冷卻水塔

冷卻塔的基本工作原理及操作方法

冷卻塔是利用水和空氣的接觸，通過蒸發(fā)作用來散去工業(yè)上或制

冷空調(diào)中產(chǎn)生的廢熱的一種設(shè)備。工業(yè)生產(chǎn)或制冷工藝過程中產(chǎn)生的廢熱，一般要用冷卻水來導(dǎo)走。從江、河、湖、海等天然水體中吸取一定量的水作為冷卻水，冷卻工藝設(shè)備吸取廢熱使水溫升高，再排入江、河、湖、海，這種冷卻方式稱為直流冷卻。當(dāng)不具備直流冷卻條件時，則需要用冷卻塔來冷卻。冷卻塔的作用是將挾帶廢熱的冷卻水在塔內(nèi)與空氣進(jìn)行熱交換，使廢熱傳輸給空氣并散人大氣。

揚(yáng)州麥克維爾機(jī)械有限公司

一、冷卻塔工作基本原理

干燥（低焓值）的空氣經(jīng)過風(fēng)機(jī)的抽動后，自進(jìn)風(fēng)網(wǎng)處進(jìn)入冷卻

塔內(nèi)；飽和蒸汽分壓力大的高溫水分子向壓力低的空氣流動，濕熱(高焓值)的水自播水系統(tǒng)灑入塔內(nèi)。當(dāng)水滴和空氣接觸時，一方面由于空氣與不的直接傳熱，另一方面由于水蒸汽表面和空氣之間存在壓力差，在壓力的作用下產(chǎn)生蒸發(fā)現(xiàn)象，帶到目前為走蒸發(fā)潛熱，將水中的熱量帶走即蒸發(fā)傳熱，從而達(dá)到降溫之目的。

二、冷卻塔的工作過程

以圓形逆流式冷卻塔的工作過程為例：

熱水自主機(jī)房通過水泵以一定的壓力經(jīng)過管道、橫喉、曲喉、中

心喉將循環(huán)水壓至冷卻塔的播水系統(tǒng)內(nèi)，通過播水管上的小孔將水均勻地播灑在填料上面；干燥的低晗值的空氣在風(fēng)機(jī)的作用下由底部入風(fēng)網(wǎng)進(jìn)入塔內(nèi)，熱水流經(jīng)填料表面時形成水膜和空氣進(jìn)行熱交換，高濕度高晗值的熱風(fēng)從頂部抽出，冷卻水滴入底盆內(nèi)，經(jīng)出水管流入主機(jī)。

一般情況下，進(jìn)入塔內(nèi)的空氣、是干燥低濕球溫度的空氣，水和

空氣之間明顯存在著水分子的濃度差和動能壓力差，當(dāng)風(fēng)機(jī)運(yùn)行時，在塔內(nèi)靜壓的作用下，水分子不斷地向空氣中蒸發(fā)，成為水蒸氣分子，剩余的水分子的平均動能便會降低，從而使循環(huán)水的溫度下降。

從以上分析可以看出，蒸發(fā)降溫與空氣的溫度（通常說的干球溫度）低于或高于水溫?zé)o關(guān)，只要水分子能不斷地向空氣中蒸發(fā)，水溫就會降低。但是，水向空氣中的蒸發(fā)不會無休止地進(jìn)行下去。

當(dāng)與水接觸的空氣不飽和時，水分子不斷地向空氣中蒸發(fā)，但當(dāng)、

水氣接觸面上的空氣達(dá)到飽和時，水分子就蒸發(fā)不出去，而是處于一種動平衡狀態(tài)。蒸發(fā)出去的水分子數(shù)量等于從空氣中返回到水中的水分子的數(shù)量，水溫保持不變。由此可以看出，與水接觸的空氣越干燥，蒸發(fā)就越容易進(jìn)行，水溫就容易降低。

三、冷卻塔組成

（1）淋水填料

將需要冷卻的水（熱水）多次濺灑成水滴或形成水膜，以增加水

和空氣的接觸面積和時間，促進(jìn)水和空氣的熱交換。水的冷卻過程主要在淋水填料中進(jìn)行。

（2）配水系統(tǒng)

將熱水均勻分布到整個淋水填料上，熱水分布均勻與否，對冷卻

效果影響很大。如水量分配不均勻，不僅直接降低冷卻效果，也會造成部分冷卻水滴飛濺而飄逸到塔外。

（3）通風(fēng)設(shè)備

在機(jī)械通風(fēng)冷卻塔中利用通風(fēng)機(jī)產(chǎn)生預(yù)計的空氣流量，以保證要

求的冷卻效果。

（4）空氣分配裝置

利用進(jìn)風(fēng)口、百葉窗和導(dǎo)風(fēng)板等裝置，引導(dǎo)空氣均勻分布于冷卻

塔整個截面上。

（5）通風(fēng)筒

通風(fēng)筒的作用是創(chuàng)造良好的空氣動力條件，減少通風(fēng)阻力，并將

排出冷卻塔的濕熱空氣送往高空減少濕熱空氣回流。機(jī)械通風(fēng)冷卻塔的通風(fēng)筒又稱風(fēng)筒。風(fēng)筒式自然通風(fēng)冷卻塔的通風(fēng)筒起通風(fēng)和將濕熱空氣送往高空的作用。

（6）除水器

將排出濕熱空氣中所攜帶的水滴與空氣分離，減少逸出水量損失

和對周圍環(huán)境的影響。

（7）塔體

冷卻塔的外部圍護(hù)結(jié)構(gòu)，機(jī)械通風(fēng)冷卻塔和風(fēng)筒式自然通風(fēng)冷卻

塔的塔體是封閉的，起到支撐、維護(hù)和組織合適氣流的功能；開放式冷卻塔的塔體沿塔高做成開敞的，以便自然風(fēng)進(jìn)入塔體。

（8）集水池

設(shè)于冷卻塔下部，匯集淋水填料落下的冷卻水，有時集水池還具

有一定的儲備容積，起調(diào)節(jié)流量作用。

（9）輸水系統(tǒng)

進(jìn)水管將熱水送到配水系統(tǒng)，進(jìn)水管上設(shè)置閥門，以調(diào)節(jié)冷卻塔

的進(jìn)水量，出水管將冷卻后的水送往用水設(shè)備或循環(huán)水泵。在集水池還裝設(shè)補(bǔ)充水管、排污管、溢流管、放空管等，必要時還可在多臺冷卻塔之間設(shè)連通管。

（10）其他設(shè)施

包括檢修門、檢修梯、走道、照明、電氣控制、避雷裝置以及必

要時設(shè)置的飛行障礙標(biāo)志等，有時為了測試需要還設(shè)置冷卻塔測試部件。

上述各種部件的不同組合，構(gòu)成各種形式和用途的冷卻塔：開放

點(diǎn)滴式冷卻塔、風(fēng)筒式自然通風(fēng)冷卻塔、抽風(fēng)（或鼓風(fēng)）逆流式冷卻塔、抽風(fēng)橫流式冷卻塔等。

四、冷卻塔的適用范圍

工業(yè)生產(chǎn)或制冷工藝過程中產(chǎn)生的廢熱，一般要用冷卻水來導(dǎo)走。

冷卻塔的作用是將挾帶廢熱的冷卻水在塔內(nèi)與空氣進(jìn)行熱交換，使廢熱傳輸給空氣并散入大氣中。

例如：火電廠內(nèi)，鍋爐將水加熱成高溫高壓蒸汽，推動汽輪機(jī)做

功使發(fā)電機(jī)發(fā)電，經(jīng)汽輪機(jī)作功后的廢汽排入冷凝器，與冷卻水進(jìn)行熱交換凝結(jié)成水，再用水泵打回鍋爐循環(huán)使用。這一過程中乏汽的廢熱傳給了冷卻水，使水溫度升高，挾帶廢熱的冷卻水，在冷卻塔中將熱量傳遞給空氣，從風(fēng)筒處排入大氣環(huán)境中。

冷卻塔應(yīng)用范圍：主要應(yīng)用于空調(diào)冷卻系統(tǒng)、冷凍系列、注塑、

制革、發(fā)泡、發(fā)電、汽輪機(jī)、鋁型材加工、空壓機(jī)、工業(yè)水冷卻等領(lǐng)域，應(yīng)用最多的為空調(diào)冷卻、冷凍、塑膠化工行業(yè)。

五、冷卻塔的安裝參考

（一）環(huán)境選擇

1、應(yīng)避免裝于防水通道、易反射音量的高墻，應(yīng)裝于屋頂或空氣

流通的地方。

2、兩臺或以上冷卻塔并用時，應(yīng)注意塔身間距。

3、不應(yīng)安裝在四面有外墻或密不透風(fēng)的地方，并應(yīng)注意塔身與外

墻間距。

4、應(yīng)避免安裝有煤煙及灰塵較多的地方，防上面堵塞膠片。

5、應(yīng)遠(yuǎn)離廚房及鍋爐房等到較熱的地方。

（二）安裝要點(diǎn)

1、基礎(chǔ)應(yīng)水平不能傾斜，冷卻塔中心線垂直于水平面，否則影響

布不及電機(jī)工作。

2、對于175t以上的冷卻出入水管應(yīng)調(diào)協(xié)支座。

3、當(dāng)兩臺或以上菜用水泵時，應(yīng)在不盆之間加一平衡水管。

4、循環(huán)出入水接駁，宜用避震喉連接。

5、冷卻塔斯社風(fēng)機(jī)葉片應(yīng)與塔壁間隙一致，決不允許兩面三刀側(cè)

間隙相差太大發(fā)現(xiàn)問題及時解決。

6、電機(jī)及減速器要定期檢修，減速器應(yīng)檢查油位。

（三）啟動檢查

1、所有螺絲是否緊塔內(nèi)是否有雜物。

2、風(fēng)扇及淋水系統(tǒng)轉(zhuǎn)動是否順暢。

3、 檢查電源與馬達(dá)電壓是否一致。

4、皮帶組合安裝是否正確。

5、開啟補(bǔ)水閥將水盆及水管完全注滿，水位低于滿水喉25mm。

6、起動時，先于水泵、后開風(fēng)機(jī)，檢查風(fēng)向、及風(fēng)量，及時調(diào)整

直至達(dá)到要求為止。

7、停止時，先停風(fēng)機(jī)后停水泵。

（四）運(yùn)行檢查

1、保持水塔內(nèi)清潔，定期做水質(zhì)處理。

2、運(yùn)行約60h后，須重新檢查皮帶拉力確保正常。

3、齒輪減速箱油位及運(yùn)行150h后須更換潤滑油。

六、冷卻塔選型的依據(jù)

通常選用冷卻塔是根據(jù)其制冷量而定，空調(diào)制冷系統(tǒng)冷卻塔的循

環(huán)水量，由制冷機(jī)的制冷能力、冷卻水進(jìn)出口水溫差而定，通常所指的進(jìn)出口水溫差是指標(biāo)準(zhǔn)工況下設(shè)計的。即進(jìn)水溫度為37℃ 、出水溫度為32℃、濕球溫度為28℃。

當(dāng)冷卻塔所在地區(qū)濕球溫度不是標(biāo)準(zhǔn)工況，進(jìn)出水溫也變化時，

其逼近度（逼近度為出水溫度與濕球溫度之差）也將變化。如在北京地區(qū)，濕球溫度為26.4℃、進(jìn)水溫度為35℃、出水溫度為 29.5℃，其逼近度為3℃。

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??；

反之，逼近度越大，其冷卻能力越大。標(biāo)準(zhǔn)型100水噸冷卻塔在逼近度為4度時；可冷卻水100噸，在逼近度為3度時，只可冷卻水量85噸，而要冷卻100噸水量時，冷卻塔必須選擇標(biāo)準(zhǔn)型125噸冷卻塔。

七、冷卻塔的正確操作方法

冷卻塔雖然是空調(diào)制冷系統(tǒng)中的附屬設(shè)備，但它卻擔(dān)負(fù)著散發(fā)整

個系統(tǒng)所吸收的總熱量的重要任務(wù)因此，對冷卻塔的操作正確與否，直接關(guān)系到整個空調(diào)系統(tǒng)的制冷效果和節(jié)能。由于以上談到的冷卻塔的誤操作比較普遍，并且從開機(jī)到關(guān)機(jī)的整個過程都存在，所以其危害極大，應(yīng)引起有關(guān)操作人員和管理人員的高度重視。

冷卻塔正確的操作方法和要求是：

（1）冷卻塔的使用臺數(shù)與機(jī)組的開啟臺數(shù)相匹配。

（2）關(guān)閉不開風(fēng)機(jī)的冷卻塔的進(jìn)、出水閥，防止冷卻水在不使用

的塔中流過。

（3）臨時增開的冷卻塔風(fēng)機(jī)，在關(guān)掉該風(fēng)機(jī)后，千萬不要忘記關(guān)

閉該塔的進(jìn)、出水閥，

（4）每班開機(jī)后均要檢查冷卻塔的運(yùn)行情況．發(fā)現(xiàn)未開風(fēng)機(jī)的冷

卻塔有冷卻水經(jīng)過．都要及時關(guān)閉該塔進(jìn)出水閥，將托水盤水位調(diào)節(jié)好空調(diào)系統(tǒng)的冷凝器、蒸發(fā)器、螺桿式冷水機(jī)，有的機(jī)組裝有電動閥，但電動閥容易出故障、失靈，故應(yīng)加強(qiáng)檢查，確保系統(tǒng)正常、正確運(yùn)行制冷過程實(shí)際上是一個熱交換過程。冷水機(jī)組的熱交換較之窗式、分體式、柜式空調(diào)復(fù)雜，前者為間接制冷，后者為直接制冷。

八、冷卻塔的噪聲治理

聲源分析：冷卻塔大量應(yīng)用于城市賓館、飯店、商場、寫字樓等

冷卻水循環(huán)系統(tǒng)，同時在石油、化工、發(fā)電、冶金等工業(yè)企業(yè)中廣泛使用。

冷卻塔噪聲源由以下幾部分組成：1）風(fēng)機(jī)進(jìn)排氣噪聲；2）淋水

噪聲；3）風(fēng)機(jī)減速器和電動機(jī)噪聲；4）冷卻塔水泵、配管和閥門噪聲。

由于冷卻風(fēng)機(jī)的工作產(chǎn)生了旋轉(zhuǎn)噪聲、渦旋噪聲和機(jī)械噪聲。它

們的噪聲頻譜均具寬頻帶特性。它的噪聲值不很大，但它穿透力強(qiáng)。對四周圍居民及建筑均會構(gòu)成影響，同時也是其他噪聲源的形成原因之一。其中，主要是風(fēng)機(jī)運(yùn)行進(jìn)排氣噪聲和淋水噪聲，風(fēng)機(jī)通過進(jìn)排氣口和塔體向外輻射噪聲。排氣口噪聲比進(jìn)氣口噪聲高約5-10 dB（A），其頻譜特性是以低頻為主的連續(xù)譜，屬低頻噪聲。循環(huán)熱水從淋水裝置下落時，與塔底接水盤中的積水撞擊產(chǎn)生的淋水聲，屬高頻噪聲，淋水聲的大小與淋水高度有關(guān)，和單位時間的水流量有關(guān)。冷卻塔整體噪聲為以低頻為主的連續(xù)譜，沒有突出的噪聲風(fēng)值，一般在31.5~2000Hz之間，噪聲級約為55~85dB（A）。

治理方法：1、控制冷卻塔進(jìn)出風(fēng)口噪聲，根據(jù)情況選用消聲器和

隔聲屏障等不同降噪設(shè)備。2、控制塔體淋水噪聲，根據(jù)不同情況采用隔聲間和隔聲屏障等不同降噪設(shè)備。3、控制集水盤落水噪聲，根據(jù)情況采用消聲水墊和落水消聲器等不同降噪設(shè)備。4、控制冷卻塔振動，采用減振器和橡膠軟接等減振設(shè)備。

特別注意：在冷卻塔噪聲治理的同時，要根據(jù)實(shí)地情況充分考慮

冷卻塔的運(yùn)行通風(fēng)需求，保證降噪設(shè)備安裝后不能影響冷卻塔的運(yùn)行。

九、冷卻塔維護(hù)及保養(yǎng)知識

冷卻塔維護(hù)保養(yǎng)：冷卻塔的維護(hù)保養(yǎng)工序分三個階段，即停機(jī)后

的清洗保養(yǎng)，開機(jī)前的檢查調(diào)試，正式開機(jī)運(yùn)行中的巡視檢查。

（一）冷卻塔停機(jī)后的清洗、保養(yǎng)

1、散水系統(tǒng)

① 檢查冷卻塔主水管、分水管、噴頭有無破損松動，及時時行修

補(bǔ)、固定。徹底清除布水管及噴頭內(nèi)部的污物，以保證水管暢通，噴頭布水均勻。

② 徹底沖洗冷卻塔水盤及出水過濾網(wǎng)罩，避免水垢污物積存堵住

管道。清洗完畢應(yīng)打開泄水閥門，放盡水盤內(nèi)積水，以免凍壞。

③ 檢查水盤、塔腳是否漏水，如有漏點(diǎn)，及時補(bǔ)膠。

2、散熱系統(tǒng)

① 清洗冷卻塔所有換熱材（填料），徹底清除掉熱材表面、孔間

的水垢污物，保證換熱材的潔凈。拆裝換熱材時行修補(bǔ)更換。裝填時注意布放緊密，不留間隙。

② 清洗擋水簾、消音毯，去除污物。對破損處進(jìn)行修補(bǔ)更換。擋

水簾碼放時要求緊密，防止漂水。將冷卻塔充水，檢查是否漏水（特別是塔體連接處），若漏則更換密封件。

3、傳動系統(tǒng)

① 電機(jī)：檢查電機(jī)的接線端子是否完好，電機(jī)轉(zhuǎn)動是否正常，電

機(jī)接絲盒作密封，電機(jī)軸承加油潤滑，電機(jī)外殼重新噴漆。長期停機(jī)，建議業(yè)主每個月至少運(yùn)轉(zhuǎn)電機(jī)3個小時，保持電機(jī)線圈干燥，并潤滑軸承表面。

② 減速機(jī)：檢查減速機(jī)轉(zhuǎn)動是否正常，如有異聲，立即更換減速

機(jī)軸承。

③ 皮帶、皮帶輪：調(diào)節(jié)頂絲，松開皮帶，延長皮帶使用壽命。檢

查皮帶有無破損、裂紋，必要時建議業(yè)主更換新皮帶。校核皮帶輪，馬達(dá)架水平度，緊固松動螺栓，有銹蝕螺栓予以更換。

④ 風(fēng)扇：清洗扇葉表面污物，檢查扇葉角度，扇葉與風(fēng)胴間隙，

并進(jìn)行調(diào)整。

4、塔體外觀

① 對風(fēng)胴、塔、入風(fēng)導(dǎo)板進(jìn)行徹底清洗，保證外觀清潔美觀。

② 重新緊固各部位螺栓，并更換生銹螺栓。

③ 檢查塔體外觀有無破損、裂紋，及時予以修補(bǔ)。

④ 檢查塔體壁板立縫處是否嚴(yán)密，必要時重新刷膠修補(bǔ)。

5、冷卻塔附件

① 檢查自動補(bǔ)水裝置--浮球有無損壞、工作是否正常。發(fā)現(xiàn)異常及

時修理、更換。

② 對冷卻塔鐵件螺栓重新緊固、更換生銹螺栓，對銹蝕鐵件新刷

漆。

③ 檢查進(jìn)、出水管，補(bǔ)水管的塔體法蘭盤有無破損、漏水、冷卻

塔清洗保養(yǎng)完畢，建議業(yè)主用彩條圍擋布將冷卻塔風(fēng)胴包裹密封，以防雜物進(jìn)入冷卻塔內(nèi)部。

（二）冷卻塔開機(jī)前的檢查、調(diào)式

① 去掉風(fēng)胴遮擋，調(diào)節(jié)頂絲，調(diào)整皮帶松緊程度。

② 認(rèn)真檢查冷卻塔傳動系統(tǒng)的電機(jī)、減速機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)是否正常。

③ 檢查清理冷卻塔水盤、過濾網(wǎng)處污物，放水檢查水盤，塔腳的

密閉性，調(diào)整浮球位置，使水盤水位符合使用要求。

④ 調(diào)整扇葉角度，測度電機(jī)電流，使其達(dá)到最佳工況標(biāo)準(zhǔn)。

⑤ 調(diào)節(jié)冷卻塔進(jìn)、出水閥門，使冷卻塔水流量達(dá)到要求。要求具

備，正式開機(jī)。

（三）冷卻塔運(yùn)行中的巡視、檢查

① 定期巡視檢查運(yùn)行中的冷卻塔，征求用戶意見，了解冷卻塔使

用情況。

② 認(rèn)真測試?yán)鋮s塔進(jìn)、出水溫度、電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)電流等技術(shù)數(shù)據(jù)。

③ 仔細(xì)檢查電機(jī)、減速機(jī)等傳動裝置的運(yùn)轉(zhuǎn)狀況。檢查布水系統(tǒng)

的實(shí)際工況。

④ 發(fā)現(xiàn)故障，立即處理。

十、冬季密閉式冷卻塔注意事項(xiàng)

為了防止銅管（散熱器）和散布水的凍結(jié)，請注意下面幾點(diǎn)：

在密閉式冷卻塔循環(huán)水中加入不凍液、或在配管中加入輔助防凍電熱器；可以防止循環(huán)水的凍結(jié)。

密閉式冷卻塔在循環(huán)水中加不凍液后，凍結(jié)溫度下降，不容易

凍結(jié)。不凍液的濃度越高，凍結(jié)溫度越下降，但是熱傳導(dǎo)率會下降，所以，在冷卻塔選型時要注意；還有如有漏水，補(bǔ)充水時會稀釋不凍液，而使凍結(jié)溫度上升，請注意。

密閉式冷卻塔的循環(huán)水泵運(yùn)行時，防凍電熱器加熱，水不會凍結(jié)。如果有循環(huán)水泵停止的場合，就另外需要輔助循環(huán)水泵，這里我們建議使用整套防凍器（包括輔助循環(huán)水泵、防凍電熱器、配管）。

密閉式冷卻塔的循環(huán)水系統(tǒng)設(shè)置3方向閥門，在循環(huán)水通過旁通管來控制容量的場合，如果增加旁通管的流量，會降低銅管內(nèi)的流速，就是有負(fù)荷時也可能會產(chǎn)生凍結(jié)。請設(shè)定冷卻塔最小循環(huán)水量。

密閉式冷卻塔為了防止散水水泵和散水配管的凍結(jié)，請使用防凍電熱器，來保持下部水槽的溫度。

十一、密閉式冷卻塔使用其他注意事項(xiàng)：

 運(yùn)行、操作、作業(yè)前必須閱讀操作維修說明書，請遵守禁止事項(xiàng)、作業(yè)要領(lǐng)；

運(yùn)行時絕對不要進(jìn)入冷卻塔內(nèi)。并不要爬到塔體上部；

送風(fēng)機(jī)有可能運(yùn)行時，絕對不要去碰送風(fēng)機(jī)；

防凍電熱器會發(fā)熱，請不要用手去碰；

請不要飲用冷卻塔的水，進(jìn)入眼睛時請立即沖洗。作業(yè)后，請漱口、洗手；

塔體各部貼有警告標(biāo)貼、注意標(biāo)貼，請遵守標(biāo)貼記載的內(nèi)容。

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