探討冷卻塔常見技術問題

于同山

摘 要：選擇一個高效率的冷卻塔，延長冷卻塔的使用壽命，盡可能減少熱回流現象的產生，這些都是使用冷卻塔的客戶最基本的要求，本文根據多年的實際施工經驗詳細介紹了冷卻塔常見技術問題中的選型、電機控制、填料等問題的解決方案，用案例和數據來驗證理論。

關鍵詞：冷卻塔逼近度；填料

冷卻塔是用水作為循環冷卻劑，從一系統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行冷熱交換產生蒸汽，蒸汽揮發帶走熱量達到對流、輻射和蒸發散熱傳熱等原理來散去工業上或制冷空調中產生的余熱來降低水溫的蒸發散熱裝置，以保證系統的正常運行，裝置一般為桶狀，故名為冷卻塔。冷卻塔是集空氣熱力學、動力學、流體力學、生物化學、材料學、動、靜態結構力學等多種學科為一體的綜合成果產品。水作為介質為多變量的函數，冷卻更是多因素，多變量與多效應綜合的過程。

冷卻塔的種類很多，按空氣與水接觸的方式有干式和濕式以及二者結合的干濕式，我們常常把空氣與水直接接觸的稱為濕式，把水與空氣間接接觸的稱為干式；冷卻塔按通風方式來分的話把利用內外空氣密度差實現空氣流動的稱為自然通風，把利用抽風式和鼓風式的稱為機械通風；冷卻塔按水和空氣的流動方向來分，把風向與水向相反的稱為逆流式，把風向與水向相垂直的稱為橫流。本文以逆流和橫流來進行對比說明。

一、方形橫流冷卻塔和方形逆流冷卻塔的優劣

橫流塔構造較簡潔，制造成本低，維修清洗方便，淋水噪聲低，飄水低，但熱力性能受風向、風速及環境影響大，易熱回流，填料受陽光照射易老化，適用空間開闊或散熱良好的地方，如機場，市郊的大學城項目等；

常規逆流塔構造復雜一些，制造成本高一些，清洗填料工作量大一點，維護傳動機構需上塔頂，有淋水噪聲，飄水率高一些，但環境適應性好、抗熱回流能力強、熱力性能相比橫流冷卻塔穩定，受環境及氣候影響小些，適用于環境空間受限制的地方；

因為這兩種塔型各有特點，所以我國目前不同的生產廠家都同時生產橫流和逆流塔以滿足項目客戶不同要求。

二、冷卻塔選型注意事項

1.選擇質量過硬的品牌。質量經過專業相關部門檢測檢驗是至關重要的一個環節，口碑好的品牌往往得到了使用者的信任。

2.選擇適合項目要求的材料。選擇冷卻塔材料時是選擇玻璃鋼還是鍍鋅鋼，抑或不銹鋼要考慮項目的要求，比如防腐、耐高溫要求的要考慮高溫填料，其次還要根據項目對面板、框架、緊固件、填料這些細節材料的要求。不同的材料各有優缺點，比如玻璃鋼制品，報廢后本身的毒性會釋放出污染填埋的土壤，況且在生產過程中也會釋放苯類毒氣。鍍鋅鋼雖然有回收價值，具有傳熱較快、機械壽命長、阻燃性好的特點，但是不耐酸、不抗氧化；不銹鋼主要優點是耐腐蝕、耐高溫，但是成本高不耐堿性介質的腐蝕。

3.冷卻塔逼近度的確定。冷卻塔逼近度為冷卻塔出水溫度與進風濕球溫度之差。逼近度直接影響冷卻塔的制冷量，逼近度越小，其冷卻能力越小；反之，逼近度越大，其冷卻能力越大。一般的進出水溫差是按標準工況條件設計的，進水溫度為37度，濕球溫度為28度，出水溫度為32度，當濕球溫度變化時，進出口水溫也會變化進而使得逼近度和制冷量都發生變化，因此，選用時要密切復核該參數是否滿足要求。比如冷卻100噸水時，如果逼近度為3就需要選擇標準型為125噸的冷卻塔，只有當逼近度為4時才可以選用標準型100噸的冷卻塔。

4.冷卻塔結構形式的確定。冷卻塔結構形式不同對環境的適應能力也就不同，將逆流和橫流的的抗熱回流能力進行對比的話，最好的是鼓風式逆流冷卻塔，其次是下側進風逆流式。

5.使用及維護問題。按照廠家的規定，冷卻塔在使用過程中需定期進行維護，其中包括定期清洗，但是用戶很少能做到這點，這是冷卻塔效率低的一個主要原因，冷卻塔使用到一定年限后，傳動機構的靈敏性變差，填料里的雜質降低了效率，更為嚴重的塔中循環水的水溫（約20—32℃）加上周圍潮濕的環境以及不斷濃縮而形成的營養液，都為肺親和性菌在冷卻塔里繁殖提供了條件，這種細菌在冷卻塔運行時隨水飄出而進入大氣中，如被人們吸入，便易被感染。

6.冷卻塔的布置。冷卻塔的布置大多采用一字排列或多排布置，不管哪一種形式都存在著熱回流問題，熱回流的存在會影響運行時的熱力性能。采用一字排列時排列臺數越多，熱回流越嚴重；多排布置時，就算相距的距離不遠，也會使冷卻塔的熱力性能在惡化氣象情況下會有相當大程度的衰減，冷卻塔實際運行的進風濕球溫度大于設計運行環境的計算濕球溫度，亦即形成塔群較大熱回流。根據多年的經驗很多施工單位大多采用一臺冷水機組需多臺冷卻塔時優選用2臺，當單機制冷量較大時選用3臺。置于冷卻塔排列的列數一般不要超過2，當然當空間足夠開闊時可考慮3列，但是會出現伴隨熱回流的集水盤水力平衡方面的問題。

三、冷卻塔的電機控制及電機功率性能

當冷卻塔采用雙速電機時，由于電機體積重量加大，結構件需相應加強的同時；控制回路數應增加一倍；還要配置非標溫控件，單雙速電機在低速運行時節能效果不明顯，而且初投資的費用較高，現階段不太主張采用。

當冷卻塔采用智能溫控變頻控制時，可使得運行漂水的費用降低，而且運行的噪聲也明顯低于雙速電機的，具有自動化程度高，性價比高，延長電機使用壽命，并且啟停平緩。從國標噪聲限值來看，增加風機數量采用小風機組合并不能降低多少滿負荷時運行的噪聲值。

品質過硬的產品往往都很注重制造理念，在產品的能耗、水漂、噪音方面都會提出較高的要求，真正做到綜合成本最低但質優。比如標準工況下處理水量200T的冷卻塔電機功率來說，按新國標GB/T 7190.1-2008的要求：冷卻塔的耗電比要小于0.035Kw/m3/h，即標準工況下，處理水量200T的冷卻塔電機功率應在小于7Kw或在7Kw左右，但是目前市場上制造綜合性能好的冷卻塔可以達到4Kw至5.5Kw。

四、冷卻塔填料顏色

冷卻塔填料的顏色，目前有藍色、綠色、黑色、白色等，材質大多是改性PVC或PP-聚丙烯塑料；常規冷卻塔填料為改性PVC（聚氯乙烯），主要用于40度以下冷卻塔填料中；改性PP填料因耐高溫性強，目前用于中高溫冷卻塔填料。

改性pvc填料呈現黑色是因為添加了性能優良的防紫外光劑，黑色的淋水填料片比藍色和綠色的耐老化性能好，pp填料的顏色大多是白色或透明色。目前性能最好的冷卻塔橫流或逆流塔填料大都是阻燃型改性PVC塑料，氧指數一般不低于32%，阻燃性能達到難燃 B1級，檢測值為36.3%；高溫冷卻塔填料PP塑料的氧指數一般在17.4-18.5%，屬易燃材料。

參考文獻：

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