成都冷却塔-成都金元冷却塔制造厂的施工技术方案.doc

金元冷却设备 冷却塔技术方案

冷却塔技术方案

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冷却塔产品大全 ——金元冷却设备
设计说根据配套冷却塔设备的有关技术要求， 公司10SHN型方形钢混结构逆流式机力通风冷却塔。
10SHN系列方形钢混结构逆流式机力通风冷却塔是专为大型工业循环水系统配套的新型冷却塔，该塔汇集了最先进的冷却塔设计理念，集国内外冷却塔行业最新技术为一体，并对塔型进行优化设计，使该设备完全适合化工、冶金、电力及机械等各行业工业循环水系统选用。
1、设计依据
中国石化集团洛阳石油化工工程公司冷却塔数据表。
相关国家标准和规范。
2、设计原则
2.1 以稳定运行为前提，采用可靠的冷却塔设计工艺和自动控制技术。
2.2 采用成熟可靠的新技术、新材料、新工艺及新设备，做到安全可靠、技术先进、经济合理。
2.3严格遵循环境保护、消防、安全卫生有关法律法规，确保安全生产。
3、设计范围
招标文件规定的机械通风冷却塔的工艺设计、部件设计、土建基本设计（供设计院审核稿）以及冷却塔供货范围内相关的仪表、电气设计资料。
4、设计工况及工艺参数
详见：《冷却塔数据表》。
5、冷却塔工艺设计
5.1总体概况
安装在室外，项目设计总循环水量12000m3/h，单塔处理水量为4000 m3/h，3台一组。单间塔平面基础尺寸为18200mm×18200mm，组合尺寸54600mm×18200mm，塔总高14.8 m（自塔底水池顶层梁梁顶算起）。。
塔体采用大跨度混凝土框架结构，塔体围护板采用玻璃钢板。塔群一侧设一上下塔钢楼梯，方便塔顶设备的正常维护管理。
5.2设计特点说明
根据招标技术要求，本次投标采用逆流式钢混结构机力通风冷却塔，我公司提供的应标设备在设计上具有以下特点：
（1）高标准的热力性能设计
该塔工艺设计采用CTI颁布的权威软件“CTIToolkit”进行设计，并按GB7190.2-1997中的方法进行校核。在系统中均留有一定的设计余量，充分保证了该塔在不利气象条件和冲击负荷下的正常使用。
（2）与现场协调统一的整塔外观设计
为使冷却塔外观与周围环境协调统一，我公司将根据业主提供的厂区整体规划要求并提出塔体外观设计方案供业主审查。
为了有效避免自由排水方式带来的塔面板残留污渍现象，保持塔体美观，本设计方案采用塔顶平台内排水技术，将塔顶的积水集中由塔内排水系统排放。这种处理方式，投资不大但美观实用。
（3）可靠的塔体零部件设计
——冷却塔风机、电机
本项目中，风机采用上海尔华杰机电装备公司（原上海化机二厂）产品，并对风机提出了高标准的配置要求；电机配套采用佳木斯/南阳防爆电机厂生产的防爆电机（防护等级IP55，F级，防爆等级dIIBT4）。从而有效保证风机的整体性能。
——其它部件，详见本投标文件产品介绍部分。
（4）非金属化设计
在冷却塔设计中，设备的防腐问题是塔质量保证的一个重要环节，一座大型的钢混结构塔其混凝土部分寿命一般可达50年左右，塔内部件的防腐性能的优劣直接影响到塔的整体性能，本标设备对塔内部件尽量采用非金属化设计，如填料、喷头、收水器、配水管等皆为塑料材料；风筒等部件则采用玻璃钢产品，配水系统的悬吊件均为不锈钢件，提高塔体部件的抗腐蚀性能。尽管这些塑料及玻璃钢构件的使用寿命也只有20～25年左右，但期间不需要人工维护保养，可达到一劳永逸的效果，而且节约了维修费用，是冷却塔防腐技术发展的必然趋势。
（5）全面的安全、环保、节能设计
——安全设计
配套风机采用上海尔华杰机电装备公司（原上海化机二厂）产品，并对配套厂商提出了高标准的技术要求，如采用了等力矩制作的轮毂和叶片，实现风机叶片可互换等，确保冷却塔运行时的唯一动部件稳定工作。
冷却塔运行监控仪的采用能及时对冷却塔运行过程中振动过量、油温及油位进行实时监控，自动预警或强行断电，以确保设备和人身安全。
在设计中设置飞轴限位装置，使事故发生时传动轴的位移得到有效控制。
——环保设计
超低飘水损失——该冷却塔采用了高效弧形收水器，该收水器收水效率按循环水量计其飘水损失可达0.001%以下，仅为国标允许值的十分之一，大大节水的同时超低的飘水对周围环境几乎没有影响。
进风口防溅水——为了有效减少进风口处向塔外溅水，进风口侧填料梁进行尖端处理；为防止自然风的影响，塔内设置纵、横间隔板；对进风侧水池顶层梁采取下沉500mm设计，塔下水池池壁外扩1650mm，使淋水外溅的现象可以得到彻底的解决。
——全天候运行设计
紫外线对玻璃钢部件的侵害较为严重，在玻璃钢表面带色胶衣的选择上采用了抗紫外线、抗老化性能优越的美国亚什兰胶衣树脂。
为保证冷却塔在冬季正常运行，本次设计提供全方位的防冻设计。详见本投标文件【防冻设计】一节。
——人性化设计
关键部位的警示性标记，确保安全操作。
总之，通过精心设计，使冷却塔塔群具有外形美观、性能可靠、全天候运行、长寿命、低故障率、低维修率的先进水平。
6、结构部分
6.1结构型式：
冷却塔采用大跨度混凝土框架结构，玻璃钢围护板。整体结构经过优化设计，在满足规范要求的前提下，梁柱截面较小，对降低塔体内的风阻力，提高塔体的冷却效果，有比较明显的作用。鉴于风机在运行过程中处在低频振动状态，采用现浇钢筋混凝土框架结构可使结构本身具有良好的整体刚度，从而可以有效地抵御由运行过程中振动的影响以及地震区的地震作用。
6.2塔群两端各设一上下塔楼梯，以方便塔顶设备的正常维护管理和消防要求。玻璃钢动能回收型风筒上设快开型检修门，检修门具有良好的密封性能并易于拆卸，检修门上所有金属件均采用不锈钢材质，塔内设风机检修平台及塔体部件检修通道。
7、环保、消防及职业安全
7.1 填料、收水器、布水管等塔体材料，均为阻燃型，阻燃氧指数≥30。
7.2 冷却塔设风机运行监控仪。
7.3建议设置现场电机操作柱，可实现紧急情况下的冷却塔及时开停机。
7.4 关键部位的警示性标记，确保操作安全。
7.5 建议在冷却塔塔顶平台内设置小型灭火器。
8、节水
8.1 冷却塔采用高效收水器，减少飘水损失。
8.2 精细的防溅水设计，减少溅水损失。
8.2 循环水补充水和排污水量应根据季节调整，减少补充水总量。

9、执行的设计规范及标准顺序
9.1 现行国家标准要求。
9.2 招标要求，包括CTI技术要求。
9.3 招标方及业主提出的特殊要求及说明。
9.4 其它规范及行业标准。

2、10SHN型冷却塔特点介绍
根据成都华锦化工（集团）有限责任公司乙烯原料工程所需配套机力通风逆流式冷却塔招标文件中的的技术要求，本次投标选用我公司10SHN型钢混结构逆流式冷却塔。
Ø 本投标方案中汇集了我公司多年设计、制造大型冷却塔的经验，集国内外冷却塔行业最新技术为一体；
Ø 通过对设备各部件及整体的优化设计，实现了气流流场流线化、低能耗运行、超低飘水损失、高质量的机力通风设备、
Ø 奉献给业主一套外形美观、性能可靠、全天候运行、长寿命、低故障率、低维修率的具有国内领先水平的冷却塔塔群。
10SHN-4500×4冷却塔
该塔通过使用已经实践检验的性能优越的塔体构件，经国家权威机构实塔检测，各项性能指标均达到或超过国家标准GB7190.2―1997《大型玻璃纤维增强塑料冷却塔》的规定。我公司生产的大型10SHN系列冷却塔以其优越的性能，优良的品质，广泛应用于电力、冶金、石化及机械等各行业工业循环水系统。
1．整体设计
本方案采用方形逆流式钢混结构机械通风冷却塔，本方案中在塔群一侧设置检修梯，以方便塔顶设备的正常维护管理。
塔体采用大跨度混凝土框架结构及围护墙板，塔内梁柱端面设计和空间布置在充分保证设备整体强度和稳定性的前提下，充分考虑到布水均匀性和配风低阻力的要求。
冷却塔作为循环水站的大型标志性设备，本方案对其外形设计力求美观大方，与周围建筑和谐布局：
Ø 根据周围建筑及设备的布置特点，采用水灰色为主色调（可按业主提供的更为详细的总体布置资料或业主要求进行调整），外观典雅大方；
2．节能导风装置——动能回收型风筒
迥转型动能回收型风筒
本方案采用玻璃钢材质迥转型动能回收型风筒，该风筒充分利用了气体流场均化理论，结合工程实践经验和实测数据而设计，内壁曲线采用椭圆曲线，与采用直线的自然扩散型风筒相比较，该风筒消除了气流脱壁现象，缩小了涡流区，使风筒中心负压区面积大幅缩小，出风口断面风速分布趋于均化，经实际应用检测，该风筒动能回收值大于30%。
树脂含量45-55%，固化度≥85%，巴氏硬度≥35，弯曲强度≥196MPa。风筒外表面喷涂抗紫外线和抗老化的美国亚什兰进口的胶衣树脂，抗紫外线等级为5级、具有外形美观、耐老化、耐腐蚀、不龟裂、不褪色等特点。
风筒采用模压工艺成型，外表面为含光稳定剂的光滑胶衣树脂层，内表面涂树脂两遍，经压模处理保持较高光洁度以减少阻力。风筒采用T型大端面空腹加强筋，应力集中段和联接端埋有预制件以保证风机整体强度和运行强度，风筒紧固件采用不锈钢螺栓，正常使用条件下，风筒使用寿命不低于30年。
风筒内壁与风机叶尖之间距离将影响到风机工作的气动效率，我公司将该距离控制在30±5mm（国标GB9170.2―1997《大型玻璃纤维增强塑料冷却塔》规定：安装间隙e = 0.005D±10mm），优于国家标准。
针对风荷载较大地区，本设计中充分考虑到此影响，为防止由此带来的风筒变形，风筒采用加强型设计，风荷载设计值超过690Pa，风筒检修门在结构上进行加强处理，充分保证了风筒在不利自然条件下的安全使用。
3．高质量的机力通风设备——风机

玻璃钢轴流风机

设计选用“上海尔华杰机电设备制造有限公司”生产的L92型风机，实塔应用表明该风叶具有效率高、流量大、风压适宜，气动性能特性曲线与实测数据对比吻合度高的特点。
风机叶片外形设计采用国际上较先进的ARAD翼型，其特点：流量大，效率高，噪音低。
叶片由高强度环氧玻璃钢模压而成，具有强度高，重量轻，耐腐蚀，使用装拆方便等优点，每片叶片成型后，均进行大力矩测量，确保每台风机的叶片大力矩互差不大于2.45NM。
减速器技术性能
减速器为直角和螺旋型，标准符合AGMA Class1。服务系数2.0，符合CTISTD-111标准。减速器为2级齿轮传动，第一级是一对螺旋锥齿轮，第二级为圆柱斜齿轮。齿轮所采用的材料为钛合金钢，经渗碳淬火处理，保证齿轮具有很高的耐磨性和抗冲击能力。减速器输入轴采用机械密封结构，输出轴采用迷宫密封。
每台减速器外部有油位计量显示器及放空管，排油管线。减速器端部设有视镜观察窗口及油温、振动报警一次仪表接口。
这类减速器专门匹配L92型风机，轴承能做到在L-10标准下的最小8000小时工作。减速器在运输前内部盛有防锈油。在运行时齿轮和轴承为飞溅润滑。
风机是冷却塔设备中的重要部件，其性能的优劣将直接影响到冷却塔的热工性能，因此在风机的选择上对配套厂家进行严格的要求，在系统中的一些关键部件中我公司特别要求配套厂家进行局部处理，采用性能更为优越、稳定的进口产品，为业主提供高质量的通风设备，为冷却塔设备的安全长期稳定运行奠定了基础。
冷却塔产生震动的震源几乎百分之八十以上都来自传动轴，为减小在突发事件时产生“飞轴”现象对塔体造成更为严重的破坏，本次设计增设飞轴限位装置，使事故发生时传动轴的移动得到控制。
4．电机
风机配套电机采用佳木斯/南阳防爆电机厂产品。
技术要求：
1） 绝缘等级：F级；
2） 防护等级：IP55；
3） 防爆等级dIIBT4。
4） 电力条件：10000V/50Hz/3Ph；
5） 电机功率：185KW；
6） 配备辅助电加热系统；
7） 电动机前后端轴承各设一个PT-100测温元件，以确保安全运行，PT-100为三线制。
5.冷却塔的安全运行——风机运行监控系统
² 概况说明：根据招标文件对风机系统安全监控的要求，我公司选配的KR―939SB3型风机安全监控装置，该装置是一个一体化三参数组合探头，安装在减速箱油孔内，其探杆直接插入齿轮油中，将减速箱内的油温、油位及振动信号直接转换成DC4～20mA标准电流信号，远传至主控室内的DCS系统，对减速箱的油温、油位及振动实时监控。
² 技术指标：
（1） 油温测量范围：0～100℃ 油温测量综合误差：±3℃
（2） 油位测量范围：-10～40mm（0mm为减速箱正常油位下限处）
（3） 油位测量综合误差：±5mm
（4） 风机振动测量范围：0～20mm/s 振动测量综合误差：±1mm/s
（5） 振动测量特性：（X、Y、Z三个正交方向指标相同）
（6） 输出特性：DC/4～20mA
（7） 探头供电特性：DC/24V±2V/200mA（内设电压极性反接保护）
（8） 环境特性：环境温度范围-20～80℃，环境湿度范围0～100%
（9） 外形结构：不锈钢全封闭防水结构
² 技术特点：
Ø 特点1：实时监控油温、油位、振动三项指标；
Ø 特点2：信号远传距离优于1000m；
Ø 特点3：一次信号经征集处理后远传主控室；
Ø 特点4：自成体系或与计算机系统联网；
Ø 特点5：可与强电联锁，自动预警或停机。
6．超低飘水损失——高效收水器
采用我公司新开发的高效低阻加筋弧形收水器，收水器片采用改性PVC材料挤拉成型，在收水器的片材中添加了进口碳黑等改性剂，大大提高了片材的抗紫外线、抗老化和机械性能。片材厚度δ≥0.8±0.05mm，该收水器是在原弧形收水器的设计基础上增加了阻水筋，避免了弧形收水器存在的二次飘水现象，从而使收水效率（以循环水量计）较常规收水器提高了一个数量级。该收水器具有收水效率高、气流阻力小、强度高、不变形、安装维修方便、使用寿命长、阻燃性好等优点。
经国家权威检测部门现场测试表明该收水器收水效率按循环水量计其飘水损失可达0.001%以下，仅为国标允许值的十分之一，达到国外同类产品先进水平。在2.8m/s风速条件下，通风阻力损失约为0.8mmH2O，低于国外产品。加筋弧形收水器采用挤拉成型，PVC材质专用承插连接件连接，其具有良好使用强度和整体刚性，使用寿命长，正常使用条件下，其使用寿命可达15年。

7．配水系统
本方案采用管式配水系统三溅式低压防松喷头，配水管线采用下喷技术支状配水。设计中主管及支管下部装有喷头以防止停车时管道积水和运行时管道污泥沉淀。使配水管道不存在污泥沉淀的情况，避免了配水管道进行人工清洗的麻烦。
本方案中配水管采用防腐性能优越的UPVC管道，该管道具有耐寒、耐压、耐磨、耐腐蚀、阻燃、水流阻力小、结构简单可靠的特点。当夏季水温达50℃，塑料配水管不软化变形；冬季环境温度在－40ºC条件下不冻裂脱落；长年在无阳光直接辐射的湿热环境下工作，耐老化期可达20年以上。
管道内壁光滑，水流阻力小，可以减少水中污物在管道中的沉淀。管道的安装方式采用悬吊与支撑相结合的方式，吊挂件全部采用不锈钢件。该安装方式即保证了配水管安装的可靠、稳定性，同时减少了采用全搁置式时配管下支撑梁影响配水均匀的缺点。
设计中每台塔的配水均相对独立，允许一格或两格冷却塔单元停水，而不影响其余冷却塔单元的正常运行。
本方案采用下喷方式，三溅式防松喷头布水，喷头材质为ABS塑料一次注塑成型，喷头与配水管采用法兰连接，强度高使用寿命长。该喷头布水均匀，工作水压低（喷头出口正常工作压力仅需0.6mH2O），压力适应范围大，不易堵塞。由于其带有经特殊设计的锁紧防松装置可使其与布水管连接牢固，不脱落，可保证配水系统长期安全运行。正常使用条件下，喷头使用寿命10年。
我公司采用的管式配水系统，三溅防松喷头布水的设计对水力负荷具有较高的适应性，实塔运行表明，该系统在运行负荷达到150%时仍可正常工作，运行负荷低至40%时整塔布水均匀性不受任何影响，大大提高了设备运行的安全性和可靠性。
塔内喷头布置时适当内缩，减少了溅洒到塔壁上的水量，同时在塔壁上装有导流板，塔进风口上沿在混凝土浇注时制成一条凹痕，在塔运行时可阻断壁流水外涎（如右图），大大减少了冷却塔的壁流量。
8．淋水填料
材质：改性PVC；
填料片基片厚度：0.40±0.05mm；
双梯波薄膜填料
成型工艺：全自动真空吸塑；
制造、检验标准：DL/T 742－2001《冷却塔塑料部件技术条件》。
技术特点：
Ø 特点1：高效低阻——经多次技术改进的波形使填料具有更大的比表面积，有效延长了水滴在填料段的停留时间，水气热交换更加充分，与目前市场上广泛应用的填料相比，在热工性能相当的前提下，该填料气流阻力约低8～20%；
Ø 特点2：优越的阻燃性能——阻燃氧指数≥40；
Ø 特点3：亲水憎油性能优越、耐温差变化及耐湿热老化性能优异——在65℃条件下时不发生几何变形，在-40℃条件下不破碎、不脆裂；
Ø 特点4： 组装块强度高——填料片采用专用粘接剂粘接，粘接率不低于95%， 填料块平压强度≥3000N/m2，粘接24小时后的剪切强度大于3.3Mpa。

（填料上平安装示意图）
（填料下平安装示意图）

本方案中填料安装采用下沉方式（如上图），与填料上平方式（如上图）
相比，不仅塔高有一定程度的下降，而且由图可明显看出，上平方式在与进风面相垂直的梁后有较大的涡流区（一般影响深度为1～1.5h，其中h为梁高），而下平设计方案中由于填料架的阻风面积很小明显减小，使气流更加通畅，塔内配风更加均匀。
9．填料托架
在冷却塔结构上采用新型材料，原有填料支撑架由型钢焊接而成，现改为玻璃钢挤拉型材，具有轻质高强、耐腐蚀性优良等特点。

我公司选用的玻璃钢填料托架，其主要物理力学性能如下表
性 能
指 标
拉伸强度
≥350MPa
弯曲强度
≥450MPa
巴氏强度
≥55
试验荷载
高度58mm
10KN/m2
破坏荷载
高度58mm
20KN/m2
热水老化（100℃）
弯曲强度保留率85%
使用寿命
≥30年
性能特点：强度大，安全系数高，通风阻力小。使用寿命长，重量轻，安装方便。
10．玻璃钢构件
我公司生产的聚脂玻璃钢产品的固化度为81.64%（国标值：≮80%），弯曲强度273MPa（国标值：≮147 MPa），巴柯氏硬度为60（国标值：≮35），结构层树脂含量为45.78%（国标值：≮45），塔体外表面上直径3～5mm的气泡在1m2范围内不超过3个，表面气泡最大直径不大于5mm，原辅材料采用189#耐水、耐高温树脂(为常州市华润复合材料有限公司优质产品)，表面采用防老化、抗紫外线性能卓越的进口胶衣树脂（美国亚什兰胶衣）产品，玻璃钢制品表面均匀，色泽均匀，长久使用不褪色龟裂。经国家级权威机构检测其各项理化性能指标均达到或超过国家标准《GB7190.2-1997》的规定，玻璃钢构件保证使用寿命30年。

11．检修通道
本方案塔内部设检修通道，以便于塔内部设备和部件的检修。检修平台及通道材质为不锈钢及FRP玻璃钢挤拉型材组合件，冷却塔内设快开型检修门，检修门上所有金属件采用不锈钢材质。
12．冷却塔防腐
本方案塔内受力部件如齿轮箱底座、电机底座及检修走道材质皆为碳钢型材，其腐蚀问题是塔质量保证的一个重要环节，我公司为保证质量，所有出厂钢质构件均须经酸洗除锈→水洗→碱洗除油→水洗→表面磷化→涂环氧富锌底漆→涂厚浆型沥青中间漆→涂厚浆型环氧沥青面漆这一套严格的防腐措施进行处理，钢构件使用寿命不低于30年。
在钢构件加工好以后，我公司对所有出厂冷却塔先进行试安装，并请甲方人员监督、验收，这样可避免由于设计或加工过程中的疏忽而造成的现场切割，从而导致施工过程中对钢构件防腐层的破坏。试装合格后对各部件标记，再进行防腐处理。
13、冷却塔冬季防冻
根据本项目所在地辽宁盘锦气象条件，冬季累年极端最低气温达-37.9℃，冷却塔在冬季运行中存在一定的冰冻隐患。冷却塔的产生冰冻情况主要有以下方面：
壁流水沿进风窗上沿流下时在混凝土横梁下产生的冰凌；
壁流水沿进风口立柱流下时在混凝土立柱两侧产生的冰柱；
化冰管设计不当使淋水沿管壁流下在管周围产生的冰凌；
配水系统设计不当使塔在冬季停车时管道内积水，造成管道冻裂；
经填料冷却后的循环水由于温度较低，在靠近进风窗侧与外界冷空气接触，或者由于配水不匀，造成局部淋水密度小、水温降大，在填料中及填料架下产生的冰冻现象；
集水池由于长期停用而又没有必要的排空防冻措施产生的冰冻；
进风侧集水池顶层梁设计不合理，造成冷却塔雨区淋水淋在梁上从而溅落到水池外，造成塔周围结冰；
收水器效果不好，造成飘水严重，飘滴在塔平台上及周围结冰。
如果冷却塔设计不当，将对冷却塔的正常运行及工厂环境和安全造成一定影响，因此本方案在冷却塔中采取有针对性的设计，可完全避免该现象的发生，通过以下措施防止冷却塔冬季冰冻现象的发生：
（1）．在冷却塔的结构设计时，进风窗上沿混凝土横梁下部进行尖端处理，防止壁流水外涎；
（2）．从进水总管上引出热水支管至塔内配水系统的下部（两侧进风口处），并设置控制阀门，冬季运行时开启，增大边区淋水密度，使进风口处的填料下部无法结冰；
（3）．设计中配水系统主管及支管下部装有喷头以防止停车时管道积水和运行时管道污泥沉淀。使配水管道不存在污泥沉淀的情况，避免了配水管道进行人工清洗的麻烦，同时消除了停车时配水管冰冻的隐患；
（4）．冷却塔的上水管亦设有放空阀门和旁通管，冬季冷却塔停运时可将管内存水放空或根据需要使循环水直接进入冷却塔水池；
（5）．本设计中采用可短时反转风机，当塔进风口存在冰幕时，使塔内气流反向流动，利用塔内热空气消除冰幕；
（6）．在水池设计时充分考虑到水池放空的需要设放空管，当冷却塔冬季停用时将此管阀门打开使塔内无积水；
（7）．在冷却塔水池设计中，对进风侧水池顶层梁采取下沉500mm设计，池壁外扩1650mm，使淋水外溅的现象可以得到彻底的解决；
（8）．设计中我公司采用高效弧形收水器，收水效率大大高于其他形式产品使出塔空气的含湿量较低，解决了塔顶及结冰现象；
（9）．填料支撑采用加强型设计，考虑到结冰的可能，设计承载能力按1000kg/m3取值；
（10）．冷却塔冬季运行操作建议：循环水温≮15℃，塔内淋水密度≮14m3/（m2•h）。
另外我公司将派专业的技术人员对冷却塔操作人员进行专门的冬季操作技术培训，从根本上解决冷却塔冬季运行的冰冻问题。
14．其他
（1）本方案根据国家有关规范的规定，在冷却塔的每个风筒上部设置了避雷环，以保证冷却塔安全可靠的运行。
15．节能降耗
冷却塔的运行费用是冷却塔投资的一项非常重要的组成部分，所以冷却塔设计时充分考虑到运行时的能耗显得尤为重要。
Ø 本方案中由于采用了填料下沉、优化的配水系统和塔型设计，低压喷头的应用等一系列冷却塔设计的先进技术，可使循环泵的供水扬程较常规设计下降1.5m以上，使冷却塔运行费用大大降低，经济效益明显。
Ø 由于设计中采用我公司新型技术的弧型高效低阻加筋弧形收水器，使设备的收水效率大大提高（按循环水量计的飘水损失仅为国标值的十分之一）的同时，使设备对周围环境的影响大大改善。在冷却塔设备中收水效率的高低还直接影响到风机叶片的使用寿命。风机叶片长期工作在高湿度的水蒸气环境中，叶尖以60～70m/s的线速度切割湿热空气，空气中水蒸气的含量越大（即收水器的收水效率越低）对风机叶片的损害越大，实际应用表明：冷却塔设备中以循环水量计的收水效率每降低一个数量级，则叶片的使用寿命可提高2～3年（叶片的正常使用寿命为10～13年左右），经济效果显著。
16．总结
综上所述，我公司设备具有以下特点：
Ø 根据周围建筑及设备的布置特点设计设备色调，外观典雅大方；
Ø 高效动能回收型风筒的使用，动能回收值超过30%，节约了电能；
Ø 风筒紧固件采用不锈钢材质；
Ø 高质量通风设备的应用；
Ø 设置飞轴限位装置，使事故发生时传动轴的移动得到有效控制；
Ø 采用新型高效低阻加筋弧形收水器的应用，使冷却塔飘水率仅为循环水量的十万分之一，此值仅为国标允许值的1/10，按单台塔循环水量Q=4000t/h、全年运行8400小时计算，全年可节约用水量为：3024吨。并且平均使风机使用寿命大大延长；；
Ø 采用了管式配水系统三溅式防松型专利喷头喷淋，布水均匀；
Ø 系统设计低水阻，操作弹性大，其循环水量可在额定水量4000m3/h的40%～150%工况下安全可靠运行。
Ø 填料片基片采用能源部常州勤业塑料厂优质改性PVC甲级新料；
Ø 填料下平安装方式使塔内气流流场更加均匀；
Ø 玻璃钢部件表层采用了美国亚什兰带色胶衣，可长期抵御紫外线的侵害，产品不龟裂，并可长时间保持产品鲜艳的颜色；
Ø 本方案在填料的热力特性的取值、风机风量和配用电机的功率上均留有一定的裕度，充分保证了该塔在不利气象条件和冲击负荷下的正常使用。

3、冷却塔原材料及外配件厂家

系 统
名 称
供应厂家
说 明
塔

体
玻璃钢树脂
常州华润复合材料
有限公司
采用国家船检局认可的优质耐酸不饱和聚脂树脂,该厂产品获国家“银质奖”,是目前国内较好的品牌。
玻璃纤维布
常州建材二五三厂
部优产品,具有不燃、耐腐蚀 、耐高温、高强度绝缘等优点。
胶 衣

美国亚什兰
彩色胶衣树脂，其色种内含有U.V.S.光稳定剂，抗紫外线照射，色泽美观、明亮、耐老化、不易褪色
钢结构件
常州市国栋商贸有限公司
材料选用马钢、武钢等优质钢材, 钢结构件经我公司酸洗除锈→水洗→碱洗除油→水洗→表面磷化→涂环氧富锌底漆→涂厚浆型沥青中间漆→涂厚浆型环氧沥青面漆等三道的防腐工艺，防腐能力特别强。
塔 芯
淋水填料
常州市双辉制冷设备
有限公司
冷却塔采用双梯波填料，由我公司生产的优质改性P.V.C片真空吸塑而成，具有亲水性好、散热性好，风阻小的特点。
填料支撑架
(中美合资)常州科顺复合材料有限责任公司
大型钢结构冷却塔原有的填料支撑架是由型钢焊接而成,我们现在改为挤拉型材。具有轻质 高强，耐腐蚀性能好等特点。
通

风
风 机
上海尔华杰机电装备制造有限公司
(原上海化工机械二厂)
所配风机为高效机翼型玻璃钢风机，它具有风量大、风阻小、效率高的特点。风机叶片采用空腹叶片技术生产，具有表面形体稳定、结构强度高，叶片不易吸湿失去平衡发生振动等优点。减速箱壳体材质为HT200，叶轮材质为高强度环氧玻璃钢。
电 机
佳木斯/南阳防爆
配用YB系列高压防爆户外型电动机，防护等级为IP55，绝缘等级为F级，防爆等级为dIIBT4，具有高效、振动小、噪声低等特点。

系 统
名 称
供应厂家
说 明
除 水
收水器
常州市双辉制冷设备有限公司
采用新型高效低阻加筋弧形收水器，材质为PVC，耐汽水性能好，经久耐用，漂水损失小于0.001％。
配 水
管式布水
常州双辉制冷设备有限公司
采用固定式管式配水方式，布水管材质UPVC，悬吊件采用不锈钢。配水管线采用下喷技术枝状配水，该系统在运行负荷达到150%时仍可正常工作，运行负荷低至40%时整塔布水均匀性不受影响；
选用A.B.S材质的低压三溅式喷头、 配水均匀、无中空现象。
连接
螺 栓
常州沪常紧固件公司
螺栓连接件采用镀锌螺栓，关键部位采用不锈钢螺栓。
监测
油温、油位、振动三参数组合探头
北京科热测控技术股份有限公司
监测冷却塔风机的运行，准确提供冷却塔风机的故障数据，可及时对风机进行维修。

4、投标冷却塔工艺设计计算书
一、热力计算：
1、 热力性能计算方法：
按照GB7190.2-1997《大型玻璃纤维增强塑料冷却塔》规定，用焓差法进行计算，采用辛普逊近似积分计算公式计算。
2、 由招标文件中提供的冷却塔工艺参数及气象参数：
2.1工艺参数
进塔水温 t1=40℃ 出塔水温 t2=30℃
单台冷却水量 Q=4000m3/h
2.2气象参数
干球温度 θ=27.5℃ 湿球温度 τ=24.9℃
大气压 P=1016.3mbar
t1 Cwdt
t2 i″- i
计算公式
(1)
=
K·βxv·V
1000·Q
N=

式中：βxv ——填料容积散质系数 kg /m3 .h
V ——淋水填料总体积 m3
Q ——单塔处理水量 m3 /h
t1 t2 ——进出塔水温 ℃
I ——冷却塔淋水装置中的空气焓 KJ/Kg
I″——与I对应饱和空气焓 KJ/Kg
K ——蒸发水量带走的热量系数
t2
586-0.56(t2-20)

(2)
K=
1-

交换数辛普逊近的积计算公式
1
i1″- i2
Cw△t
6·K
(3)
(
+
4
im″- im
+
)
1
i2″- i1
Ω=

式中:
t ——进出水的温度差℃
I1″- I2 ——进水温度下的饱和空气焓与排出塔的空气焓的差 KJ/Kg
Im″- Im ——进出水平均温度下的饱和空气焓与进出水平均空气焓的差 KJ/Kg
I2″- I1 ——出水温度下的饱和空气焓与进入塔内的空气焓的差 KJ/Kg
Cw ——水的比热 4.1868KJ/Kg·℃
进塔空气相对湿度
(4)
ψ=
Pτ″-0.000662 PO(θ-τ)
Pθ″

式中: θ ——空气干球温度 ℃
τ ——空气湿球温度 ℃
Pθ″ ——干球温度时的饱和空气的水蒸气分压 Kpa
Pτ″ ——湿球温度时的饱和空气的水蒸气分压 Kpa
PO ——大气压力 Kpa
饱和水蒸气分压力按下列计算:
1000
73.16
-
2.0057173-3.142305
+
)
1000
T
T
(
lgP″=

（5）
(373.16-T)
0.0024804
-
8.2lg
373.16
T
T

式中:

P″——饱和空气的蒸气分压Kpa
T ——绝对温度T=(273.16+t)K
+
+
进塔干空气密度γ1 kg /m3
r=
ψPθ″
461.5(273+θ)
(Po-ψPθ″)×1000
287.14(273+θ)

（6）

式中: Po, Pθ″同上
进塔空气焓I1 KJ/Kg
i1=1.006θ+0.622(2500+1.858θ)
ψPθ″
Po-ψPθ″
（7）

式中: Po, Pθ″同上
出塔空气焓I2 KJ/Kg
（8）
Cw△t
K·λ
i2= i1+

式中: K、 Cw、△t、 I1同上
温度为t时的饱和空气焓I1″KJ/Kg
（9）
Pt″
Po-ψPt″
i″=1.006t+0.622(2500+1.858t)

淋水段的风速、重量风速、淋水密度计算式如下
V=G/3600·F (10)
gk=r·V (11)
q=Q/F (12)
式中：V——淋水段风速m/s
F——淋水段面积m2
gK——淋水段重量风速kg / m2 .s
q——淋水密度T/ m2 .h
4.1、根据选定“上海尔华杰机电装备制造有限公司（原上海化工机械二厂）”生产的L92型风机，作为空气动力匹配。
具体条件如下：
风量G=2730000m3/h
4.2设计选定塔型为方形逆流式钢混结构冷却塔，单塔平面尺寸18.2m×18.2m。
4.3淋水填料选定梯形波填料，填料高度1.5m。
4.4计算结果
项 目 名 称
工 艺 参 数
塔结构形式
逆流式钢混结构
塔型号
10SHN-4000
数量 台
3
单塔处理水量 m3/h
4000
总处理水量 m3/h
12000
进塔水温 ℃
40
出塔水温 ℃
30
干球温度 ℃
27.5
湿球温度 ℃
24.9
大气压 mbar
1016.3
单塔平面基础尺寸 m
18.2×18.2
风机类别
玻璃钢轴流
传动方式
齿轮箱卧式
单塔风机直径 mm
φ9140
叶轮转速 r/min
127
设计选用风量 m3/h
2730000
配用电机功率 KW
185
填料类别
双梯波
填料高度 m
1.5
收水器型式
弧形加筋
漂水损失
≤0.001%
相对湿度ψ
81%
湿空气容重γ kg/m3
1.16
淋水密度 q m3/( m2.h)
12.08
气水比 λ
0.79
设计交换数N
1.518
设计容积散质系数βxv
13567
单塔进水管 DN
900
喷头形式
三溅式喷头（ABS）
热力性能评价
本设计中采用梯形波填料，该填料由水科院提供的性能方程如下：
N=1.855λ0.615
βxv=3710g0.584q0.355
式中：N——填料具有的冷却数
λ——气水比
βxv ——填料的容积散质系数
g ——重量风速 kg /m2 .s
q ——淋水密度 m3/ m2.h
在选定的设计工况条件下，淋水填料的性能值为：
N=1.611
βxv=15928kg/m3 .h
填料具有的性能值与工艺计算值之比为：K=15928/13567=1.1
上述计算结果表明，塔的热力性能是可以保证的，并有一定的设计余量。
二、空气动力计算
1、 填料阻力
梯型波填料其阻力性能方程：
P/γ=AVm
式中△P———阻力，Pa/N/m3
γ———空气密度，Kg/m3
在设计工况条件下，淋水填料装置的阻力值为60.13Pa
根据我公司冷却塔测试研究中心对同类冷却塔实测资料，
设计工况条件下：10SHN-4000型冷却塔其余各部分总阻力为45.82Pa。
2、 风机动压Pa
10SHN-4000型冷却塔选用风机直径φ91