)葉輪是能量轉(zhuǎn)換的重要部件,循環(huán)水進(jìn)入葉輪前,通過導(dǎo)葉輪時(shí)產(chǎn)生旋流,進(jìn)一步提高了葉輪的能量轉(zhuǎn)換效率。水輪機(jī)基礎(chǔ)為900*900上、下二塊鋼板采用雙頭螺栓可調(diào)節(jié)位置(便于維護(hù)維修)。水輪機(jī)重量設(shè)計(jì)與傳統(tǒng)型電機(jī)重量相似匹配與風(fēng)筒內(nèi)減速箱傳動軟連接等構(gòu)成。
冷卻塔外置式水輪機(jī),由于安裝在冷卻塔風(fēng)筒外面電機(jī)位置,無空間局限,外置式水輪機(jī)葉輪直徑、片數(shù)及形狀、角度可根據(jù)客戶的實(shí)際情況放大設(shè)計(jì)、增加扭力提高轉(zhuǎn)換效率。不同的流量、壓力的系統(tǒng)設(shè)計(jì),達(dá)到傳動轉(zhuǎn)換比例,實(shí)現(xiàn)冷卻塔風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速大于或等于原電機(jī)驅(qū)動的風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速。外置式水輪機(jī)蝸牛形狀,采用仿生學(xué)蝸牛狀效應(yīng)減少循環(huán)水的沖擊力和震動率。
同類產(chǎn)品對比
內(nèi)置式水輪機(jī)——安裝在風(fēng)筒內(nèi)減速箱位置直接帶動風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)動;
外置式水輪機(jī)——安裝在風(fēng)筒外電機(jī)位置,軟連接傳動至減速箱驅(qū)動風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)動。
從五個(gè)方面對比
一、外置式水輪機(jī)
1. 外置式水輪機(jī)安裝在冷卻塔風(fēng)筒外部電機(jī)位置,水輪機(jī)進(jìn)、出水管路連接全部在風(fēng)筒外部連接完成。
2. 外置式水輪機(jī)安裝在冷卻塔風(fēng)機(jī)外面點(diǎn)擊位置,傳動軸連接寶要設(shè)計(jì)的減速箱。
3. 外置式水輪機(jī)安裝在冷卻塔風(fēng)筒外面,只要關(guān)閉水輪機(jī)進(jìn)、出水閥,打開旁通閥該系統(tǒng)正常布淋(不影響生產(chǎn)工藝)隨時(shí)維護(hù)、檢修,不需要吊機(jī)進(jìn)場作業(yè),省時(shí)又省錢。
4. 外置式水輪機(jī)的工況在風(fēng)筒外,遠(yuǎn)離高熱潮濕的環(huán)境,各類傳感設(shè)備能準(zhǔn)確傳遞信息。
5.
當(dāng)流量遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于設(shè)計(jì)值時(shí),外置式水輪機(jī)還可采用合并再分流的方法,實(shí)現(xiàn)借用旁塔的部分流量滿足水輪機(jī)作功后再分布給旁塔平均布淋。合并再分流不僅解決了低流量的冷卻塔節(jié)能改造效果,又對低流量的冷卻塔旁塔電機(jī)開機(jī)時(shí)段大大縮減(一般只開7、8、9三個(gè)月),實(shí)現(xiàn)改一臺外置式水輪機(jī),節(jié)能一臺半的電機(jī)用電。
二、內(nèi)置式水輪機(jī)
1.內(nèi)置式水輪機(jī)安裝在冷卻塔風(fēng)筒內(nèi)的減速箱位置,水輪機(jī)連接管路必須進(jìn)入風(fēng)筒內(nèi)部連接而完成。
2. 內(nèi)置式水輪機(jī)安裝在冷卻塔風(fēng)筒內(nèi),進(jìn)、出水管路進(jìn)入風(fēng)筒內(nèi),風(fēng)機(jī)運(yùn)行中這些管路所產(chǎn)生擾流而形成吸震導(dǎo)致風(fēng)機(jī)葉片震動,風(fēng)機(jī)使用壽命受到影響。
3. 內(nèi)置式水輪機(jī)設(shè)備安裝在冷卻塔風(fēng)筒內(nèi)的潮濕環(huán)境中,維護(hù)難度加大、成本相應(yīng)增加。
4. 內(nèi)置式水輪機(jī)的工況在風(fēng)筒內(nèi),高熱潮濕的環(huán)境使各類傳感設(shè)備容易損壞,無法準(zhǔn)確傳遞信息。
5. 當(dāng)流量遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于設(shè)計(jì)值時(shí),內(nèi)置式水輪機(jī)安裝在冷卻塔風(fēng)筒內(nèi)很難采用合并再分流的方法,實(shí)現(xiàn)借用旁塔的部分流量滿足水輪機(jī)作功后再分布給旁塔平均布淋。
產(chǎn)品特點(diǎn)
可 靠:外置式水輪機(jī)的理性化設(shè)計(jì),安裝在冷卻塔風(fēng)筒外面,便于維護(hù)維修保養(yǎng), 結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)冷卻塔電機(jī)、減速箱相同,取消傳統(tǒng)電機(jī)的機(jī)械噪音和故障率,運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn),可靠性高。
冷效保證:隨著季節(jié)的變化,冷卻系統(tǒng)會有所變化。外置式水輪機(jī)設(shè)計(jì)三個(gè)制動閥使風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速隨循環(huán)水流量的增減而增減,風(fēng)量也隨之增減,使冷卻塔的氣水比穩(wěn)定更佳狀態(tài),達(dá)到好的運(yùn)行效果;
環(huán) 保 :外置式水輪機(jī)取代電機(jī)后,降低機(jī)械噪音和振動,減少用戶能源。
節(jié) 能 :充分利用循環(huán)水系統(tǒng)的回水壓力轉(zhuǎn)換為機(jī)械能,外置式水輪機(jī)取代電機(jī)驅(qū)動,達(dá)到100%節(jié)能。
安 全:從根本上杜絕了電機(jī)、電控和漏電燒毀損壞的故障,為安全持續(xù)運(yùn)行提供了保障,可在需防爆的環(huán)境下安全運(yùn)行。
應(yīng)用
冷卻塔主要應(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(jī)、鋁型材加工、空壓機(jī)、工業(yè)水冷卻等領(lǐng)域,應(yīng)用多的為空調(diào)冷卻、冷凍、塑膠化工行業(yè)。具體劃分,如下:
A、空氣室溫調(diào)節(jié)類:空調(diào)設(shè)備、冷庫、冷藏室、冷凍、冷暖空調(diào)等;
B、制造業(yè)及加工類:食品業(yè)、藥業(yè)、金屬鑄造、塑膠業(yè)、橡膠業(yè)、紡織業(yè)、鋼鐵廠、化學(xué)品業(yè)、石化制品類等;
C、機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)降溫類:發(fā)電機(jī)、汽輪機(jī)、空壓機(jī)、油壓機(jī)、引擎等;
D、其他類行業(yè)……
冷卻塔的作用是將攜帶廢熱的冷卻水在塔體內(nèi)部與空氣進(jìn)行熱交換,使廢熱傳輸給空氣并散入大氣中。
分類
按通風(fēng)方式分為:①自然通風(fēng)冷卻塔;②機(jī)械通風(fēng)冷卻塔;③混合通風(fēng)冷卻塔
按水和空氣的接觸方式分:①濕式冷卻塔;②干式冷卻塔;③干濕式冷卻塔。
按熱水和空氣的流動方向分:①逆流式冷卻塔;②橫流(直交流)式冷卻塔;③混流式冷卻塔
按應(yīng)用領(lǐng)域分:①工業(yè)型冷卻塔;②空調(diào)型冷卻塔。
按噪聲級別分:①普通型冷卻塔;②低噪型冷卻塔;③超低噪型冷卻塔;④超靜音型冷卻塔。
按形狀分:①圓形冷卻塔:②方型冷卻塔。
按水和空氣是否直接接觸分:①開式冷卻塔:②閉式冷卻塔(也稱封閉式冷卻塔、密閉式冷卻塔)。
其他型式冷卻塔,如噴流式冷卻塔、無風(fēng)機(jī)冷卻塔等。
原理
通用術(shù)語“冷卻塔”是用來描述直接(開路)和間接(閉路)散熱設(shè)備。雖然大多數(shù)想出一個(gè)“冷卻塔作為一個(gè)開放的直接接觸散熱裝置”,間接冷卻塔,有時(shí)被稱為“閉合電路的冷卻塔”的是但也是一個(gè)冷卻塔。
一個(gè)直接的,或開路冷卻塔是一個(gè)密封結(jié)構(gòu)內(nèi)部的手段,通過將循環(huán)水以噴霧方式,噴淋到玻璃纖維的填料上。填料提供了更大的接觸面,通過水與空氣的接觸,達(dá)到換熱效果。再有風(fēng)機(jī)帶動塔內(nèi)氣流循環(huán),將與水換熱后的熱氣流帶出,從而達(dá)到冷卻。填充可能包括多個(gè),主要是垂直,濕面賴以傳播的水(填充)或橫向飛濺要素創(chuàng)造了許多具有較大的地表面積小水滴級聯(lián)幾個(gè)層次薄膜(飛濺)。
間接或閉路冷卻塔并不涉及對空氣和液體,通常是水或乙二醇混合物直接接觸被冷卻。不同的是開放式冷卻塔,冷卻塔的間接擁有兩個(gè)獨(dú)立的流體電路。一個(gè)是外部電路中的水是在第二賽道,這是管束外循環(huán)(非公開線圈)的連接到的熱流體進(jìn)程被冷卻并在閉路返回??諝馐峭ㄟ^循環(huán)繪制在整個(gè)熱管外級聯(lián)水,提供類似的蒸發(fā)冷卻冷卻塔開放。在運(yùn)作的熱流從內(nèi)部流體電路,通過線圈管墻,外部電路,然后由空氣和水的一些蒸發(fā)加熱,到大氣中。間接冷卻塔的行動,因此非常相似,打開冷卻塔有一個(gè)例外。這一過程被冷卻液在一個(gè)“封閉”回路中,不直接暴露在大氣或外部的循環(huán)水。
在逆流冷卻塔中的空氣向上通過填充或管束時(shí),對面水向下運(yùn)動。在橫流冷卻塔空氣水平移動通過填充時(shí),水向下移動。
常用術(shù)語
一些有用的術(shù)語,通常在冷卻塔工業(yè)中使用:
漂移
- 水正在開展的與廢氣冷卻塔飛沫。漂移液滴具有與進(jìn)入塔水的雜質(zhì)濃度相同。漂移速度通常采用擋板減少類似的設(shè)備,所謂的漂流排除,通過空中旅行后必須離開填充和塔噴霧區(qū)。
井噴
- 吹的風(fēng)冷卻塔,水滴,一般在進(jìn)氣口開口。水也可能會丟失,在風(fēng)的情況下,通過濺或噴霧。例如風(fēng)簾,百葉,飛濺偏轉(zhuǎn)和水分流調(diào)節(jié)裝置來限制這些損失。
煙羽
- 飽和的氣流離開廢氣冷卻塔。羽流是可見的水蒸汽,它包含了涼爽空氣接觸凝結(jié),好像在大冷天人呼吸的霧。
飽和空氣
在某些情況下,冷卻塔可能會產(chǎn)生噴霧或結(jié)冰的危害及其周圍地區(qū)。請注意,水的蒸發(fā)冷卻過程是“純粹的”水,在相反的是漂移的飛沫或水的比例非常小吹的進(jìn)氣口內(nèi)。
吹式
- 的循環(huán)水流量是拆除,以保持在一個(gè)可接受的水平,溶解固體和其他雜質(zhì)的部分金額。
由流經(jīng)木結(jié)構(gòu)冷卻塔用水沖洗行動浸出 - 損失的木材防腐化學(xué)品。
噪音
- 聲音能量冷卻塔排放,并聽取了(記錄)在給定的距離和方向。聲音是對所產(chǎn)生的影響,水質(zhì)下降的空氣受到球迷的運(yùn)動,該運(yùn)動在風(fēng)扇葉片結(jié)構(gòu),電機(jī),變速箱和傳動帶。
危害
冷卻塔長時(shí)間使用,會滋生細(xì)菌,其中典型的細(xì)菌是“軍團(tuán)菌”,這種細(xì)菌會造成傳染病,每個(gè)冷卻塔周圍800米內(nèi)都會受到影響。城市的冷卻塔是城市污染的一種主要來源。軍團(tuán)菌經(jīng)空氣傳播??照{(diào)系統(tǒng)的水箱是軍團(tuán)菌的理想繁殖地方,可經(jīng)管道遍布整座建筑物。因此長期在空調(diào)室內(nèi)的人,應(yīng)特別小心。
特點(diǎn)
逆流塔
1、水在塔內(nèi)填料中,水自上而下,空氣自下而上,兩者流向相反一種冷卻塔。
2、逆流冷卻塔熱力性能好、分三個(gè)冷卻段:
①布水器到填料頂這一空間,此段的水溫較高,所以仍可將熱量傳給空氣。
②填料水與空氣熱交換段。
③填料至集水池空間淋水段,水在此段被冷卻稱之為“尾效”。在我國北方水溫可下降1-2℃。綜上所述,逆流塔比橫流塔在相同的情況下,填料體積小20%左右,逆流塔熱交換過程更合理冷效高。
3、配水系統(tǒng)不易堵塞、淋水填料保持清潔不易老化、濕氣回流小、防凍化冰措施更容易。多臺可組合設(shè)計(jì),冬季以所需的水溫水量可合并單臺運(yùn)行或全部停開風(fēng)機(jī)。4、施工安裝檢修容易、費(fèi)用低,常用在空調(diào)和工業(yè)大、中型冷卻循環(huán)水中。
橫流塔
l、水在塔內(nèi)填料中,水自上而下,空氣自塔外水平流向塔內(nèi)兩者流向呈垂直正交一種冷卻塔。常用在噪聲要求嚴(yán)格的居民區(qū)內(nèi),是空調(diào)界使用較多的冷卻循環(huán)塔。優(yōu)點(diǎn):節(jié)能、水壓低、風(fēng)阻小、亦配置低速電機(jī)、無滴水噪聲和風(fēng)動噪聲,填料和配水系統(tǒng)檢修方便。
2、可隨建筑形狀隨意構(gòu)筑基礎(chǔ)多臺放置,根據(jù)所需的水溫分別啟動單臺或多臺冷卻塔。
3、應(yīng)注意的是:框架要多40%熱交換時(shí)要有較多的填料體積,填料易老化、配水孔易堵塞、防結(jié)冰不好、濕氣回流大。橫流塔的優(yōu)點(diǎn)正是逆流塔的缺點(diǎn)。
無填料冷卻塔
采用噴霧噴嘴安裝在冷卻塔底上部進(jìn)風(fēng)處,有噴霧自旋無電機(jī)送風(fēng)和塔頂排風(fēng)兩種方式。將熱水經(jīng)噴嘴內(nèi)旋片時(shí)產(chǎn)生內(nèi)旋流形成細(xì)微霧狀化噴出,使霧狀存
在、向上噴順流亦下落逆流兩個(gè)冷卻時(shí)效。霧化均勻無中空現(xiàn)象,冷卻效果穩(wěn)定、電能消耗低、漂水率0.01%,不用填料、造價(jià)低壽命長,符合
GB7190.1-1997標(biāo)準(zhǔn)。使用范圍冶金、食品、化工、高濁、高溫、防腐冷卻塔。
封閉式冷卻塔
1.
封閉式冷卻塔是傳統(tǒng)冷卻塔的一種變形和發(fā)展。它實(shí)際上是一種蒸發(fā)式冷卻塔,冷卻器和濕式冷卻塔的組合,它是臥式的蒸發(fā)式冷卻塔,工藝流體在管內(nèi)流過,空氣
在管外流過,兩者互不接觸。塔底蓄水池內(nèi)的水由循環(huán)泵抽取后,送往管外均勻地噴淋下來。與工藝式流體熱水或制冷劑和管外空氣并不接觸,成為一種封閉式冷卻
塔,通過噴淋水增強(qiáng)傳熱傳質(zhì)的效果。
2.封閉式冷卻塔適用于對循環(huán)水質(zhì)要求較高的各種冷卻系統(tǒng),在電力、化工、鋼鐵、食品和許多工業(yè)部門有應(yīng)用前景。另一方面,與空冷式熱交換器相比,蒸發(fā)式冷卻塔利用管下側(cè)水的蒸發(fā)潛熱,使空氣側(cè)傳熱傳質(zhì)顯著增強(qiáng),也具有明顯的優(yōu)點(diǎn)。
密閉式冷卻塔(也叫蒸發(fā)式空冷器)將管式換熱器置于塔內(nèi),通過流通的空氣、噴淋水與循環(huán)水的熱交換保證降溫效果。由于是閉式循環(huán),其能夠保證水質(zhì)不受污染,很好的保護(hù)了主設(shè)備的運(yùn)行,提高了使用壽命。外界氣溫較低時(shí),可以停掉噴淋水系統(tǒng),起到節(jié)水效果。推著節(jié)能減排政策的實(shí)施和水資源的日益匱乏,近幾年密閉式冷卻塔在鋼鐵冶金、電力電子、機(jī)械加工、空調(diào)系統(tǒng)等行業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用。北方地區(qū)冬季氣溫通常在零度以下,密閉式冷卻塔的運(yùn)行防凍問題日益突出,如果解決的不好,可能凍壞換熱管或冷卻塔其他部件。根據(jù)不同的工藝特點(diǎn),密閉式冷卻塔有的冬季全天運(yùn)行,有的部分時(shí)間段運(yùn)行,有的幾乎不用。但都需要考慮防凍問題。
如果在冬季密閉式冷卻塔不需要運(yùn)行,停機(jī)時(shí),須將噴淋水和內(nèi)部循環(huán)水排空。
封閉式冷卻塔,又稱閉式冷卻塔,蒸發(fā)冷卻器。
無填料噴霧冷卻塔
產(chǎn)品簡介: 噪聲低、節(jié)能、節(jié)水、冷效穩(wěn)定、維修量少。
產(chǎn)品詳情:
1、節(jié)能降溫效果好2、冷效穩(wěn)定3、工作水壓低、節(jié)能4、噪音低5、飄水量小,節(jié)水效果顯著6、維修量少,減少生產(chǎn)成本7、新型噴霧推進(jìn)通風(fēng)冷卻塔整體采用積木式的模塊化結(jié)構(gòu),而且塔身內(nèi)部的進(jìn)、出風(fēng)道在塔體下部隔離,簡化了塔身結(jié)構(gòu),減輕了塔體重量,同時(shí)便于運(yùn)輸和拼裝。
WGFB冷卻塔的結(jié)構(gòu):1、WGFB無填料噴霧冷卻塔采用低壓離心霧化裝置(噴頭壓力:0.035MPa)作為冷卻元件取[代了傳統(tǒng)的填料塔的填料和布水裝置,使整塔幾乎成為一個(gè)空塔,結(jié)構(gòu)大大簡化。
2、WGFB無填料噴霧冷卻塔在取消填料和布水裝置后,將霧化裝置安裝在進(jìn)風(fēng)道上方,水的噴射方向與軸流風(fēng)機(jī)抽吸的冷風(fēng)同向,同時(shí)水有上升和下降兩個(gè)過程,冷卻也有順流冷卻和逆流冷卻兩個(gè)過程。
3、GFN無填料噴霧冷卻塔是通過霧化裝置將水噴成霧狀,使空氣和水的微小粒狀均勻接觸,而填料塔是通過布水噴頭將水分布在填料上以膜狀與冷風(fēng)接觸。
4、GFN塔因填料取消,使塔體載荷大大減小,勿需更多支承梁板,土建結(jié)構(gòu)簡化,節(jié)約土建投資。
控制分析
1 風(fēng)機(jī)節(jié)能控制器的分析
提出風(fēng)機(jī)節(jié)能控制管理的目的,是實(shí)現(xiàn)風(fēng)機(jī)運(yùn)行閉環(huán)自動控制。根據(jù)生產(chǎn)的需要預(yù)先設(shè)定供水溫度,由氣候氣象環(huán)境對水溫的影響、系統(tǒng)換熱條件的改變對水溫的影響,用溫感探頭的實(shí)測值及時(shí)反應(yīng)出來,通過調(diào)控降溫設(shè)備的能耗來穩(wěn)定供水溫度,實(shí)現(xiàn)自控節(jié)能。
通常認(rèn)為,“變頻調(diào)速技術(shù)”是完成上述過程的理想方法。但變頻調(diào)速技術(shù)在循環(huán)水冷卻塔風(fēng)機(jī)控制上的運(yùn)用存在如下局限性和缺陷:
①“變頻調(diào)速技術(shù)”可以做到很高的控溫精度,但這在循環(huán)冷卻水系統(tǒng)卻不很重要。
②變頻器自身的能量損耗(平均運(yùn)行效率不足90%)影響節(jié)能效果。
③變速運(yùn)行造成風(fēng)扇葉片攻角改變(迎風(fēng)角),風(fēng)機(jī)脫離工作點(diǎn)運(yùn)行使效率降低。
④電機(jī)脫離額定轉(zhuǎn)速的低速運(yùn)行,以及轉(zhuǎn)速、扭矩、功耗之間的非線性關(guān)系,也使電機(jī)的運(yùn)行效率大為降低。
⑤變頻調(diào)速系統(tǒng)價(jià)格較為昂貴(每千瓦1000元左右),新建工程和老設(shè)備改造都需較大投入。
⑥設(shè)計(jì)上還必需考慮變頻調(diào)速器運(yùn)行在某些特定轉(zhuǎn)速時(shí)的破壞性共振問題,和變頻調(diào)速器產(chǎn)生強(qiáng)電磁污染對其它儀表的干擾等問題。
2 風(fēng)機(jī)安全監(jiān)控器分析
提出風(fēng)機(jī)安全監(jiān)控管理的目的,是為了自動檢測出振動、油溫、油位的變化數(shù)值,并進(jìn)行顯示和記錄,同時(shí)對檢測值超限的風(fēng)機(jī)進(jìn)行報(bào)警和停機(jī),以求達(dá)到風(fēng)機(jī)安全平穩(wěn)運(yùn)行的目的,減少甚至杜絕風(fēng)機(jī)損壞事故的發(fā)生。根據(jù)現(xiàn)場管理的實(shí)際情況,確定了“風(fēng)機(jī)振動”、“滑油油溫”、“減速箱油位”3個(gè)參數(shù)是保證風(fēng)機(jī)安全重要的運(yùn)行參數(shù)[3]。又確定了“測量范圍”、“測量精度”、“巡檢時(shí)間”等共15項(xiàng)設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行研發(fā)制作。該系統(tǒng)于1993年9月在循環(huán)水場得到試用,命名為“KR-939風(fēng)機(jī)安全監(jiān)控器”。
該系統(tǒng)運(yùn)用了多參數(shù)組合探頭技術(shù)、數(shù)字指令編碼技術(shù)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)管理技術(shù)。三參數(shù)組合探頭安裝于風(fēng)機(jī)減速箱泊尺固定座上,其探桿直接插入滑油中,將減速箱內(nèi)的油溫、泊位及設(shè)備振動值直接轉(zhuǎn)換為電信號,并遠(yuǎn)傳至控制室內(nèi)的風(fēng)機(jī)安全監(jiān)控器。每臺安全監(jiān)控器可以用一條四芯電纜掛接8只組合探頭,對8臺風(fēng)機(jī)的運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控,同時(shí)完成數(shù)字顯示。超限報(bào)警、超限停機(jī)等多相功能。經(jīng)過了多次的試驗(yàn)和改型設(shè)計(jì),已經(jīng)成功運(yùn)用于設(shè)備生產(chǎn)現(xiàn)場,各項(xiàng)參數(shù)達(dá)到了預(yù)定的設(shè)計(jì)要求。
3 實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)控制分析
上面介紹的兩種測控系統(tǒng),可以通過一條四芯通訊電纜(RS-422標(biāo)準(zhǔn)串行接口)與1臺管理計(jì)算機(jī)連接,計(jì)算機(jī)可以是通用型PC機(jī)或工控機(jī)。當(dāng)配備相應(yīng)的組態(tài)化監(jiān)控管理軟件(DCS-900軟件),即可與多臺KR-933、KR-939監(jiān)控器實(shí)現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)控制。與計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)后的風(fēng)機(jī)監(jiān)控器增加了如下功能:
①同時(shí)監(jiān)控網(wǎng)內(nèi)所有控制器的測量參數(shù),實(shí)現(xiàn)綜合管理。
②修改網(wǎng)內(nèi)各控制器的設(shè)定參數(shù)。
③根據(jù)各控制器運(yùn)行參數(shù)變化實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)優(yōu)化管理。
④進(jìn)行歷史數(shù)據(jù)及圖形的記錄,幫助分析,方便查詢。
4 風(fēng)機(jī)管理研究的效果分析
4.保證風(fēng)機(jī)安全運(yùn)行
根據(jù)現(xiàn)場經(jīng)驗(yàn),處于完好狀態(tài)下的風(fēng)機(jī),其油溫、油位、振動曲線的特征如下:
①油溫曲線:從開、停機(jī)時(shí)刻起逐漸升、降,約1h左右變成一條近似直線的平滑曲線。
②泊位曲線:無論是否開機(jī),都應(yīng)近似一條水平的直線。
③振動曲線:開機(jī)狀態(tài)下,圍繞一條虛擬的直線作上下窄幅振蕩的不規(guī)則曲線。
5 不足之處分析
5.1 大型風(fēng)機(jī)不適合應(yīng)用KR-933節(jié)能控制器
對于大功率少機(jī)組風(fēng)機(jī)的循環(huán)水場,由于每開停1臺風(fēng)機(jī),都會對水溫產(chǎn)生很大的影響。因而,應(yīng)用KR-933風(fēng)機(jī)節(jié)能控制器無法正常穩(wěn)定控制水溫。如第六循環(huán)水場共有3臺直徑8.53m、功率160kW的風(fēng)機(jī),假設(shè)安裝風(fēng)機(jī)節(jié)能控制器,在設(shè)定溫度速率允差。溫度允差、執(zhí)行周期等參數(shù)時(shí),必然產(chǎn)生大的矛盾,很難選擇出適當(dāng)?shù)膮?shù)值,也達(dá)不到節(jié)能降耗的目的。這種情況下的風(fēng)機(jī)管理,比較適合采用自動變頻調(diào)速系統(tǒng)進(jìn)行控制管理。也正在進(jìn)行這方面的準(zhǔn)備工作。
5.2 KR-939安全控制系統(tǒng)的油位測量技術(shù)還有待改進(jìn)
KR-939安全監(jiān)控器仍存在不足,其主要問題是油位監(jiān)測,由于受惡劣條件的影響,較容易出現(xiàn)熱絲結(jié)垢、滑油含水造成斷絲故障。若探頭檢修不及時(shí),還需要進(jìn)行人工上塔巡檢實(shí)測。
加強(qiáng)風(fēng)機(jī)的科學(xué)現(xiàn)代化管理,還應(yīng)在現(xiàn)有的基礎(chǔ)上不斷改進(jìn)。
計(jì)算說明
1、循環(huán)水量在冷卻塔運(yùn)轉(zhuǎn)當(dāng)中,因下列因素逐漸損失:
A 當(dāng)熱水與冷空氣在塔體內(nèi)產(chǎn)生熱交換過程中,部份水量會變成氣體蒸發(fā)出去;
B 由于冷空氣系借助機(jī)械動力(馬達(dá)與風(fēng)車)抽送,在高風(fēng)速狀況下,部份水量會被抽送出去;
C 由于冷卻水重復(fù)循環(huán),水中之固體濃度日漸增加,影響水質(zhì),易生藻苔,因此必須部份排放,另行以新鮮的水補(bǔ)充之。
2、補(bǔ)給水量計(jì)算說明:
A 蒸發(fā)損失水量(E)
E = Q/600 = (T1-T2)*L /600
E 代表蒸發(fā)水量 (kg/h) ; Q代表熱負(fù)荷(Kcal/h);
600代表水的蒸發(fā)潛熱(Kcal/h); T1代表入水溫度(℃);
T2代表出水溫度(℃); L代表循環(huán)水量(kg/h)
B飛濺損失水量(C)
冷卻塔之飛濺損失量依冷卻塔設(shè)計(jì)型式、風(fēng)速等因素決定之。一般正常情況下,其值約等于循環(huán)水量的0.1~0.2%左右。C定期排放水量損失(D)
定期排放水量損失須視水質(zhì)或水中固體濃度等因素決定之。一般 約為循環(huán)水量之0.3%左右。
D補(bǔ)給水量(M)
水塔循環(huán)水之補(bǔ)給總水量等于 M=E + C + D
冷卻塔用于空調(diào)時(shí),溫度差設(shè)計(jì)在5℃,此時(shí)冷卻塔所須之補(bǔ)給水量約為循環(huán)水量的2%左右。
注意事項(xiàng)
運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)
(1)減速機(jī)應(yīng)經(jīng)常檢查油標(biāo)油位,潤滑油推薦用22~28號雙曲線齒輪油或90~120號工業(yè)齒輪油,夏季用粘度大的油。一次運(yùn)轉(zhuǎn)500小時(shí)后將油排空,換新油。
(2)風(fēng)機(jī)、電機(jī)、減速機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)前須按相應(yīng)產(chǎn)品說明書檢查,特別是電機(jī)接線,應(yīng)按電機(jī)廠提供的接線圖接線,有時(shí)各方表示不一致,易造成接線錯(cuò)誤。符合要求后再啟動,啟動順序,由低速到高速。葉片角按樣本規(guī)定數(shù)值安裝后,如高速運(yùn)轉(zhuǎn)電流超過額定值,應(yīng)停機(jī)速與我廠聯(lián)系。調(diào)整風(fēng)機(jī)葉片角度符合要求的標(biāo)準(zhǔn)是:A、在各風(fēng)機(jī)葉片距風(fēng)筒150mm處的上下緣劃線得到上點(diǎn)和下點(diǎn)的高差Δh值,每個(gè)葉片的Δh值大與小之差不得大于2mm;B、距風(fēng)筒150mm處葉片上緣的標(biāo)高值,每個(gè)葉片標(biāo)高值大與小之差值不得大于0.002R(R為風(fēng)機(jī)半徑);C、電機(jī)的電流在高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)等于額定值的0.9~0.95。
(3)如循環(huán)水、補(bǔ)充水水質(zhì)差時(shí)應(yīng)采取水質(zhì)穩(wěn)定措施,設(shè)旁濾器,必要時(shí)尚須采取殺菌滅藻措施。
(4)玻璃鋼屬燃燒體,因此冷卻塔維修時(shí)不得動用明火,如動用明火則必須采取相應(yīng)安全措施,并且必須經(jīng)過消防、安全部門批準(zhǔn),有專職消防人員、消防設(shè)施在場。如需要阻燃型玻璃鋼,訂貨時(shí)提出,需增加相應(yīng)費(fèi)用。
(5)熱力性能、噪聲及振動等技術(shù)指標(biāo),由機(jī)械工業(yè)部第四設(shè)計(jì)研究院對設(shè)計(jì)負(fù)責(zé),冷卻塔生產(chǎn)廠對產(chǎn)品質(zhì)量負(fù)責(zé)。如需機(jī)械部四院協(xié)助監(jiān)督質(zhì)量時(shí),可由用戶、冷卻塔生產(chǎn)廠與機(jī)械部四院三方共同簽訂技術(shù)協(xié)議。
其它
循環(huán)水水質(zhì)之要求(附水質(zhì)限定值)
項(xiàng) 目
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補(bǔ) 給 水
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循 環(huán) 水
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PH(25℃)
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6~8
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6~8
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導(dǎo)電率(uv/CM)
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200以下
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500以下
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全硬度(CaCO3) p p m
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50以下
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200以下
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M堿度(CaCO3) p p m
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50以下
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100以下
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氯離子(CL) p p m
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50以下
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200以下
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硫酸離子(SO4) p p m
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50以下
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200以下
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鐵(Fe) p p m
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0.3以下
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1.0以下
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選擇
熱力計(jì)算
冷卻塔的熱力計(jì)算目的有兩個(gè),一個(gè)是已知水負(fù)荷及熱負(fù)荷,在特定的氣象條件下,根據(jù)冷卻要求確定冷卻塔所需要的面積;第二是已知冷卻塔的各項(xiàng)條件,在特定的水負(fù)荷及熱負(fù)荷和氣象條件下計(jì)算冷卻后的水溫。在工程設(shè)計(jì)中選用成套供應(yīng)的冷卻塔時(shí),是按冷卻塔的填料高度、體積、風(fēng)量及已知條件復(fù)核冷卻后水溫能否滿足要求。
冷卻塔的計(jì)算有很多方法。在實(shí)際應(yīng)用中有些方法雖然準(zhǔn)確度較高,但計(jì)算較繁,一般不予采用。機(jī)械通風(fēng)冷卻塔計(jì)算采用彭軍焓差法或圖解法較為普遍。在制冷裝置中,直接選用機(jī)械通風(fēng)冷卻塔時(shí),可根據(jù)產(chǎn)品樣本中的計(jì)算圖表計(jì)算。
冷庫房的作用就是建立一個(gè)能使易腐蝕品得到貯藏的低溫環(huán)境,以大限度的保持食品原來的質(zhì)量。所以要把庫房內(nèi)外影響到庫房溫度的熱量全部取走,以保證庫溫的穩(wěn)定。為了保證這一條件,就需要有相應(yīng)的制冷設(shè)備,它所產(chǎn)生的制冷量應(yīng)和引起庫溫波動的庫內(nèi)外各大小,以此為根據(jù)再選配制冷壓縮機(jī)和輔助設(shè)備等。
冷庫房的冷負(fù)荷在一年四季中并不是恒定的,其大小受到室外氣溫,食品冷卻加工工藝要求,冷加工產(chǎn)品的數(shù)量,以及操作管理方式等諸因素影響。因此,在一般情況下,先計(jì)算出各冷間冷負(fù)荷的較大值,然后在確定庫房冷卻設(shè)備負(fù)荷時(shí),再根據(jù)不同情況,對有些冷間的冷負(fù)荷乘以不同的系數(shù)進(jìn)行修正。
冷卻塔配件
1、冷卻塔用電機(jī):產(chǎn)地:孟津、上虞、功率:0.25kw-30kw。
2、冷卻塔用皮帶減速機(jī):孟津產(chǎn)、規(guī)格:150T/h-1000T/h。
3、冷卻塔用行星減速機(jī):上虞、重慶產(chǎn)、規(guī)格:3.0KW-30KW。
4、冷卻塔用鋁合金風(fēng)機(jī):規(guī)格:600mm-600000mm。
5、冷卻塔填料:PVC斜波紋填料規(guī)格:125、200、230、250、300。
斜波紋方塔填料:1000mmX500MM、1200MMX500MM。
6、點(diǎn)波紋方塔填料:規(guī)格:1000mmX500MM、1200MMX500MM。
7、冷卻塔用收水器:材質(zhì):聚氯乙烯(PVC)、玻璃鋼(FRP)。
8、冷卻塔用擋風(fēng)板:規(guī)格:50T/h-1000T/h。
9、冷卻塔上塔體、下塔體、百葉窗、支架及維修業(yè)務(wù)。
清洗
因冷卻水大多數(shù)含有鈣、鎂離子和酸式碳酸鹽。當(dāng)冷卻水流經(jīng)金屬表面時(shí),有碳酸鹽的生成。另外,溶解在冷卻水中的氧還會造成金屬腐蝕,形成鐵銹。由于銹垢的產(chǎn)生,冷卻塔換熱效果下降。嚴(yán)重時(shí)不得不在殼體外噴淋冷卻水,結(jié)垢嚴(yán)重時(shí)會堵塞管子,使換熱效果失去作用。研究的數(shù)據(jù)顯示水垢沉積物對熱傳輸?shù)膿p失影響巨大,隨著沉積物的增加會造成能源費(fèi)用的加大。即使很薄的一層水垢就要增加設(shè)備中結(jié)垢部分40%以上的運(yùn)行費(fèi)用。保持冷卻通道中不含礦物沉積物可以很好的提高功效、節(jié)約能源、延長設(shè)備的使用壽命,同時(shí)節(jié)約生產(chǎn)時(shí)間和費(fèi)用。
長期以來傳統(tǒng)的清洗方式如機(jī)械方法(刮、刷)、高壓水、化學(xué)清洗(酸洗)等在對設(shè)備清洗時(shí)出現(xiàn)很多問題:不能清除水垢等沉積物,酸液對設(shè)備造成腐蝕形成漏洞,殘留的酸對材質(zhì)產(chǎn)生二次腐蝕或垢下腐蝕,導(dǎo)致更換設(shè)備,此外,清洗廢液有毒,需要大量資金進(jìn)行廢水處理。針對上述情況,國內(nèi)外努力研制對金屬腐蝕性小的清洗劑,而研發(fā)成功的有福世泰克清洗劑。其具有環(huán)保、安全、無腐蝕的特點(diǎn),不但清洗效果良好而且對設(shè)備沒有腐蝕,能夠保證冷卻塔的長期使用。
方法要求
①涂刷底漆:
冷卻塔表面處理驗(yàn)收合格后,在6小時(shí)內(nèi)涂刷已經(jīng)調(diào)制好的環(huán)氧底漆,底漆起著承上啟下的作用,與基體有優(yōu)異的附著力,一是底漆涂刷前,應(yīng)用棉紗蘸汽油首先將冷卻塔表面擦洗干凈,除去冷卻塔表面的雜物和浮塵,
底漆要求均勻一致,無流淌、無漏涂、無針孔、無氣泡,冷卻塔表面漆膜要光滑,薄厚一致。漆膜厚度25~35um。底漆用量80~90克/m2。
轉(zhuǎn)彎處、陰陽角要多刷一遍。涂刷時(shí),立面要先上后下、先左后右、先難后易、縱橫交錯(cuò)涂刷。待一道是底漆自然固化后,冷卻塔表面除出雜物和浮塵,即可用同樣的方法涂刷二是環(huán)氧煤鱗片底漆。二道是底漆的厚度35~40um,用量100克/m2左右。
混凝土冷卻塔表面坑凹不平處、裂縫和漏點(diǎn)應(yīng)用環(huán)氧樹脂膩?zhàn)犹钛a(bǔ)找平,然后在進(jìn)行涂刷第二道環(huán)氧煤玻璃鱗片底漆的涂刷。
②涂刷中間漆:
待環(huán)氧底漆自然固化24小時(shí)基本干燥后,經(jīng)驗(yàn)收合格,即用同樣的涂刷方法涂刷環(huán)煤玻璃鱗片中間漆,每道涂料用量110~125克/m2,漆膜厚度為45um,并保證無針孔、無流淌、無漏涂,冷卻塔表面應(yīng)平整、均勻、豐滿,光澤一致
③涂刷面漆:
待中間漆干燥,并檢驗(yàn)合格后,除去冷卻塔表面浮塵,即可涂刷一道是環(huán)氧煤玻璃鱗片面漆,用量100~125克/m2,漆膜厚度40~50um;待一層面漆干燥后,依次涂刷二道是面漆,厚度為80~100um,一道面漆是關(guān)鍵的一道工序,涂刷時(shí)一定要保證漆液豐滿、顏色均一、光滑平整,有一定的光澤,外觀美觀一致。
分析保護(hù)
冷卻塔的材料一般以碳鋼、不銹鋼和銅為主,其中碳鋼材質(zhì)的管板在作為冷卻塔使用時(shí),其管板與列管的焊縫經(jīng)常出現(xiàn)腐蝕泄漏,泄漏物進(jìn)入冷卻水系統(tǒng)會造成污染環(huán)境及物料的浪費(fèi)。
冷卻塔在制作時(shí),管板與列管的焊接一般采用手工電弧焊,焊縫形狀存在不同程度的缺陷,如凹陷、氣孔、夾渣等,焊縫應(yīng)力的分布也不均勻。使用時(shí)管板部分與工業(yè)冷卻水接觸,而工業(yè)冷卻水中的雜質(zhì)、鹽類、氣體、微生物都會構(gòu)成對管板和焊縫的腐蝕。研究表明,工業(yè)水無論是淡水還是海水,都會有各種離子和溶解的氧氣,其中氯離子和氧的濃度變化,對金屬的腐蝕形狀起重要作用。另外,金屬結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度也會影響腐蝕形態(tài)。
針對冷卻塔防腐問題,傳統(tǒng)方法以補(bǔ)焊為主,但補(bǔ)焊易使管板內(nèi)部產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力,難以消除,可能造成冷卻塔管板焊縫再次滲漏?,F(xiàn)西方多采用高分子復(fù)合材料的方法進(jìn)行保護(hù)。
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