冷却塔设计心得

冷却塔 一、 冷却水塔原理 冷却塔是一种广泛应用的热力设备，其作用是通过热、质交换将高温冷却水的热量 散入大气，从而降低冷却水的温度。其冷却作用主要是靠冷热两股流体在塔内混合接触， 借助两股流体间的水蒸汽分压力差使热流体部分蒸发并自身冷却。 冷却塔冷却方法：将热水喷洒至散热材料表面与通过之流动的空气相接触。此时，热 水与冷空气之间产生显热交换，同时部分的热水被蒸发，即蒸发水汽中的潜热被排放到大 气中，最后经冷却后的水落入到水槽内，利用水泵将其输送到热交换器中，再吸收热量， 以次循环使用。 二、 冷却水塔类型： 冷却塔按不同的分类方式分成不同的类型： 1、 按空气与水接触的方式，可分成湿式冷却塔和干式冷却塔，以及二者结合的干湿式 冷却塔。 在湿式冷却塔中，空气和水直接接触进行热、质交换，其热、质交换效率高，冷却水 的极限温度为空气湿球温度，缺点在于冷却水存在蒸发损失和飘散损失，并且水蒸发后盐 度增加，需要补水； 干式冷却塔中，水或蒸气与空气间接接触进行热交换，不发生质交换，它主要用于缺 水地区及特殊场合，热交换效率一般比较低，并且投资大，耗能高。 2、 按通风方式，分为自然通风冷却塔和机械通风冷却塔。 自然通风冷却塔又称风筒式或双曲线型塔，它利用塔内外的空气密度差造成的通风抽 力使空气流通（自然通风），其冷却效果稳定，运行费用低，故障少，易维护，风筒高飘滴 和雾气对环境影响小，缺点在于空气内外密度差小，通风抽力小，不易用在高温高湿地区； 机械通风冷却塔又分为抽风式和鼓风式冷却塔，分别利用抽风机或鼓风机强制空气流 动，它的冷却效率高，稳定，占地面积小，基建投资少，但运行费用高，其中抽风式使塔 内呈负正压状态，有利于水蒸发，鼓风式情况则相反，鼓风式冷却塔主要用于小型冷却塔 或水对风机有侵蚀性的冷却塔中。 3、 按水和空气的流动方向分，可分为逆流式冷却塔和横流式冷却塔两种。 其中，逆流式冷却塔里水自上而下，空气自下而上，横流式冷却塔中水自上而下，空 气从水平方向流入。 4、 按照被冷却水的温度分，可分为高温塔、中温塔、常温塔。 三、 冷却水塔的组成 冷却塔系统一般包括：淋水填料、配水系统、收水器（除水器）、通风设备、空气分 配装置等五个部分。 1、 淋水填料的作用是使进入冷却塔的热水尽可能地形成细小的水滴或薄的水膜，以增 加水与空气的接触面积和接触时间，有利于水和空气的热、质交换。降低冷却水的 水温，淋水填料产生的温降达到整个塔温降的60%〜70%,可见淋水填料的质量与 性能在很大程度上决定了冷却塔的冷却能力。常见的有三种：点滴式淋水装置、薄 膜式淋水装置和网格形模板淋水装置。 2、 配水系统的作用在于把热水均匀的分布于整个淋水装置的表面上，以充分发挥淋水 装置的作用。它又分为：管式配水系统(固定式，旋转式)、槽式配水系统和池式配 水系统，三者之间的优劣比较如下表所示： 配水系统形式 (1) 管式 优点：配水均匀，水滴细，冷却效果好，易于保证安装质量，管内不易 生长藻类 缺点：喷嘴要求供水压力较大，水质差时会堵塞管道 (2) 槽式 优点：供水压力低，清理较方便 缺点：槽内易淤积及生长藻类，构造复 杂，气流阻力大 (3) 池式 优点：配水较均匀，清理方便，供水压力低，构造简单缺点：池内易淤 积及生长藻类 3、 收水器(除水器)的作用是降低冷却塔出流空气中的含水量，空气流过淋水装置和配 水系统后，携带许多细小的水滴，在空气排出冷却塔之前就需要用收水器回收部分 水滴，以减少冷却水的损失。 4、 通风设备用以产生较高的空气流速和稳定的空气流量，提高冷却效率及保证冷却效 果。 机械通风冷却塔主要是轴流风机，其特点是：通风量大，风压较小，能耗低， 耐水滴和雾气侵蚀。 通常，为引导空气均匀分布于冷却塔的整个截面上，还需要使 用进风口、百叶窗和导风板等空气分配装置。 四、 冷却塔的计算 1、 冷却塔的热力计算 冷却塔的任务是将一定水量Q,从水温q冷却到t2，或者冷却△ t=q—12。因此，要 设计出规格合适的冷却塔，或核算已有冷却塔的冷却能力，我们必须做冷却塔的热力计 为了便于计算，我们对冷却塔中的热力过程作如下简化假设： (1) 散热系数Q，散质系数0 v，以及湿空气的比热c，在整个冷却过程被看作是常量， 不随空气温度及水温变化。 (2) 在冷却塔内由于水蒸气的分压力很小，对塔内压力变化影响也很小，所以计算中压力 取平均大气压力值。 (3) 认为水膜或水滴的表面温度与内部温度一致，也就是不考虑水侧的热阻。 (4) 在热平衡计算中，由于蒸发水量不大，也可以将蒸发水量忽略不计。 (5) 在水温变化不大的范围内，可将饱和水蒸汽分压力及饱和空气与水温的关系假定为线 性关系。 冷却塔的热力计算方法有焓差法、湿差法和压差法等，其中最常用的是麦克尔 提出的焓差法，以下简要介绍冷却塔的焓差法热力计算。 麦克尔提出的焓差法把过去由温度差和浓度差为动力的传热公式，统一为一个 以焓差为动力的传热公式。在方程式中，麦克尔引进入刘易斯关系式，导出了以焓差为 动力的散热方程式。 dH q =B 'h" - h 力 V xv t 0 1) 式中： dH q 水散出热量； Bxv xv 以含湿差为基准的容积散质系数Lg /(m3 - s - kg /kg' ； h” —— 温度为水温t时饱和空气比焓(kJ / kg)； t h —— 空气比焓 (kJ /kg )。 0 将式(1)代入冷却塔内热平衡方程： 2) dH = c Qdt + c tdQ q w w n 式中： dH q c w 水散出热量； 水的比热Lj/ (g-oC Q —— 冷却水量 (kg/s )； Q —— 蒸发水量 (kg/s ) u t ――水温度 (°C) ct 并引入系数 K： c Q t —w u—2 r Q mu 式中r ——塔内平均汽化热(kJ /kg ) m 经整理，并积分后，可得冷却塔热力计算的基本方程式 Kp v f t1 c dt Q 12 h ”一 h t0 上式的左端表示在一定淋水填料及格型下冷却塔所具有的冷却能力，它与淋水填料 的特性、构造、几何尺寸、冷却水量有关，称冷却塔的特性数，以符号愿°'表示，即： G'= Kp V xv— (3)式的右端表示冷却任务的大小，与气象条件有关，而与冷却塔的构造无关，称 为冷却数(或交换数)，以符号。'表示，也即： c dt w — h ” - h t 0 由于水温不是空气焓的直接函数，直接积分有困难，所以，在求解冷却数的时候， 一般均采用近似积分方法。积分的方法很多，有辛普逊积分法、平均推动力法、切比雪 夫积分法、对数及算术平均焓差法，以及不少的经验曲线与图表，这里只介绍美国冷却 塔协会(CTI)所推荐的切比雪夫积分法。 切比雪夫积分法为美国冷却塔协会(CTI)所推荐，在美国及日本均被采用。这种积分 方法是将积分式f ydx，在X轴上a到b之间求出几个预定的y值，某y值的总和乘恒 a 定值b-a，便为所求的积分值。其分点为b—a的0.102673倍、0.406204倍、0.593796 倍及0.897327倍。求其4个分点相应的y值。为计算简化，小数点后取一位，则为b—a 的0.1 倍, 0.4倍，0.6倍及0.9倍。其计算公式为： c dt c At 1 1 1 + + — Ah Ah Ah 1 2 3 Ah丿 4丿 如果温差较小时，其分点也可以不按上述倍数划分，可将水温差t四等分，求各份中 点的焓差，然后代入公式计算。如果按倍数划分时，各分点相应的焓差如下表所示。 苦 分 盍 熠 菱 好 点 溫 攬 稻 蛊 站 豊 db, t, + ti 一o+djff Ah, #1 —dit J, 上述即为一个完整的冷却塔热力计算过程，它既可用于冷却塔的设计计算，也可用 于现有冷却塔的核算。 在核算已有冷却塔时，已知塔的尺寸及内部部件，水量Q,进水温度t1，大气压力 Pa，干球温度9 1，湿球温度J。则要求计算：出水温度t2，通气量G,出塔空气干球温 度02，出塔空气湿球温度t2。 冷却塔的设计是一个试算过程，即根据给定条件，选定塔的尺寸及内部部件，然后 计算水温t2,使其满足设计要求。因此冷却塔的热力计算即为计算出塔水温t2,同时也计 算通气量及排气温度。 2、 冷却塔的通风阻力计算 在设计新的冷却塔时，首先要选定冷却塔的型式，根据给定的工作条件决定冷却塔 的基 本尺寸和结构，其中包括淋水装置的横截面面积和填料高度、冷却塔的进风口、 导风装置、 收水器、配水器等，并选定风机的型号和风量、风压，这样就需要对冷却 塔内气流通风阻力作比较准确的计算。 （1） 冷却塔的通风阻力构成 冷却塔的通风阻力，即空气流动在冷却塔内的压 力损失，为沿程摩阻和局部阻力之和。通常把冷却塔 的全部通风阻力从冷却塔的进口到风机出口分为10 个部分进行计算，如图所示： Api ――进风口的阻力； 2 ――导风装置的阻力； Ap 4 淋水装置进口处突然收缩的阻力; AP3 ――空气流转弯的阻力; AP5 ――空气流过淋水装置的阻力（摩擦阻力和局部阻力）； AP6 ――淋水装置出口处突然膨胀的阻力； AP7 ――配水装置的阻力； AP8 ――收水器的阻力； AP9 ――风机进口的阻力； AP10 ――风机风筒出口的阻力。 冷却塔的通风总阻力： Ap =Y AP （1） z i （2） 冷却塔的局部通风阻力计算 如前所述，冷却塔总的局部阻力包括进风口、导流设施、淋水装置、配水系统、收 水器以及风筒阻力（包括风机进出口）、气流的收缩、扩大、转弯等部分。各局部阻力可按 下述公式来计算： 2） Y - V 2 巴八F （毫米水柱） 式中： E——各局部阻力系数； i v ——相应部位的空气流速（米／秒） i Y ——相应部位的空气比重（公斤/米3； i g ——重力加速度。 Y - V 2 而冷却塔的总局部阻力可写成：h二YAP二Yg t i（毫米水柱） i i 2 g 由于气流密度在冷却塔内变化很小，所以在球求解时，各处的密度值均取冷却塔进 出口的几何平均值。 气流通过冷却塔各种部件处的速度，可先根据风机特性曲线及热力计算时确定的气 水比选择风量G（公斤/时）后，由下式确定： G v 二 1,2,3...10 3600F 1,2,3...10 冷却塔各部件处局部阻力系数g 值的确定： 1,2,3 （1）进风口 g] = 0.55 ⑵导风装置式中：g2 = °] + °.25q况 淋水密度（米3/米2 •小时）; L ——导风装置长度（米）。 g 二 0 5 （3） 进入淋水装置处气流转弯：g3 0.5 g = 0.5 1 -— （4） 淋水装置进口处突然收缩：“ I cp F cp 淋水装置的截面（m2）。 （5）淋水装置 g = g G + Kq)z 5e 式中：E ――单位高度淋水装置的阻力系数； e K ――系数； Z 淋水装置高度（m ）。 淋水装置的阻力亦可以从试验资料直接查得，若需改变形水装置的尺度时，其阻力 降的近似值计算可参阅资料。 （6）淋水装置出口突然膨胀2 6 = cp （7）配水装置27 = ( F )2 0.5 +1.3 1 -— F cp F cp F 3 式中：F3――配水装置中气流通过的有效截面积（米2） F ――塔壁内的横截面积（米2）。 cp （8）收水器式中： 2 = (F ) 2 (F )2 0.5 + 2 1 — —2- 8 [F \ cp I F2丿 式中：F ——收水器中气流通过的有效截面积（米2）； 2 F ――塔壁内的横截面积（米2）。 cp （9 ）风机进口 （F ） 2可根据下式确定：2 = 2 1一"^4 +g 9 9 0 F cp 2 根据1 Do查表取值； o 0 F厂一收缩后的截面积击）； F cp 收缩前的截面积击）； F 4 Fcp丿 8sin - 2 式中：九一摩擦系数；可采用0.03。 (10)风机凤筒出口(扩散筒)E =6 + §上 10 p 式中：5 ――风筒速度分布不均匀而影响修正系数，根据1/D0 ； g 根据1D 0查表取值。 p 0 由上述计算，我们得到冷却塔的总通风阻力，然后再确认它是否与风机的额定风量下所能提 供的风压相适应。如果相适应且又能满足热力性能要求，则该冷却塔的设计计算完成。若不 适应就要选用另外的风机或改变冷却塔部件的结构尺寸，重新计算空气的流动阻力，经过多 次反复直到既满足风机的风压要求又满足热力性能时为止。 冷却塔性能的评价 通过冷却塔验收试验或性能试验整理出结果，应对该冷却塔的性能作出评价。评价的指 标，决定于所采用的评价方法，有以冷却出水温度12，或以冷却能力耳(实测经修正后的气 水比与设计时气水比的比值)作为评价指标，也有用其它的评价指标。下面介绍几种目前国内 外常用的冷却塔性能评价方法。 1. 按计算冷却水温评价 根据冷却数方程式表示的热力特性和阻力特性，可以综合计算得到设计或其它条件下的 冷却水温t。 2 根据设计条件及实测的热力、阻力特性，计算出冷却水温t，与设计的t进行比较，如 22 前者的t值等于或低于后者的t值，则该冷却塔的冷却效果达到或优于设计值。 22 2. 按实测冷却水温评价 通过验收试验，测得一组工况条件下的出塔冷却水温t，由于试验条件与设计条件的差 2 异，需通过换算方可比较， 其比较的方法是：将实 测的工况条件代入设计 时提供的 t = f(9 ,p ,q,At)性能曲线或设计采用的计算方法和公式，计算出冷却水温t，如果比实 2 1 1 2 测的t高，则说明新建或改建的冷却塔实际冷却效果要比设计的好，反之则说明冷却塔效果 2 差。 这种用实测冷却水温的评价方法，计算简便，评价结果直感，试验时不需测量进塔风量, 易保证测试结果的精度，但需设计单位提供一套t二f（9 ,甲,q, At）性能曲线（操作曲线）或 2 1 1 计算公式。 3. 特性曲线评价法 3.1性能评价应用公式 _Q _ 1 G 耳一 c — t Q Q九 d d c 式中耳 ——实测冷却能力； Q ――修正到设计条件下的冷却水量（kg/h）； c Q ——设计冷却水量（kg / h ）； d G ――试验条件下的实测风量（kg/h）； t 九一一修正到设计工况条件下的气水比， c 由于试验条件与设计条件存在差异，故需将试验条件下所测之数据，修正到设计条件下 进行评价。 3.2设计工况点的决定 \ I 严 n L5 270 在作设计时，根据选定的塔型及淋水填料，可获得该冷却塔的热力特性Q — A加，在双 对数坐标纸上便可获得一条Q — f 6）的设计特性曲线，如下图中直线1。 根据给定的冷却任务（9 , T , p, Q, t, t ）假设 11 1 2 不同的气水比，可获得不同的Q，将其描绘在图上, 便可得冷却塔的工作特性曲线，如上图中曲线2,直 线1和曲线2的交点。即为满足设计要求的工况点。 拎却塔特性曲缆 3.3试验条件的工况向设计条件修正 冷却塔进行验收试验或性能试验时，由于实测进塔空气量G,和设计空气量不可能完全相 同，所以获得的直线和上图中的直线1不可能完全相同，而是另外一条和直线1平行的直线3。 直线3和曲线2的交点c则表示修正到设计条件下的工作点，点对应的气水比即为修正到设 计工况条件下的气水比九。 c c点的获得，可由试验得到的冷却数。和气水比九点绘到冷却塔设计特性曲线图上，得 试验点b,过b点作直线3平行于直线1,从而可得到直线3和曲线2交点c。 根据试验实测的空气量G及修正后c点的气水比九，便可得到修正后的冷却水量Q， t c c 即： Q = G /九 c t c Q 1 G 将上式代入耳二 肝便可求得实测冷却能力n。如n大于90%或95%，应视为 Q Q九 d d c 达到设计要求；n大于ioo%，应视为超过设计要求。 4. 美国CTI机械通风冷却塔特性曲线评价法 此评价方法与上述的冷却塔性能评价方法基本相同，亦是以实测冷却能力n表示的，即: Q _ 1 G' c — t Q Q九 d d c 所不同的是上式中进塔风量G'不是直接测定的，而是测定机械通风冷却塔的风机功率, t kg/h) 根据风机功率再计算进塔风量。计算公式为： G' — G td 式中 G'——通过实测风机功率换算的风量（kg / h ）； t G 设计风量kg / h）； d N ——实测风机功率（kw ）； t N ――设计风机功率（kw ）。 d 风量G'求得后，其它计算方法均与前所述相同。 t 5. 美国CTI机械通风冷却塔操作曲线评价法 （1）本法是由试验数据利用操作曲线评价机械通风冷却塔性能的方法，计算结果是以冷却 能力n表示。 （2）设计单位应提供相当于设计冷却水量的90%、100%、110%三组曲线组成的操作曲 线图。每组曲线以湿球温度T为横坐标，出 1 塔水温t为纵坐标，冷却幅宽火力参变数的 2 列线图，如图（系列）所示。冷却幅宽曲线 的变量至少要包括设计值，80%设计值和 120%设计值三条冷却幅宽曲线。设计点应在 曲线图上表示。 （3）冷却塔能力的确定。将设计单位提供的性能曲线转化绘制成在试验条件下确定冷却塔 能力的列线图。其步骤首先以试验湿球温度T1为基础，绘制一组以冷却幅宽At为横 坐标，出塔水温t为纵坐标，冷却水量Q为参变数的曲线（下图）。然后，由此组曲 2 线，根据试验冷却幅宽At绘制一条出塔水温t2和冷却水量Q关系曲线（下图），这样 在试验出塔水温下就可查得预计保证的冷却水量Q ，将试验的冷却水量再进行风机 p 功率的修正。修正后的水流量与预计的水流量之比即可确定冷却塔冷却能力，亦即利 用下列公式计算： 冷却塔的设计和选用中，可以参考下表 进出水温差 填料高度 淋水密度 1 △t=5C H=0.8-1.0m q=15 2 △t=10C H=1.25m q=12-13 3 △t=25C (60-35) H=1.5m q=9-10 Jiff1 由于凉水塔主要受空气湿球温度的影响，是靠水的蒸发和传导来散热，因此其对水的消耗量 非常大。 原则：按照需求量选择，原则上留有一定的雨量。 在选用多台水塔时尽量选择同一型号。 冷水塔类综述 3、 按照冷水机组的冷却水量选择冷却水量，原则上冷却塔的水量要略大于冷水机组的冷却水 量。 4、 选用多其次，冷却塔选型需要注意： 1、塔体结构材料要稳定、经久耐用、耐腐蚀， 组装配合精确。 2、配水均匀、壁流较少、喷溅装置选用合理，不易堵塞。 3、淋水 填料的型式符合水质、水温要求。 4、风机匹配，能够保证长期正常运行，无振动和异常 噪声，而且叶片耐水侵蚀性好并有足够的强度。风机叶片安装角度可调，但要保证角度一致， 且电机的电流不超过电机的额定电流。 5、电耗低、造价低，中小型钢骨架玻璃冷却塔还 要求品质轻。 6、冷却塔应尽量避免布置在热源、废气和烟气发生点、化学品堆放处和煤 堆附近。 7、冷却塔之间或塔与其它建筑物之间的距离，除了考虑塔的通风要求，塔与建 筑物相互影响外，还应考虑建筑物防火、防爆的安全距离及冷却塔的施工及检修要求。 8、 冷却塔的进水管方向可按90°、180°、270°旋转。 9、冷却塔的材料可耐-50°C低温， 但对于最冷月平均气温低于-10C的地区订货时应说明，以便采取防结冰措施。冷却塔造价约 增加3%。 10、循环水的浊度不大于50mg/l，短期不大于100mg/1不宜含有油污和机械性 杂质，必要时需采取灭藻及水质稳定措施。 11、布水系统是按名义水量设计的，如实际 水量与名义水量相差±15%以上，订货时应说明，以便修改设计。 12、冷却塔零部件在存 放运输过程中，其上不得压重物，不得曝晒，且注意防火。冷却塔安装、运输、维修过程中 不得运用电、气焊等明火，附近不得燃放爆竹焰火。 13、圆塔多塔设计，塔与塔之间净 距离应保持不小于0.5倍塔体直径。横流塔及逆流方塔可并列布置。 14、选用水泵应与 冷却塔配套，保证流量，扬程等工艺要求。 15、当选择多台冷却塔的时候，尽可能选用 同一型号。此外，衡量冷却塔的效果还通常采用三个指针： （1）冷却塔的进水温度t1 和出水温度t2之差At ,A t被称为冷却水温差，一般来说，温差越大，则冷却效果越好。对 生产而言，At越大则生产设备所需的冷却水的流量可以减少。但如果进水温度t1很高时， 即使温差At很大，冷却后的水温不一定降低到符合要求，因此这样一个指针虽是需要的， 但说明的问题是不够全面的。 （2）冷却后水温t2和空气湿球温度E的接近程度 At',At '= t2-E（°C）,A t'称为冷却幅高。At'值越小，则冷却效果越好。事实上At' 不可能等于零。 （3）考虑冷却塔计算中的淋水密度。淋水密度是指1 m2有效面积上每小时 所能冷却的水量。用符号q表示°q=Q/F,m3/m2.h（Q-冷却塔流量，m3/h； F-冷却塔的有效淋 水面积，皿？） 其它说明： 1、 根据使用工况及水量确定它的主要参数。 2、 优选换效率高的（相同水量体机小的）。 3、 优选噪音低的（相同水量风机输入功率低的噪音低）。 4、 填料材质好的寿命长、阻燃填料为第一优选。 5、 选型位置应考虑不受季风影响。 要求： 1、 阻力后的配管不能低于补水管进水口径。 2、 冷却塔出水管的阀门离塔越近越好。 3、 建议回水管室外部分做保温。 4、 多台并联的冷却塔建议水路做成两路，便于在机组能量调整时节能运行。 5、 冷却塔激活时一定要先开水泵，后开风机。不允许在没有淋水的情况下是风机运转。 因此，在布水管上设有倾斜的收水板，如果开动风机而没有喷水时，布水器反转，收水板会 刮到填料，使填料刮出来被风带走，或者将布水管卡坏，因此，冷却塔激活时，一定要先开 水泵，后开风机，停止工作时，应先停风机，后停水泵。 冷却水塔的选型 冷却水塔的安装 A. 一般注意事項 按裝方向及置放要領 1. 只要注意容易配管即可。 2. 置放時應平放，不能傾斜，以免散水不均而影響冷卻效果。如附圖下 3. 基礎螺絲應拴緊。 配管 1. 循環水出入水管支配管，向下為佳，避免圖高支配管，且不能有高於下方水槽支配管, 如附圖下。 2. 配管之大小應照塔底之接管尺寸裝接。否則過小影響效果，過大則浪費材料。 3. 循環水泵應低裝於正常操作中，下部水槽水位以下，如附圖下。 /\舞 4. 冷卻塔兩台以上並用，而只使用一台水泵時，水槽須另配裝一連通管，使兩並用之冷 卻塔之水位同高，如附圖下。 5. 4英吋（10公分）以上之循環水出入口接管處宜用防振軟管（高壓橡膠管等），以防 止塔身因管路之震動所引起之震動，又可避免因配管不正而使水槽破裂之損失 B. 特殊配管要領 •冷卻塔配管依其位置高低，分成下列幾種方式: 1.冷卻塔位置高於熱交換器（或凝縮器）一常用配管方式。 2•冷卻塔與主機同一高度，但水槽水位高於熱交換器。 注意事項 a. 參照第一種狀況施 工。 b. 循環水開始啟動，因 管道上未滿水，故需先 補給水量尤其橫向配 管過長：為了防止水盤 缺水，應隨時觀察水盤 內之水量以便操作水。 3. 冷卻塔位置低於熱交換器（或凝縮器）——須加設一補給水槽。 注意事項 a. 冷卻塔之水管處須裝一 控制閥用以調整水量。 b. 由於循環水泵停止時，管 道之水會流入冷卻塔水槽 產生溢流現象，故循環水泵 再起動時必須重新補給水 量。補給水槽容量必須大於 所需亦出水量。 c. 為減少補給水之消耗，因 此在循環水泵出口處必須 加一逆阻閥。 4. 冷卻塔用於高溫條件一溫度超過46°C 4-1 使用2台循環水泵，另一混合水池 注意事項 a. 冷卻塔配管參照標準方式施工。 b. P1和P2兩者之間回流量必須適當調 4-2 使用1台循環水泵，無混合水池 5•為應付將來增設需要，選用較大型之冷卻塔。 注意事項 a. 須加裝一回流管道以控制流 量。 b. 循環水泵須以最大流量選定 之。 6. 冷卻塔溫度差大，循環水量小時。 C. 他其事項 1. 按裝完畢時應檢查有無工具或其他不要物置放塔內或排風機口。 2. 注意配管或水槽有無漏水。 3. 供水水源低於冷卻塔時或水壓不夠供水時須另裝1 台水？或另裝一較高之補給水槽以 供補填用水。 4. 屋頂或空氣暢流的地方，最適於裝放冷卻塔。 5. 避免裝於媒煙及灰塵多的地方。 6. 不適於裝放在有腐蝕性氣體發生的地方，如煙囪旁邊、溫泉地區。 鍋爐室、廚房等較熱的地方應遠離之。 冷却水塔的补水 水量损失问题 冷却塔补充新水量的多少取决于冷却水循环过程中损失水量的多少。冷却塔损失水 量包括三部分：蒸发损失、漂水损失、排污损失，即: Qm=Qe+ Qw+Qb 式中：Qm为冷却塔水量损失；Qe为蒸发损失；Qw为漂水损失；Qb为排污损失。 1. 蒸发损失(Qe)kg/h 在湿式冷却塔中蒸发损失是不可避免的。 Qe= (0.001+0.000020) At Q 式中:Qe为蒸发损失量；At为冷却塔进出水温度差；Q为循环水量；0为空 气的干球温度。一般空调用的场合，At=5°C, Qe = 0.0083XQ，也就是说循环水 量的 0.83%被蒸发。 2. 漂水损失( Qw)kg/h 漂水损失是指从冷却塔排出的热湿气流中有水滴被风吹飘移出塔外。根据冷却 塔的构造、通风速度有所差别，一般漂水量如下： 开放式，循环水量的 0.3% 密闭式，循环水量的 0.15% 3. 排污损失( Qb)kg/h 冷却塔的排污损失是防止溶解性固体形成结垢，而由冷却水池中排泄带走的 水量。该损失是比较机动的一项，它与循环冷却水质要求、处理方法、补充水的 水质及循环水的 浓缩倍数有关。实际运行中，冷却塔用户对冷却水水质稳定无工 序保证，造成冷却水浓缩倍数很高(浓缩倍率很低)，加大排污量，增加了补充新 水量。 浓缩倍数的计算公式: N =Cr/Cm 式中:N为浓缩倍数；Cr为循环冷却水的含盐量；Cm为补充水的含盐量。 根据循环冷却水系统的含盐量平衡，补充水带进系统的含盐等于排污，风吹 和渗偏水中所带走的含盐量。 QmCm= (Qw+Qb)Cr N =Cr/Cm=Qm/(Qw+Qb)=( Qe+ Qw+Qb)/( Qw+Qb) (3) Qm= QeN/(N 一 1) 浓缩倍数为补充水含盐量和经浓缩后冷却水中的含盐量之比，《建筑给水排水 设计手册》推荐N值，一般情况下最高不超过5〜6。N值过大，排污和渗漏损 失大，必然造成水浪费， N 值过小，补水量小，冷却水浓度大，会造成系统的污 垢和腐蚀。一般空调用的场合，开放式、密闭式一样为循环水量的0.3%。 补水水量（Qm） kg/h 空调用开放式的场合：循环水量的1.43% 密闭式的场合：循环水量的1.28%。 冷却水的水质 循环水系统分为密闭式和开放式两种。在没有特殊工艺要求下，一般常用开放式循环冷 却系统。 冷却水循环系统中不断循环使用，会产生下列问题： 水中溶解氧是造成金属电化学腐蚀的重要原因 水中碳酸盐在传热面上结构析出的倾向增加 吸收了空气中的灰尘、泥砂、微生物等，使系统污泥增加。 目前，冷却系统大多数 为敞开式循环系统，它效果好，造价低，在工程中得到广泛应用，但是经蒸发冷却后浓 缩，水中的 C,Mg,Cl,Si 等离子，溶解固体，悬浮物相应增加，由于空气中和水福化接触， 溶氧量增加，CO大量散失，游离的CO含量降低，碳酸钙浓度降低，制冷量大幅度下降。 如不加强管理，空气中污染物如灰尘、杂物进人系统，会繁殖徽生物绿澡及粘泥，此时 污垢和粘泥可引起垢下腐蚀，而腐蚀产品又形成污垢，最后造成设备及管道演蚀穿孔而 被停机。冷却水的水指标，目前尚无确切的资料和标准，空调冷却水对水质的要求幅度 较宽，主要应从冷却水对设备腐蚀，积垢堵塞及设备清洗难易等情况考虑，其参考指标 见下表 水質限定值（日本冷凍空調工業會規準） 項目 補給水 循環水 PH 25C） 6〜8 6 〜 8 導電率（yV/ cm） 200以下 500以下 全硬度（CaC03） ppm 50以下 200以下 M 鹼度（CaC03） ppm 50以下 100以下 氯離子（Cl ） ppm 50以下 200以下 硫酸離子（S04 ） ppm 50以下 200以下 矽酸（SiO2） ppm 30以下 50以下 鐵（Fe） ppm 0.3以下 1.0以下 针对以上分析，冷却水在冷却塔内蒸发散热的过程中水质不断发生变化，引起积垢、 腐蚀和堵塞。 我们都知遭 :从运行费来讲，在蒸发温度和压缩机转数一定的情况下，冷凝温度越低，制 冷系数越大，耗电量就越小。据测算，冷凝温度每增加l°c,单位制冷量的耗功率约增加 3%-4%。所以，从这一角度来讲，保持冷凝温度稳定对提高冷水机组的制冷量是有益的 但为达到此目的，需采取以下措施:增加冷凝器的换热面积和冷却水的水量;或提高冷凝器 的传热系数，但是，对于一个空调冷却系统来说，增加冷凝器的面积几乎是不可能的。 增加冷却水的水量势必增加水在冷凝器内的流速，这将影响制冷机的寿命，同时还增加 了冷却水泵的耗电和管材浪费等一系列问题，而且效果也不尽理想。增大冷却塔的型号， 考虑一定量的富余系数尚可，但如果盲目加大冷却塔的型号，以追求降低冷却水温也是 得不偿失的，而且，冷却水温度还受当地气象参数的限制。提高冷凝器冷却水侧的放热 系数，是实际和有效的，而提高放热系的有效途径是减小水侧的污垢热阻，对冷却水补 水进行有效的处理.。目前，空调冷却补水多采用自来水，对于大型的空调冷却水系统， 仅靠补充少量优质自来水是不起作用的，冷却水必须进行处理。 冷却水塔循环水处理 一般冷却水的处理方法可分为化学法和物理法。 (2) 化学法。目前，大型冷却水系统多采用化学方法，为此必须在冷却水中加入 阻垢剂、缓蚀剂、杀菌灭藻剂及其配套的清洗剂等，从而形成了冷却水的全 套水处理技术。由于阻垢可保证传热效果(节能)，级蚀剂、杀菌灭藻剂可减少 设备腐蚀，延长设备寿命均属正效益，所以被广泛关注。 加药处理法:该方法较早应用于热水锅炉和船泊水处理，近几年来，该方法也被用 于冷却水系统，常用的药剂多为固态晶体硅酸盐被膜缓蚀剂。实践证明，有以下 几点需要注意:不同的被膜剂要求有不同的溶解温度，对于把加药灌设在循环水系 统上的，水温往往能达到溶解温度，而对于把加药灌设在补水系统上的，应特别 注意防止水温过低，如果水温过低，被膜缓蚀剂的溶解不好，就会影响缓蚀的作 用。 (3)物理方法:是近几年开始普遍广泛使用的一种方法，该方法运行费用低、使用 方便、易于控制、无污染是一种比较理想的水处理方法。目前，应用的物理 方法有磁力法、电解法、超声法、静电法等。 电解法能抑制水垢的附着，但是除垢不彻底，且具有电解孔蚀的危险 ;早期应用 的磁力法稳定性比较差，长时间使用不能控制积垢，必须定期清扫积聚在控制器 中的氧化铁;而静电法则克服了上述诸方法的缺点，并且，除了防垢和溶垢外，还 有显著的杀菌灭藻的效能。但是静电法和电子水处理法缓蚀作用较专用的化学缓 蚀略低，在一般空调冷却水系统内可不考虑采用其它缓蚀方法。而在一些对缓蚀 要求较高的系统最好同时适量添加一些缓蚀剂，可获得更好效果。 冷却水塔的运行和维护