逆流式冷卻塔匯集了我公司多年設(shè)計(jì)、制造大型冷卻塔的經(jīng)驗(yàn)，通過對(duì)設(shè)備各部件及整體的優(yōu)化設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了塔體構(gòu)件非金屬化、氣流流暢流線化、低能耗運(yùn)行、超低飄水損失、高質(zhì)量的機(jī)力通風(fēng)設(shè)備、奉獻(xiàn)給業(yè)主一套具有國內(nèi)水平的冷卻塔塔群。經(jīng)國家機(jī)構(gòu)實(shí)塔檢測，各項(xiàng)性能指標(biāo)均達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)GB7190.2-1997《大型玻璃纖維增強(qiáng)塑料冷卻塔》的規(guī)定。北京中科晶碩公司設(shè)計(jì)生產(chǎn)的大型冷卻塔以其*的性能，優(yōu)良的品質(zhì)，廣泛應(yīng)用于化工、石化、電力、冶金及機(jī)械等各行業(yè)工業(yè)循環(huán)水系統(tǒng)。

逆流式冷卻塔整體設(shè)計(jì)方案：

A、高質(zhì)量機(jī)力通風(fēng)設(shè)備—風(fēng)機(jī)、減速機(jī)

風(fēng)機(jī)是冷卻塔設(shè)備中的重要部件，其性能的優(yōu)劣直接影響到冷卻塔的熱力性能，因此，按照招標(biāo)要求，為業(yè)主配套德州貝諾風(fēng)力設(shè)備有限公司生產(chǎn)的環(huán)氧玻璃鋼風(fēng)機(jī)，并對(duì)配套廠家進(jìn)行嚴(yán)格的要求，在系統(tǒng)的一些關(guān)鍵部件中北京中科晶碩公司特別要求配套廠家進(jìn)行局部處理，采用性能更*、穩(wěn)定的進(jìn)口產(chǎn)品，為業(yè)主提高質(zhì)量的通風(fēng)設(shè)備，為冷卻塔設(shè)備的安全*穩(wěn)定運(yùn)行奠定了基礎(chǔ)。風(fēng)機(jī)做靜平衡試驗(yàn)，按“鋼性轉(zhuǎn)子平衡精度”，等級(jí)取G6.3級(jí)，葉尖距風(fēng)筒內(nèi)壁間隙應(yīng)均勻*，其值不大于0.005D(D為風(fēng)機(jī)直徑)，誤差不大于±10mm。風(fēng)機(jī)氣動(dòng)合理、風(fēng)量大、噪聲低、效率高、耐腐蝕。

減速機(jī)亦為德州貝諾風(fēng)力設(shè)備有限公司生產(chǎn)，水平臥式、噪聲低、效率高、防水、油潤滑可靠、檢修方便。整體系統(tǒng)使用壽命不低于15年。

為保證冷卻塔安全運(yùn)行，可設(shè)置風(fēng)機(jī)運(yùn)行監(jiān)控系統(tǒng)，系統(tǒng)具備振動(dòng)、溫度、油位三項(xiàng)監(jiān)控功能，并可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)顯示、報(bào)警及停機(jī)功能。

逆流式冷卻塔監(jiān)控主要技術(shù)指標(biāo)如下：

油溫測量范圍：0～99℃

精度：±1℃

報(bào)警溫度：≥72℃±1℃（可設(shè)定）

停機(jī)溫度：≥82℃±1℃（可設(shè)定）

2）油位開關(guān)動(dòng)作值：

報(bào)警油位：低于標(biāo)準(zhǔn)油面30mm（現(xiàn)場安裝時(shí)校正）

停機(jī)油位：低于報(bào)警油位40mm±5 mm

3）振動(dòng)保護(hù)開關(guān)動(dòng)作值：

振頻3Hz（風(fēng)機(jī)頻率）條件下，振幅大于2mm時(shí)停機(jī)。

4）輸出觸點(diǎn)（停機(jī)信號(hào)）容量：28v，2A

5）功耗：<6W

B、電機(jī)

采用國內(nèi)優(yōu)質(zhì)三速變極電動(dòng)機(jī)，為冷卻塔優(yōu)質(zhì)電機(jī)，Y型臥式異步電機(jī)，戶外型，絕緣等級(jí)為F級(jí)，防護(hù)等級(jí)為IP54，380V。該電機(jī)性能穩(wěn)定、防水性能好、使用效率高，冬季結(jié)冰時(shí)風(fēng)機(jī)可開低速反轉(zhuǎn)，塔內(nèi)的氣溫高可迅速消冰，且不損壞風(fēng)機(jī)。

C、風(fēng)筒

該塔風(fēng)筒為迥轉(zhuǎn)及“優(yōu)角”動(dòng)能回收型，玻璃鋼材質(zhì)，它充分利用了氣體流暢均化理論，結(jié)合工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和實(shí)測數(shù)據(jù)而設(shè)計(jì)，內(nèi)壁曲線采用橢圓曲線，與采用直線的自然擴(kuò)散型風(fēng)筒相比較，該風(fēng)筒消除了氣流脫壁現(xiàn)象，縮小了渦流區(qū)，使風(fēng)筒中心負(fù)壓區(qū)面積大幅縮小，出風(fēng)口斷面風(fēng)速分布趨于均化。

風(fēng)筒線型設(shè)計(jì)合理，下部按《維道辛期基》曲線的上半段求出的公式（化工部通風(fēng)圖設(shè)給出風(fēng)筒型設(shè)計(jì)）

用維紙方程求出風(fēng)筒漸縮段的線型。它的氣流阻力zui小，其下聯(lián)接塔頂平臺(tái)，其上聯(lián)接風(fēng)筒的直線段（風(fēng)機(jī)葉片所在空氣在直線段）作為一個(gè)系統(tǒng)zui合理。直線段以上是擴(kuò)散段，其作用為增強(qiáng)風(fēng)筒水平斷面面積，降低風(fēng)速，減少動(dòng)能損失，即回收動(dòng)能，因?yàn)閯?dòng)能與風(fēng)速的平方成正比即：

Hf=ξ

式中：Hf----動(dòng)能

ξ----阻力系數(shù)

V----風(fēng)速

g----重力加速度

一般的動(dòng)能回收型型風(fēng)筒在實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)中，其頂部有一嚴(yán)重問題，在風(fēng)筒中心約1.5-1.8直徑范圍內(nèi)氣流不是向上而是向下。即所謂回流區(qū)。它嚴(yán)重影響了動(dòng)能回收。為了克服這一缺點(diǎn)設(shè)計(jì)了《優(yōu)角型風(fēng)筒》，其特點(diǎn)是風(fēng)筒的氣流重新組織，將離散的氣流向中心壓，zui終克服了回流現(xiàn)象，使氣流都向上。風(fēng)量增加了6%（北京石化院論文給出武漢化工廠實(shí)測結(jié)果）。

逆流式冷卻塔工作原理：風(fēng)筒由下到上分為來流收縮段、風(fēng)機(jī)工作段和動(dòng)壓回收段三段，通過逆流塔淋水段或橫流塔氣室的氣流經(jīng)過由橢圓曲線設(shè)計(jì)的風(fēng)筒來流收縮的整理，能較好地均勻收縮過渡到風(fēng)機(jī)工作段，氣流在風(fēng)機(jī)工作段通過葉片做功被提升到動(dòng)壓回收段，利用氣體流暢均化理論設(shè)計(jì)的動(dòng)壓回收段對(duì)氣流進(jìn)行導(dǎo)流擴(kuò)散，使出風(fēng)筒氣流動(dòng)壓損失有效降低。

逆流式冷卻塔技術(shù)特點(diǎn)：

①優(yōu)質(zhì)原材料：風(fēng)筒原材料采用河南南陽玻纖廠生產(chǎn)的優(yōu)質(zhì)玻纖布及玻纖氈，采用常州天馬化工集團(tuán)有限公司生產(chǎn)的名優(yōu)不飽合樹脂。產(chǎn)品固化度為81.9%（國標(biāo)值：≮80%），彎曲強(qiáng)度273MPa（國標(biāo)值：≮147 MPa），巴柯氏硬度為60，結(jié)構(gòu)層樹脂含量為46.78%（國標(biāo)值：≮45%）。

②高效節(jié)能：該風(fēng)筒消除了氣流脫壁現(xiàn)象，縮小了渦流區(qū)，使風(fēng)筒中心負(fù)壓區(qū)面積大幅縮小，出風(fēng)口斷面風(fēng)速分布趨于均化，經(jīng)實(shí)際應(yīng)用檢測，該風(fēng)筒動(dòng)能回收值大于30%，節(jié)能大于8%；

③美觀實(shí)用：風(fēng)筒采用模壓工藝工程，外表面采用含光穩(wěn)定劑的美國亞什蘭公司膠衣樹脂層，內(nèi)表面涂樹脂兩遍，經(jīng)壓模處理保護(hù)較高光潔度以減少阻力。風(fēng)筒具有優(yōu)良的耐老化、抗紫外線性能，制品表面色澤均勻，*使用*龜裂；

④高強(qiáng)度、加強(qiáng)度型設(shè)計(jì)：采用梯形大端面空腹加強(qiáng)筋，應(yīng)力集中段環(huán)向和聯(lián)接端環(huán)向埋有預(yù)制件以保證風(fēng)筒整體強(qiáng)度和運(yùn)行強(qiáng)度，抗風(fēng)載荷690Pa；

⑤長壽命設(shè)計(jì)：緊固件采用鍍鋅件，結(jié)合玻璃鋼風(fēng)筒本體*的理化性能，使風(fēng)筒適合全天候室外工作條件，正常條件下，設(shè)計(jì)使用壽命不低于20年。 

D、填料

采用改性PVC梯型薄膜填料，適應(yīng)溫度650C～-350C，該形式填料其表面積大，水的再分配能力強(qiáng)，阻力小。原片材塑化均勻，無裂紋、無孔洞、無氣泡、無明顯雜質(zhì)及分散不良的輔料，粒徑為0.6~1.0mm的雜質(zhì)個(gè)數(shù)不超過30個(gè)/m2，分散度不超過5個(gè)/10cm×10cm，片邊光滑平直，色澤*，該填料具有重量輕，安裝方便，耐化學(xué)性能好，冷卻效率高，應(yīng)用范圍廣，阻燃性能好等特點(diǎn)。熱力性能，據(jù)北京水科院測試：

N=Ω＝１.725λ0.578

Ka=1103(g/1000)0.588(q/1000)0.432

式中：N=Ω——冷卻數(shù)

           λ——氣水比

           Ka——容積散質(zhì)系數(shù)[kg/(m3.h)]

           g——重量風(fēng)速[kg/(m2.s)]

           q——淋水密度[kg/(m2.h)]

填料平片滿足以下要求：

①片材拉伸強(qiáng)度≥42.3MPa

②片材密度≤1.55g/cm3

③平片在（90±1）0C水中15min縱向變形率≤5%

④填料塊650C水中1小時(shí)目測無明顯變形

⑤阻燃氧指數(shù)≥40

⑥填料塊常溫時(shí)在簡支條件下承受2.9KN/m2均布荷載1小時(shí)，支承面及加壓截面無明顯變形，卸載后無明顯殘余變形，粘接點(diǎn)松脫率≤10%

⑦片材斷裂強(qiáng)度縱向≥1500N/cm2，橫向≥1500N/cm2

⑧吸水率≤0.15%

⑨常溫?cái)嗔焉扉L率：縱向≥60%，橫向≥35%

⑩低溫對(duì)折實(shí)驗(yàn)?zāi)秃疁囟?le;－35℃

11濕熱老化試驗(yàn)后的低溫對(duì)折耐寒溫度≤－24℃

⑵淋水填料成品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)

①填料成型片尺寸長度、寬度允許誤差為±10mm，片型保持矩形，淋水板的破損孔眼不得超過20個(gè)/m2，分散度不超過5個(gè)/10cm×10cm，破損孔徑不超過2mm，成型片片邊平直，無裂紋及明顯的缺口。

②淋水填料組裝塊片間距允許誤差不大于±1.0mm，片型幾何尺寸允許誤差不大于±5%，zui大誤差不大于1.0mm。

③淋水填料采用粘接式組裝成塊，各組裝塊連接牢固，整體剛度。

采用的粘接劑具有耐水、耐熱（65℃）、耐寒（－35℃）、耐老化。粘接24h后的剪切強(qiáng)度不小于1.37MPa。粘接強(qiáng)度的測試方法按《HG2-151-65》進(jìn)行，粘接完好率應(yīng)在90%以上。

④淋水填料組裝塊具有足夠的剛度和強(qiáng)度，簡支條件下的標(biāo)準(zhǔn)試件在2942N/m2均布荷載作用下，支撐處及加荷面無明顯變形，卸荷后無殘余變形，片間連接點(diǎn)無松脫現(xiàn)象，測試方法按《DL/T742-2001》中規(guī)定進(jìn)行。

⑤淋水填料組裝塊保持在65℃條件下不發(fā)生幾何變形，無脫膠現(xiàn)象，測試方法按《DL/T742-2001》中規(guī)定進(jìn)行。

⑥淋水填料的包裝、運(yùn)輸、貯存、安裝、驗(yàn)收以及其他方面的技術(shù)要求均按《DL/T742-2001》中有關(guān)規(guī)定執(zhí)行。

綜合質(zhì)量符合電力部DL/T742-2001《冷卻塔塑料部件技術(shù)條件》，可保質(zhì)10年以上。

E、填料支撐架

考慮到冷卻塔的使用壽命及非金屬化技術(shù)趨勢，故本塔填料托架采用北京中科晶碩公司生產(chǎn)的增強(qiáng)拉擠型材填料托架。

玻璃鋼拉擠型材托架是由不同高度的拉擠工字型材及連接定位穿桿采用環(huán)氧樹脂粘結(jié)組裝而成，主要用于支承淋水填料，使用時(shí)將其放置在淋水裝置次梁上，其上安放填料。

逆流式冷卻塔托架材料的選擇：

根據(jù)經(jīng)濟(jì)，實(shí)用以及耐腐蝕性的要求，選擇輕質(zhì)高強(qiáng)耐腐蝕的玻璃鋼作為基體材料。玻璃鋼是以玻璃纖維及其制品作為增強(qiáng)材料，以熱固性樹脂為粘接基件。通過一定的成型工藝而制成的一種材料。在玻璃鋼中玻璃纖維及其制品具有拉伸強(qiáng)度高，防火、耐熱、耐腐蝕和尺寸穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，起增強(qiáng)作用。而樹脂固化后具有很好的電絕緣性、耐老化性、耐腐蝕性及尺寸穩(wěn)定性。綜合起來，玻璃鋼具有：1、強(qiáng)度高、比模量大。2、耐疲勞性能好，金屬材料的安裝破壞常常是沒有明顯預(yù)兆的突發(fā)性破壞，而玻璃鋼中玻璃纖維與樹脂基體的界面能阻止材料受力所致裂紋的擴(kuò)展，破壞前有明顯的預(yù)兆。這就增加了其安全性。3、減震性好。4、過載安全性高。玻璃鋼中有大量增強(qiáng)纖維，當(dāng)材料過載而有少數(shù)纖維斷裂時(shí)，載荷會(huì)迅速重新分配到未破壞的纖維上，使整個(gè)構(gòu)件在短期內(nèi)不致于失去承載能力。5、具有優(yōu)良的耐腐蝕、耐老化性能。在自然大氣暴露條件下，我國已積累20多年的老化數(shù)據(jù)，其強(qiáng)度及保留80%以上。6、耐燒蝕性好、電絕緣性高。另外，由于玻璃鋼的比重為1.8左右，為鋼的1/4，鋁型材的2/3。所以重量輕、運(yùn)輸、安裝非常方便、經(jīng)濟(jì)。安裝時(shí)不需使用起吊提升設(shè)備，同時(shí)也可使支撐物重量大大減輕，既節(jié)約又方便。

在水及其他腐蝕性介質(zhì)中，玻璃鋼的抗老化性表現(xiàn)得更加突出。玻璃鋼的吸濕性很低，幾乎不透水，可以用于防水建筑和給排水工程。對(duì)于某些特殊要求，可在樹脂中加入紫外線吸收劑從而更好地提高抗老化性能。所以我們研制玻璃鋼托架使用壽命達(dá)20年以上。

一般用途的拉擠樹脂在10%的硫酸、20%的硝酸、50%的醋酸、5%的氫氧化鈉介質(zhì)中*作用下，不受影響。這是玻璃鋼被廣泛應(yīng)用到化工，防腐領(lǐng)域的主要原因之一，穩(wěn)定的材質(zhì)在*不受氧化腐蝕的情況下，增加了材料的安全性。再者玻璃鋼具有顏色鮮艷，內(nèi)外顏色*，*、*生銹、不氧化的特性，所以能*保持其美麗的外觀，而不需維修保養(yǎng)。

玻璃鋼的耐低溫性很好，在低溫時(shí)不變脆。在-700C時(shí)，其沖擊、彎曲強(qiáng)度隨溫度下降而有上升的趨熱。對(duì)一般玻璃鋼產(chǎn)品，*使用溫度為-500C-600C。它可以同時(shí)滿足不同地區(qū)用戶的使用要求。

F、噴淋裝置

配水管道采用首鋼Q235管材，低壓環(huán)網(wǎng)管式配水。噴頭配用ABS三盤式噴頭，具有不易阻塞等特點(diǎn)。使用壽命不低于15年。

技術(shù)特點(diǎn)：                                  

①布水均勻：配水管線采用回路網(wǎng)狀布置，并設(shè)置平衡管，從而保證管路各部分水壓力均勻；

②低阻設(shè)計(jì)：管道內(nèi)壁光滑，水流阻力小，可以減少水中污物在管道中的沉淀，配水管采用大管徑、低流速設(shè)計(jì)，系統(tǒng)配水阻力僅為0.2mmH2O； 

③操作彈性大：實(shí)塔測試表明：塔內(nèi)不同位置噴頭的布水流量偏差<5%，系統(tǒng)對(duì)水力負(fù)荷具有較高的適應(yīng)性，該系統(tǒng)在運(yùn)行負(fù)荷達(dá)到130%時(shí)仍可正常工作，運(yùn)行負(fù)荷低至40%時(shí)整塔布水均勻性不受影響，大大提高了設(shè)備運(yùn)行的安全性和可靠性；

G、收水器

采用波160-45型收水器，改性PVC 拉擠型材。使用壽命不低于15年。

技術(shù)特點(diǎn)：

①節(jié)水環(huán)保：收水效率高，經(jīng)國家檢測部門現(xiàn)場測試表明該收水器收水效率按循環(huán)水量計(jì)其飄水損失可達(dá)0.002%以下，僅為國標(biāo)允許值的十分之一，達(dá)到國外同類產(chǎn)品*水平，使設(shè)備對(duì)周圍環(huán)境的影響大大改善，使風(fēng)機(jī)葉片高速旋轉(zhuǎn)工作時(shí)避免切割高含濕量空氣，葉片使用壽命可延長2~3年；

②低阻節(jié)能：氣流阻力小，在2.8m/s風(fēng)速條件下，通風(fēng)阻力損失約0.8mmH2O，低于國外同類產(chǎn)品；

③長壽命設(shè)計(jì)：收水器采用改性PVC材料拉擠成型，在收水器的片材中添加了進(jìn)口碳黑等改性劑，大大提高了片材的抗紫外線、抗老化和機(jī)械性能。

H、鋼結(jié)構(gòu)的防腐

對(duì)于采用鋼件部分鋼結(jié)構(gòu)的防腐，防腐程序：酸洗除銹—水洗—堿洗除油—表面磷化—鍍鋅處理—涂環(huán)氧富鋅底漆一道—厚漿型環(huán)氧瀝青漆一道（用船舶漆或846-1型）—面漆一道（用船舶漆或846-2型）漆膜厚250~300um（環(huán)氧防腐漆用中船總公司725研究所或上海開林油漆廠產(chǎn)品）。正常使用條件下，經(jīng)防腐處理后的鋼構(gòu)件使用壽命不低于15年。

I、節(jié)能降耗

冷卻塔的運(yùn)行費(fèi)用是冷卻塔投資的一項(xiàng)非常重要的組成部分，特別是大型冷卻塔，我們充分考慮到運(yùn)行時(shí)的能耗：

1 本方案中由于采用了優(yōu)化的配水系統(tǒng)和塔型設(shè)計(jì)，低壓噴頭的應(yīng)用等一系列冷卻

塔設(shè)計(jì)的*技術(shù)，可使循環(huán)泵的供水揚(yáng)程較常規(guī)設(shè)計(jì)下降1.5m以上使冷卻塔運(yùn)行費(fèi)用大大降低，經(jīng)濟(jì)效益明顯。       2 由于該塔采用我所研制的收水器防止飛水現(xiàn)象的發(fā)生，避免了水損失，同時(shí)也避免了冷卻水中藥劑的損失，節(jié)約水資源，且保護(hù)了生態(tài)環(huán)境。

3 由于設(shè)計(jì)中采用我公司的B160-45新型收水器，使設(shè)備的收水效率大大提高（按循環(huán)水量計(jì)的飄水損失僅為國標(biāo)值的五分之一）的同時(shí)，使設(shè)備對(duì)周圍環(huán)境的影響大大改善。在冷卻塔設(shè)備中收水效率的高低還直接影響到風(fēng)機(jī)葉片的使用壽命。風(fēng)機(jī)葉片*工作在高濕度的水蒸氣環(huán)境中，葉尖以60~70m/s的線速度切割濕熱空氣，空氣中水蒸氣的含量越大（即收水器的收水效率越低）對(duì)風(fēng)機(jī)葉片的損害越大，實(shí)際應(yīng)用表明：冷卻塔設(shè)備中以循環(huán)水量計(jì)的收水效率每降低一個(gè)數(shù)量級(jí)，則葉片的使用壽命可提高2~3年（葉片的正常使用壽命為10年左右），經(jīng)濟(jì)*。

J、塔內(nèi)檢修通道

a、塔內(nèi)設(shè)風(fēng)機(jī)檢修平臺(tái)及上下爬梯，以滿足日常維護(hù)、管理檢修的需要。

b、冷卻塔設(shè)快開型檢修門，檢修門保證良好的密封并易于拆卸。

K、導(dǎo)風(fēng)板

為減少進(jìn)風(fēng)阻力，由進(jìn)風(fēng)口上部增設(shè)了導(dǎo)流板，使進(jìn)風(fēng)流暢、均勻無渦流現(xiàn)象，材質(zhì)為玻璃鋼，使用壽命不低于20年。

L、總結(jié)

綜上所述，本設(shè)計(jì)冷卻塔的系統(tǒng)具有以下特點(diǎn)：

※高效動(dòng)能回收型風(fēng)筒的使用，動(dòng)能回收值超過30%，節(jié)約了電能；

※高質(zhì)量通風(fēng)設(shè)備(風(fēng)機(jī)、減速機(jī)、電機(jī))的應(yīng)用保證整體設(shè)備高效率安全、可靠的運(yùn)行；

※超低飄水損失新產(chǎn)品收水器（波B160-45偏峰收水器）的應(yīng)用，可使飄水率忽略不計(jì)，具有節(jié)能、環(huán)保新概念；

※風(fēng)機(jī)的安全監(jiān)控系統(tǒng)保證了冷卻塔設(shè)備的可靠運(yùn)行；

※系統(tǒng)低水阻設(shè)計(jì)（布水系統(tǒng)及噴頭），操作彈性大，可在額定水量的70%~130%工況下安全可靠運(yùn)行。

※整體設(shè)計(jì)思路的優(yōu)化，使水泵的揚(yáng)程降低，節(jié)約了電能。

※通過熱力性能計(jì)算，本方案風(fēng)機(jī)風(fēng)量和配用電機(jī)的功率上均留有一定的裕度，充分保證了該塔的不利氣象條件和沖擊負(fù)荷下的正常使用。

※通過調(diào)整噴頭的噴濺方向，改變水流的流動(dòng)型式，使水不致于流到壁板上，減小壁流現(xiàn)象的產(chǎn)生。