玻璃钢冷却塔结构设计范

第一章概述

随着工业和民用需水量的越来越多，循环使用水资源成为一项有效的节水措施，世界各国都在竞相发展各种类型的冷却塔，以往的冷却塔都采用木‘钢’和钢筋混凝土结构，但木材易腐蚀，资源少，浪费大，很早就淘汰了，钢筋结构冷却塔的围护钢板容易生锈，至令没有找到好的维护方法：钢筋混凝土的耐久性显然好些，但其存在建造周期长，模板耗量大，占地面积大，施工困难，投资高等缺点，因此，研究新结构材料冷却塔便成为节水工程中的一个大热点。

玻璃钢具有耐腐蚀，强度高，质量轻，易成型及性能可以根据使用条件进行设计等优点，用来制作冷却塔可以使塔体小、占地面积小、耗电低、造型美观、冷效高、耐腐蚀、使用寿命长及安装方便和造价低等。很好的解决了冷却塔技术中的一系列难题，从而实现了工厂化生产，现场快速安装，大大缩短了冷却塔的建造周期。玻璃钢冷却塔，钢筋混凝土冷却塔和木结构冷却塔的比较[1]。

表1-1 玻璃钢冷却塔与其他材质冷却塔的比较

表1-1充分说明了玻璃钢冷却塔的优越性。目前我过循环水量在1000m3/h以内机械通风塔，几乎全部被玻璃钢冷却塔代替；就是循环水量在2000-4000m3/h的大型钢筋混凝土冷却塔也开始被玻璃钢冷却塔所取代。

目前国内外对玻璃钢冷却塔的研究，主要集中在以下几个方面。

（1）进一步提高冷却塔的冷却效率主要研究开发动力消耗少、热力性能高的冷却塔。

（2）改进风机叶片采用变速电机提高风机效率，降低能耗。

（3）研究超低噪声冷却塔，降低噪声污染，改善居住环境。

（4）研究新型高效收水技术，解决飘水问题，控制环境污染。

（5）研究高效亲水材料，提高热交换效率。

（6）开发高效水质稳定剂，提高水稳效果。

（7）加强冷却塔支撑结构的防腐和稳定研究，提高冷却塔的使用寿命。

（8）加强冷却塔的基础理论研究，寻求新的高效冷却途径。消除大气污染，回收能源。

第二章玻璃钢冷却塔的分类及其主要性能

2.1 玻璃钢冷却的工作原理

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。基本原理是：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)的水自配水系统洒入塔内。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[2]。

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配水系统内，通过布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，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。

2.2 玻璃钢冷却塔的分类

⒈按通风方式分有自然通风冷却塔、机械通风冷却塔、混合通风冷却塔。

⒉按热水和空气的接触方式分有湿式冷却塔、干式冷却塔、干湿式冷却塔。

⒊按热水和空气的流动方向分有逆流式冷却塔、横流（交流）式冷却塔、混流式冷却塔。

⒋按用途分一般空调用冷却塔、工业用冷却塔、高温型冷却塔。

⒌按噪声级别分为普通型冷却塔、低噪型冷却塔、超低噪型冷却塔、超静音型冷却塔。

⒍其他如喷流式冷却塔、无风机冷却塔、双曲线冷却塔等。

根据水和空气的相对流动方向，冷却塔分为逆流式、横流式、横逆流混合式和喷射型4种。前两种形式技术成熟、安全可靠、国家已有标准颁发，因此应用最广。

逆流塔和横流塔的优缺点比较如下：

①逆流塔控制冷却水温比较准确；横流塔受气温影响又较逆

流塔大、风机效率比逆流塔低。因此，在不受场地条件限制的情况下，最好选用逆流塔。

②当采用多台塔并联使用时，横流塔比逆流塔具有占地少的

优点。

③在热工性能相同的条件下，横流塔填料用量大，但清洗方

便。

④在逆流塔中，玻璃钢壳体可以作为受力结构，承担塔体上

部载荷。但在横流塔中，玻璃钢壳体结构则只起围护作用。因此，前者较能发挥玻璃钢的强度作用。

2.3 玻璃钢冷却塔的主要性能

冷却塔的性能主要有热力性能、噪声、耗电比、飘水率和填料性能等。

(1)热力性能根据国家标准GB7190.1-1997,中小型玻璃钢冷却

塔的标准设计工况如表2-1

注：表中符号的含义B-标准型；D-低噪声型；C-超低噪声型；G-工业型。

(2)噪声

噪声是环境保护方面的要求。中、大、小型冷却塔的噪声指标，国家标准规定不能超过表2-2

（3）耗电比

冷却塔的耗电比是指实测风机电机的输入功率与实测冷却水之比。

大型冷却塔的实测电耗比不大于0.055Kw ；中小型工业冷却塔的耗电比不大于0.06Kw 。

（4）飘水率飘水率为单位时间内冷却塔风筒飘出的水量（Kg/h）与进入冷却塔水量（kg/h）之比。