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中科大成科技·圆形冷却塔
圆形冷却塔采用逆流式气热交换技术。主体采用全钢结构，玻璃钢板护围，塔体设检修扶梯供塔**设备的正常维护管理。填料采用优质的改性PVC斜梯波片，以扩散淋水面积；通过旋转布水或管式布水方式，实现布水均匀，增强冷却效果。其形状为“圆形”，故名为圆形冷却塔。
工作原理：
圆形逆流式冷却塔的工作过程为例：热水自主机房通过水泵以一定的压力经过管道、横喉、曲喉、中心喉将循环水压至冷却塔的播水系统内，通过播水管上的小孔将水均匀地播洒在填料上面；干燥的低晗值的空气在风机的作用下由底部入风网进入塔内，热水流经填料表面时形成水膜和空气进行热交换，高湿度高晗值的热风从**部抽出，冷却水滴入底盆内，经出水管流入主机。一般情况下，进入塔内的空气、是干燥低湿球温度的空气，水和空气之间明显存在着水分子的浓度差和动能压力差，当风机运行时，在塔内静压的作用下，水分子不断地向空气中蒸发，成为水蒸气分子，剩余的水分子的平均动能便会降低，从而使循环水的温度下降。从以上分析可以看出，蒸发降温与空气的温度（通常说的干球温度）低于或**水温无关，只要水分子能不断地向空气中蒸发，水温就会降低。但是，水向空气中的蒸发不会无休止地进行下去。当与水接触的空气不饱和时，水分子不断地向空气中蒸发，但当水气接触面上的空气达到饱和时，水分子就蒸发不出去，而是处于一种动平衡状态。蒸发出去的水分子数量等于从空气中返回到水中的水分子的数量，水温保持不变。由此可以看出，与水接触的空气越干燥，蒸发就越*进行，水温就*降低。
材质：
玻璃钢、风机、电机、布水系统、斜梯波填料。冷却塔技术参数
1、噪声为标准测定值，距塔壁直径远，距基础1.5米高；
2、标准设计工况为湿球28℃,进水温度37℃出水32oC即水温降5℃时，逼近度4℃；
3、进水压力指接管点处水压，1Kgf/cm2=9.8×104Pa,因而本系列塔水压在0.2～0.49Kgf/cm2之间。
优点：
1、运行可靠、耐用、装配方便；
2、集水斗容量大，并装有手动、自动补水装置和排污、溢流管，*另行设计水池；
3、造价低，重量轻、风阻小、稳定性好；
4、塔体具有良好的稳定性和强度，能承受地震裂度8级，12级台风袭击。
用途：
适用于宾馆、医院、公用建筑及距居民区较近的场合。
冷却塔控制分析
1 风机节能控制器的分析
提出风机节能控制管理的目的，是实现风机运行闭环自动控制。根据生产的需要预先设定供水温度，由气候气象环境对水温的影响、系统换热条件的改变对水温的影响，用温感探头的实测值及时反应出来，较终通过调控降温设备的能耗来稳定供水温度，实现自控节能。
通常认为，“变频调速技术”是完成上述过程的理想方法。但变频调速技术在循环水冷却塔风机控制上的运用存在如下局限性和缺陷：
①“变频调速技术”可以做到很高的控温精度，但这在循环冷却水系统却不很重要。
②变频器自身的能量损耗（平均运行效率不足90%）影响节能效果。
③变速运行造成风扇叶片攻角改变（迎风角），风机脱离工作点运行使效率降低。
④电机脱离额定转速的低速运行，以及转速、扭矩、功耗之间的非线性关系，也使电机的运行效率大为降低。
⑤变频调速系统价格较为昂贵（每千瓦1000元左右），新建工程和老设备改造都需较大投入。
⑥设计上还必需考虑变频调速器运行在某些特定转速时的破坏性共振问题，和变频调速器产生强电磁污染对其它仪表的干扰等问题。
2 风机安全监控器分析
提出风机安全监控管理的目的，是为了自动检测出振动、油温、油位的变化数值，并进行显示和记录，同时对检测值**限的风机进行报警和停机，以求达到风机安全平稳运行的目的，减少甚至杜绝风机损坏事故的发生。根据现场管理的实际情况，确定了“风机振动”、“滑油油温”、“减速箱油位”3个参数是保证风机安全较重要的运行参数[3]。又确定了“测量范围”、“测量精度”、“巡检时间”等共15项设计参数进行研发制作。该系统于1993年9月在循环水场得到**试用，命名为“KR-939风机安全监控器”。
该系统运用了多参数组合探头技术、数字指令编码技术和计算机网络管理技术。三参数组合探头安装于风机减速箱泊尺固定座上，其探杆直接插入滑油中，将减速箱内的油温、泊位及设备振动值直接转换为电信号，并远传至控制室内的风机安全监控器。每台安全监控器可以用一条四芯电缆挂接8只组合探头，对8台风机的运行参数进行实时监控，同时完成数字显示。**限报警、**限停机等多相功能。经过了多次的试验和改型设计，已经成功运用于设备生产现场，各项参数达到了预定的设计要求。
3 实现计算机联网控制分析
上面介绍的两种测控系统，可以通过一条四芯通讯电缆（RS-422标准串行接口）与1台管理计算机连接，计算机可以是通用型PC机或工控机。当配备相应的组态化监控管理软件（DCS-900软件），即可与多台KR-933、KR-939监控器实现联网控制。与计算机联网后的风机监控器增加了如下功能：
①同时监控网内所有控制器的测量参数，实现综合管理。
②修改网内各控制器的设定参数。
③根据各控制器运行参数变化实现系统优化管理。
④进行历史数据及图形的记录，帮助分析，方便查询。
4 风机管理研究的效果分析
4.保证风机安全运行
根据现场经验，处于完好状态下的风机，其油温、油位、振动曲线的特征如下：
①油温曲线：从开、停机时刻起逐渐升、降，约1h左右变成一条近似直线的平滑曲线。
②泊位曲线：无论是否开机，都应近似一条水平的直线。
③振动曲线：开机状态下，围绕一条虚拟的直线作上下窄幅振荡的不规则曲线。
5 不足之处分析
5.1 大型风机不适合应用KR-933节能控制器
对于大功率少机组风机的循环水场，由于每开停1台风机，都会对水温产生很大的影响。因而，应用KR-933风机节能控制器无法正常稳定控制水温。如*六循环水场共有3台直径8.53m、功率160kW的风机，假设安装风机节能控制器，在设定温度速率允差。温度允差、执行周期等参数时，必然产生较大的矛盾，很难选择出适当的参数值，较终也达不到节能降耗的目的。这种情况下的风机管理，比较适合采用自动变频调速系统进行控制管理。也正在进行这方面的准备工作。
5.2 KR-939安全控制系统的油位测量技术还有待改进
KR-939安全监控器仍存在不足，其主要问题是油位监测，由于受恶劣条件的影响，较*出现热丝结垢、滑油含水造成断丝故障。若探头检修不及时，还需要进行人工上塔巡检实测。
加强风机的科学现代化管理，还应在现有的基础上不断改进。
逆流式施工安装要点
1）冷却塔安装过程中应注意防火，严禁在塔体及其邻近使用电焊（或气割）等明火，也不允许在场人员吸烟等。如动用明火，应采取相应的安全措施。
2）冷却塔基础应保持水平，要求支柱与基面垂直，各基面高差不**过±1mm。中心距允许
差 为±2mm。
3）塔体拼装时，螺栓应对称紧固，不允许强行扭曲安装，拼装后不得漏水、漏气。
4）冷却塔塔脚与基础预埋钢板需直接定位焊接，预埋钢板应水平、牢固。
5）冷却塔零部件在运输、存放过程中，其上不允许压重物，不得暴晒，且注意明火。
6）冷却塔进、出水管及补充水管应单独设置管道支架，避免将管道重量传递塔体。
7）风机叶片应妥善保管，防止变形。电机及传动件应上油，在室内存放。
8）为避免杂物进入喷嘴、孔口，组装前应仔细清理。
9）冷却塔安装完毕后，应清理管道、填料表面、集水盘等污垢及塔内遗物，并进行系统洗。
10）风机组装要求
（1）风机叶尖与风筒内壁径向间隙应保持均匀，其间隙为0.0075D（D 为风机直径）,但
较小间隙不应小于8mm；
（2） 叶片安装角度应一致；
（3）风机接线盒应密封、防腐；引线须下弯，以防水、汽进入盒内；
（4）检查风机转动是否平稳，声音是否正常，从塔**往下看叶片应顺时针旋转；
（5）试运转时，当电流**过额定电流时应立即停机，宜控制在0.90～0.95的额定值；
（6）安装完成后，用油布覆盖风机，以防脏物进入和日晒雨淋。
《中小型冷却塔选用及安装》02S106
应用流程：
逆流式冷却塔是水在塔内填料中，塔内的水从上到下，塔内的空气从下到上进行反流，这就是逆流式冷却塔。
冷却塔的三个阶段
将布水器送到塔内填料**，由于水温比较高，可以继续向空气传递热量。
2塔内的*的填料水与底部的热气进行交换，俗称逆流段。
3档填料达到底部的集水池，热水会被冷却变成冷水，逆流式的冷却塔比横流式的效率更高。
逆流式冷却塔的优点
1整套设备设计简单，配水系统通畅，整个配水过程不需要特别要求，并且不易堵塞。采用了淋水填料，防止老化和湿气回流。在温度比较低的地方，*采取抗冻措施。并且可以设计多台冷却塔同时使用。
2整套设备设计比较简单，操作比较简单。整套设备生产成本可以控制，通常会在一些大型的冷却循环水中使用。
冷却塔在使用过程中的保护注意事项
冷却塔的材料一般以碳钢、不锈钢和铜为主，其中碳钢材质的管板在作为冷却塔使用时，其管板与列管的焊缝经常出现腐蚀泄漏，泄漏物进入冷却水系统会造成污染环境及物料的浪费。
冷却塔在制作时，管板与列管的焊接一般采用手工电弧焊，焊缝形状存在不同程度的缺陷，如凹陷、气孔、夹渣等，焊缝应力的分布也不均匀。使用时管板部分与工业冷却水接触，而工业冷却水中的杂质、盐类、气体、微生物都会构成对管板和焊缝的腐蚀。研究表明，工业水无论是淡水还是海水，都会有各种离子和溶解的氧气，其中氯离子和氧的浓度变化，对金属的腐蚀形状起重要作用。另外，金属结构的复杂程度也会影响腐蚀形态。
针对冷却塔防腐问题，传统方法以补焊为主，但补焊易使管板内部产生内应力，难以消除，可能造成冷却塔管板焊缝再次渗漏。现西方国家多采用高分子复合材料的方法进行保护
圆形冷却塔采用逆流式气热交换技术。主体采用全钢结构，玻璃钢板护围，塔体设检修扶梯供塔**设备的正常维护管理。填料采用优质的改性PVC斜梯波片，以扩散淋水面积；通过旋转布水或管式布水方式，实现布水均匀，增强冷却效果。其形状为“圆形”，故名为圆形冷却塔。
工作原理：
圆形逆流式冷却塔的工作过程为例：热水自主机房通过水泵以一定的压力经过管道、横喉、曲喉、中心喉将循环水压至冷却塔的播水系统内，通过播水管上的小孔将水均匀地播洒在填料上面；干燥的低晗值的空气在风机的作用下由底部入风网进入塔内，热水流经填料表面时形成水膜和空气进行热交换，高湿度高晗值的热风从**部抽出，冷却水滴入底盆内，经出水管流入主机。一般情况下，进入塔内的空气、是干燥低湿球温度的空气，水和空气之间明显存在着水分子的浓度差和动能压力差，当风机运行时，在塔内静压的作用下，水分子不断地向空气中蒸发，成为水蒸气分子，剩余的水分子的平均动能便会降低，从而使循环水的温度下降。从以上分析可以看出，蒸发降温与空气的温度（通常说的干球温度）低于或**水温无关，只要水分子能不断地向空气中蒸发，水温就会降低。但是，水向空气中的蒸发不会无休止地进行下去。当与水接触的空气不饱和时，水分子不断地向空气中蒸发，但当水气接触面上的空气达到饱和时，水分子就蒸发不出去，而是处于一种动平衡状态。蒸发出去的水分子数量等于从空气中返回到水中的水分子的数量，水温保持不变。由此可以看出，与水接触的空气越干燥，蒸发就越*进行，水温就*降低。
材质：
玻璃钢、风机、电机、布水系统、斜梯波填料。冷却塔技术参数
1、噪声为标准测定值，距塔壁直径远，距基础1.5米高；
2、标准设计工况为湿球28℃,进水温度37℃出水32oC即水温降5℃时，逼近度4℃；
3、进水压力指接管点处水压，1Kgf/cm2=9.8×104Pa,因而本系列塔水压在0.2～0.49Kgf/cm2之间。
优点：
1、运行可靠、耐用、装配方便；
2、集水斗容量大，并装有手动、自动补水装置和排污、溢流管，*另行设计水池；
3、造价低，重量轻、风阻小、稳定性好；
4、塔体具有良好的稳定性和强度，能承受地震裂度8级，12级台风袭击。
用途：
适用于宾馆、医院、公用建筑及距居民区较近的场合。
冷却塔控制分析
1 风机节能控制器的分析
提出风机节能控制管理的目的，是实现风机运行闭环自动控制。根据生产的需要预先设定供水温度，由气候气象环境对水温的影响、系统换热条件的改变对水温的影响，用温感探头的实测值及时反应出来，较终通过调控降温设备的能耗来稳定供水温度，实现自控节能。
通常认为，“变频调速技术”是完成上述过程的理想方法。但变频调速技术在循环水冷却塔风机控制上的运用存在如下局限性和缺陷：
①“变频调速技术”可以做到很高的控温精度，但这在循环冷却水系统却不很重要。
②变频器自身的能量损耗（平均运行效率不足90%）影响节能效果。
③变速运行造成风扇叶片攻角改变（迎风角），风机脱离工作点运行使效率降低。
④电机脱离额定转速的低速运行，以及转速、扭矩、功耗之间的非线性关系，也使电机的运行效率大为降低。
⑤变频调速系统价格较为昂贵（每千瓦1000元左右），新建工程和老设备改造都需较大投入。
⑥设计上还必需考虑变频调速器运行在某些特定转速时的破坏性共振问题，和变频调速器产生强电磁污染对其它仪表的干扰等问题。
2 风机安全监控器分析
提出风机安全监控管理的目的，是为了自动检测出振动、油温、油位的变化数值，并进行显示和记录，同时对检测值**限的风机进行报警和停机，以求达到风机安全平稳运行的目的，减少甚至杜绝风机损坏事故的发生。根据现场管理的实际情况，确定了“风机振动”、“滑油油温”、“减速箱油位”3个参数是保证风机安全较重要的运行参数[3]。又确定了“测量范围”、“测量精度”、“巡检时间”等共15项设计参数进行研发制作。该系统于1993年9月在循环水场得到**试用，命名为“KR-939风机安全监控器”。
该系统运用了多参数组合探头技术、数字指令编码技术和计算机网络管理技术。三参数组合探头安装于风机减速箱泊尺固定座上，其探杆直接插入滑油中，将减速箱内的油温、泊位及设备振动值直接转换为电信号，并远传至控制室内的风机安全监控器。每台安全监控器可以用一条四芯电缆挂接8只组合探头，对8台风机的运行参数进行实时监控，同时完成数字显示。**限报警、**限停机等多相功能。经过了多次的试验和改型设计，已经成功运用于设备生产现场，各项参数达到了预定的设计要求。
3 实现计算机联网控制分析
上面介绍的两种测控系统，可以通过一条四芯通讯电缆（RS-422标准串行接口）与1台管理计算机连接，计算机可以是通用型PC机或工控机。当配备相应的组态化监控管理软件（DCS-900软件），即可与多台KR-933、KR-939监控器实现联网控制。与计算机联网后的风机监控器增加了如下功能：
①同时监控网内所有控制器的测量参数，实现综合管理。
②修改网内各控制器的设定参数。
③根据各控制器运行参数变化实现系统优化管理。
④进行历史数据及图形的记录，帮助分析，方便查询。
4 风机管理研究的效果分析
4.保证风机安全运行
根据现场经验，处于完好状态下的风机，其油温、油位、振动曲线的特征如下：
①油温曲线：从开、停机时刻起逐渐升、降，约1h左右变成一条近似直线的平滑曲线。
②泊位曲线：无论是否开机，都应近似一条水平的直线。
③振动曲线：开机状态下，围绕一条虚拟的直线作上下窄幅振荡的不规则曲线。
5 不足之处分析
5.1 大型风机不适合应用KR-933节能控制器
对于大功率少机组风机的循环水场，由于每开停1台风机，都会对水温产生很大的影响。因而，应用KR-933风机节能控制器无法正常稳定控制水温。如*六循环水场共有3台直径8.53m、功率160kW的风机，假设安装风机节能控制器，在设定温度速率允差。温度允差、执行周期等参数时，必然产生较大的矛盾，很难选择出适当的参数值，较终也达不到节能降耗的目的。这种情况下的风机管理，比较适合采用自动变频调速系统进行控制管理。也正在进行这方面的准备工作。
5.2 KR-939安全控制系统的油位测量技术还有待改进
KR-939安全监控器仍存在不足，其主要问题是油位监测，由于受恶劣条件的影响，较*出现热丝结垢、滑油含水造成断丝故障。若探头检修不及时，还需要进行人工上塔巡检实测。
加强风机的科学现代化管理，还应在现有的基础上不断改进。
逆流式施工安装要点
1）冷却塔安装过程中应注意防火，严禁在塔体及其邻近使用电焊（或气割）等明火，也不允许在场人员吸烟等。如动用明火，应采取相应的安全措施。
2）冷却塔基础应保持水平，要求支柱与基面垂直，各基面高差不**过±1mm。中心距允许
差 为±2mm。
3）塔体拼装时，螺栓应对称紧固，不允许强行扭曲安装，拼装后不得漏水、漏气。
4）冷却塔塔脚与基础预埋钢板需直接定位焊接，预埋钢板应水平、牢固。
5）冷却塔零部件在运输、存放过程中，其上不允许压重物，不得暴晒，且注意明火。
6）冷却塔进、出水管及补充水管应单独设置管道支架，避免将管道重量传递塔体。
7）风机叶片应妥善保管，防止变形。电机及传动件应上油，在室内存放。
8）为避免杂物进入喷嘴、孔口，组装前应仔细清理。
9）冷却塔安装完毕后，应清理管道、填料表面、集水盘等污垢及塔内遗物，并进行系统洗。
10）风机组装要求
（1）风机叶尖与风筒内壁径向间隙应保持均匀，其间隙为0.0075D（D 为风机直径）,但
较小间隙不应小于8mm；
（2） 叶片安装角度应一致；
（3）风机接线盒应密封、防腐；引线须下弯，以防水、汽进入盒内；
（4）检查风机转动是否平稳，声音是否正常，从塔**往下看叶片应顺时针旋转；
（5）试运转时，当电流**过额定电流时应立即停机，宜控制在0.90～0.95的额定值；
（6）安装完成后，用油布覆盖风机，以防脏物进入和日晒雨淋。
《中小型冷却塔选用及安装》02S106
应用流程：
逆流式冷却塔是水在塔内填料中，塔内的水从上到下，塔内的空气从下到上进行反流，这就是逆流式冷却塔。
冷却塔的三个阶段
将布水器送到塔内填料**，由于水温比较高，可以继续向空气传递热量。
2塔内的*的填料水与底部的热气进行交换，俗称逆流段。
3档填料达到底部的集水池，热水会被冷却变成冷水，逆流式的冷却塔比横流式的效率更高。
逆流式冷却塔的优点
1整套设备设计简单，配水系统通畅，整个配水过程不需要特别要求，并且不易堵塞。采用了淋水填料，防止老化和湿气回流。在温度比较低的地方，*采取抗冻措施。并且可以设计多台冷却塔同时使用。
2整套设备设计比较简单，操作比较简单。整套设备生产成本可以控制，通常会在一些大型的冷却循环水中使用。
冷却塔在使用过程中的保护注意事项
冷却塔的材料一般以碳钢、不锈钢和铜为主，其中碳钢材质的管板在作为冷却塔使用时，其管板与列管的焊缝经常出现腐蚀泄漏，泄漏物进入冷却水系统会造成污染环境及物料的浪费。
冷却塔在制作时，管板与列管的焊接一般采用手工电弧焊，焊缝形状存在不同程度的缺陷，如凹陷、气孔、夹渣等，焊缝应力的分布也不均匀。使用时管板部分与工业冷却水接触，而工业冷却水中的杂质、盐类、气体、微生物都会构成对管板和焊缝的腐蚀。研究表明，工业水无论是淡水还是海水，都会有各种离子和溶解的氧气，其中氯离子和氧的浓度变化，对金属的腐蚀形状起重要作用。另外，金属结构的复杂程度也会影响腐蚀形态。
针对冷却塔防腐问题，传统方法以补焊为主，但补焊易使管板内部产生内应力，难以消除，可能造成冷却塔管板焊缝再次渗漏。现西方国家多采用高分子复合材料的方法进行保护
