冷却塔的基本工作原理及操作方法

冷却塔的基本工作原理及操作方法2018-01-17冷却塔是利用水和空气的接触，通过蒸发作用来散去工业上或制冷空调中产生的废热的一种设备。

工业生产或制冷工艺过程中产生的废热，一般要用冷却水来导走。

从江、河、湖、海等天然水体中吸取一定量的水作为冷却水，冷却工艺设备吸取废热使水温升高，再排入江、河、湖、海，这种冷却方式称为直流冷却。

当不具备直流冷却条件时，则需要用冷却塔来冷却。

冷却塔的作用是将挟带废热的冷却水在塔内与空气进行热交换，使废热传输给空气并散人大气。

一、冷却塔工作基本原理干燥（低焓值）的空气经过风机的抽动后，自进风网处进入冷却塔内；饱和蒸汽分压力大的高温水分子向压力低的空气流动，湿热(高焓值)的水自播水系统洒入塔内。

当水滴和空气接触时，一方面由于空气与不的直接传热，另一方面由于水蒸汽表面和空气之间存在压力差，在压力的作用下产生蒸发现象，带到目前为走蒸发潜热，将水中的热量带走即蒸发传热，从而达到降温之目的。

二、冷却塔的工作过程以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顶部抽出，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）低于或高于水温无关，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，蒸发就越容易进行，水温就容易降低。

三、冷却塔组成（1）淋水填料将需要冷却的水（热水）多次溅洒成水滴或形成水膜，以增加水和空气的接触面积和时间，促进水和空气的热交换。

水的冷却过程主要在淋水填料中进行。

（2）配水系统将热水均匀分布到整个淋水填料上，热水分布均匀与否，对冷却有一定的储备容积，起调节流量作用。

（9）输水系统进水管将热水送到配水系统，进水管上设置阀门，以调节冷却塔的进水量，出水管将冷却后的水送往用水设备或循环水泵。

在集水池还装设补充水管、排污管、溢流管、放空管等，必要时还可在多台冷却塔之间设连通管。

（10）其他设施包括检修门、检修梯、走道、照明、电气控制、避雷装置以及必要时设置的飞行障碍标志等，有时为了测试需要还设置冷却塔测试部件。

上述各种部件的不同组合，构成各种形式和用途的冷却塔：开放点滴式冷却塔、风筒式自然通风冷却塔、抽风（或鼓风）逆流式冷却塔、抽风横流式冷却塔等。

四、冷却塔的适用范围工业生产或制冷工艺过程中产生的废热，一般要用冷却水来导走。

冷却塔的作用是将挟带废热的冷却水在塔内与空气进行热交换，使废热传输给空气并散入大气中。

例如：火电厂内，锅炉将水加热成高温高压蒸汽，推动汽轮机做功使发电机发电，经汽轮机作功后的废汽排入冷凝器，与冷却水进行热交换凝结成水，再用水泵打回锅炉循环使用。

这一过程中乏汽的废热传给了冷却水，使水温度升高，挟带废热的冷却水，在冷却塔中将热量传递给空气，从风筒处排入大气环境中。

冷却塔应用范围：主要应用于空调冷却系统、冷冻系列、注塑、制革、发泡、发电、汽轮机、铝型材加工、空压机、工业水冷却等领域，应用最多的为空调冷却、冷冻、塑胶化工行业。

五、冷却塔的安装参考（一）环境选择1、应避免装于防水通道、易反射音量的高墙，应装于屋顶或空气流通的地方。

2、两台或以上冷却塔并用时，应注意塔身间距。

3、不应安装在四面有外墙或密不透风的地方，并应注意塔身与外墙间距。

4、应避免安装有煤烟及灰尘较多的地方，防上面堵塞胶片。

5、应远离厨房及锅炉房等到较热的地方。

（二）安装要点1、基础应水平不能倾斜，冷却塔中心线垂直于水平面，否则影响布不及电机工作。

2、对于175t以上的冷却出入水管应调协支座。

3、当两台或以上菜用水泵时，应在不盆之间加一平衡水管。

4、循环出入水接驳，宜用避震喉连接。

5、冷却塔斯社风机叶片应与塔壁间隙一致，决不允许两面三刀侧间隙相差太大发现问题及时解决。

6、电机及减速器要定期检察院修，减速器应检查油位。

（三）启动检查1、所有螺丝是否紧塔内是否有杂物。

2、风扇及淋水系统转动是否顺畅。

3、检查电源与马达电压是否一致。

4、皮带组合安装是否正确。

5、开启补水阀将水盆及水管完全注满，水位低于满水喉25mm。

6、起动时，先于水泵、后开风机，检查风向、及风量，及时调整直至达到要求为止。

7、停止时，先停风机后停水泵。

（四）运行检查1、保持水塔内清洁，定期做水质处理。

2、运行约60h后，须重新检查皮带拉力确保正常。

3、齿轮减速箱油位及运行150h后须更换润滑油。

六、冷却塔选型的依据通常选用冷却塔是根据其制冷量而定，空调制冷系统冷却塔的循环水量，由制冷机的制冷能力、冷却水进出口水温差而定，通常所指的进出口水温差是指标准工况下设计的。

即进水温度为37℃、出水温度为32℃、湿球温度为28℃。

当冷却塔所在地区湿球温度不是标准工况，进出水温也变化时，其逼近度（逼近度为出水温度与湿球温度之差）也将变化。

如在北京地区，湿球温度为26.4℃、进水温度为35℃、出水温度为 29.5℃，其逼近度为3℃。

逼近度直接影响冷却塔的制冷量，逼近度越小，其冷却能力越小；反之，逼近度越大，其冷却能力越大。

标准型100水吨冷却塔在逼近度为4度时；可冷却水100吨，在逼近度为3度时，只可冷却水量85吨，而要冷却100吨水量时，冷却塔必须选择标准型125吨冷却塔。

七、冷却塔的正确操作方法冷却塔虽然是空调制冷系统中的附属设备，但它却担负着散发整个系统所吸收的总热量的重要任务因此，对冷却塔的操作正确与否，直接关系到整个空调系统的制冷效果和节能。

由于以上谈到的冷却塔的误操作比较普遍，并且从开机到关机的整个过程都存在，所以其危害极大，应引起有关操作人员和管理人员的高度重视。

冷却塔正确的操作方法和要求是：（1）冷却塔的使用台数与机组的开启台数相匹配。

（2）关闭不开风机的冷却塔的进、出水阀，防止冷却水在不使用的塔中流过。

（3）临时增开的冷却塔风机，在关掉该风机后，千万不要忘记关闭该塔的进、出水阀，（4）每班开机后均要检查冷却塔的运行情况．发现未开风机的冷却塔有冷却水经过．都要及时关闭该塔进出水阀，将托水盘水位调节好空调系统的冷凝器、蒸发器、螺杆式冷水机，有的机组装有电动阀，但电动阀容易出故障、失灵，故应加强检查，确保系统正常、正确运行制冷过程实际上是一个热交换过程。

冷水机组的热交换较之窗式、分体式、柜式空调复杂，前者为间接制冷，后者为直接制冷。

八、冷却塔的噪声治理声源分析：冷却塔大量应用于城市宾馆、饭店、商场、写字楼等冷却水循环系统，同时在石油、化工、发电、冶金等工业企业中广泛使用。

冷却塔噪声源由以下几部分组成：1）风机进排气噪声；2）淋水噪声；3）风机减速器和电动机噪声；4）冷却塔水泵、配管和阀门噪声。

由于冷却风机的工作产生了旋转噪声、涡旋噪声和机械噪声。

它们的噪声频谱均具宽频带特性。

它的噪声值不很大，但它穿透力强。

对四周围居民及建筑均会构成影响，同时也是其他噪声源的形成原因之一。

其中，主要是风机运行进排气噪声和淋水噪声，风机通过进排气口和塔体向外辐射噪声。

排气口噪声比进气口噪声高约5-10 dB（A），其频谱特性是以低频为主的连续谱，属低频噪声。

循环热水从淋水装置下落时，与塔底接水盘中的积水撞击产生的淋水声，属高频噪声，淋水声的大小与淋水高度有关，和单位时间的水流量有关。

冷却塔整体噪声为以低频为主的连续谱，没有突出的噪声风值，一般在31.5~2000Hz之间，噪声级约为55~85dB（A）。

治理方法：1、控制冷却塔进出风口噪声，根据情况选用消声器和隔声屏障等不同降噪设备。

2、控制塔体淋水噪声，根据不同情况采用隔声间和隔声屏障等不同降噪设备。

3、控制集水盘落水噪声，根据情况采用消声水垫和落水消声器等不同降噪设备。

4、控制冷却塔振动，采用减振器和橡胶软接等减振设备。

特别注意：在冷却塔噪声治理的同时，要根据实地情况充分考虑冷却塔的运行通风需求，保证降噪设备安装后不能影响冷却塔的运行。

九、冷却塔维护及保养知识冷却塔维护保养：冷却塔的维护保养工序分三个阶段，即停机后的清洗保养，开机前的检查调试，正式开机运行中的巡视检查。

（一）冷却塔停机后的清洗、保养1、散水系统①检查冷却塔主水管、分水管、喷头有无破损松动，及时时行修补、固定。

彻底清除布水管及喷头内部的污物，以保证水管畅通，喷头布水均匀。

②彻底冲洗冷却塔水盘及出水过滤网罩，避免水垢污物积存堵住管道。

清洗完毕应打开泄水阀门，放尽水盘内积水，以免冻坏。

③检查水盘、塔脚是否漏水，如有漏点，及时补胶。

2、散热系统①清洗冷却塔所有换热材（填料），彻底清除掉热材表面、孔间的水垢污物，保证换热材的洁净。

拆装换热材时行修补更换。

装填时注意布放紧密，不留间隙。

②清洗挡水帘、消音毯，去除污物。

对破损处进行修补更换。

挡水帘码放时要求紧密，防止漂水。

将冷却塔充水，检查是否漏水（特别是塔体连接处），若漏则更换密封件。

3、传动系统①电机：检查电机的接线端子是否完好，电机转动是否正常，电机接丝盒作密封，电机轴承加油润滑，电机外壳重新喷漆。

长期停机，建议业主每个月至少运转电机3个小时，保持电机线圈干燥，并润滑轴承表面。

②减速机：检查减速机转动是否正常，如有异声，立即更换减速机轴承。

③皮带、皮带轮：调节顶丝，松开皮带，延长皮带使用寿命。

检查皮带有无破损、裂纹，必要时建议业主更换新皮带。

校核皮带轮，马达架水平度，紧固松动螺栓，有锈蚀螺栓予以更换。

④风扇：清洗扇叶表面污物，检查扇叶角度，扇叶与风胴间隙，并进行调整。

4、塔体外观①对风胴、塔、入风导板进行彻底清洗，保证外观清洁美观。

②重新紧固各部位螺栓，并更换生锈螺栓。

③检查塔体外观有无破损、裂纹，及时予以修补。

④检查塔体壁板立缝处是否严密，必要时重新刷胶修补。

5、冷却塔附件①检查自动补水装置--浮球有无损坏、工作是否正常。

发现异常及时修理、更换。

②对冷却塔铁件螺栓重新紧固、更换生锈螺栓，对锈蚀铁件新刷漆。

③检查进、出水管，补水管的塔体法兰盘有无破损、漏水、冷却塔清洗保养完毕，建议业主用彩条围挡布将冷却塔风胴包裹密封，以防杂物进入冷却塔内部。