逆流式机力通风冷却塔技术方案.docx

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逆流式机力通风冷却塔技术方案

4.1高效节能的动能回收型玻璃钢风筒

一个理想的塔型，辅之一个结构合理、设计先进的风筒，可提高塔内气流的均匀性，减少塔内气流阻力，保证风机在高效工作区运行。

这样对提高冷却塔的效果，降低造价、降低电耗都有很大的意义与较高的社会经济效益。

为了减少空气出口动能损失，需要在风机上方安装一个风筒，经引导气流排入大气，这个风筒的型线是否符合空气动力学原理，直接影响风机的通风量，所以风筒是冷却塔的一个关键组成部分。

本次风筒制作采用采用两面光压膜工艺;紧固件采用不锈钢材质（304）；外表面外形美观，耐老化，耐腐蚀，不龟裂、不褪色，其表面胶衣采用进口胶衣，能抗阳光紫外线的长期照射；风筒采用加强型设计，端中两处皆为环向实芯加强筋，筒壁采用等强度设计，内壁曲线采用椭圆型曲线，以消除气流脱壁现象，减小涡流区。

具体指标参数为：

树脂含量45～55%，固化度≥85%，巴氏硬度≥35，弯曲强度≥147MPa.主要受力点的厚度不小于18mm，抗风载荷大于0.45kN/m2；风筒内壁与风机叶尖之间的距离为30±5mm,符合GB9170.2-1997《大型玻璃纤维增强塑料冷却塔》规定的安装间隙;风筒片翻边处厚度 ≥10mm;风筒最薄处厚度≥8mm;内筒下部厚度≥12 mm;风筒使用寿命≥30年。

技术特点：

▲特点1：

高效节能——控制风机叶片叶尖到风筒内壁的间隙符合规范要

求，有效地利用叶片的高效段，该风筒消除了气流与风筒内壁的分离现象，有效地防止了涡流现象。

以最佳气流流场公式-维氏方程设计的风筒收缩段使风筒中心负压区面积缩减到最小，以气体流场均化理论设计的动压回收段使出风口风速分布趋于均化。

该风筒动能回收值＞30％，可提高风量9％。

▲特点2：

低阻力——风筒内壁采用模压工艺，表面具有极高的光洁度，使

气流与风筒内壁的磨擦系数降至最低。

▲特点3：

美观——风筒外表采用含光稳定剂的进口光滑胶衣树脂层，使风

筒具有优良的耐老化，抗紫外线性能，制品表面色泽鲜艳均匀，长久使用不褪色，不龟裂。

▲特点4：

高强度的加强型设计——采用梯形大端面空腹加强筋，风机工作

段和风筒上口均设环向加强筋，片与片之间采用不锈钢角钢环进行搭接加强整体强度。

筒壁采用等强度设计，抗风载荷＞120Kg/m2.。

4.2节能、高效的轴流风机

冷却塔中完成热交换的载体是空气，空气量越大，其带走热量的潜力就越大。

4.2.1概述：

新型的L型轴流风机是具有技术优势和工艺特长而开发研制的替代进口产品,采用了航空螺旋桨桨叶设计理论和方法,并吸取国际先进叶型优点设计,风机叶片材质采用高强度环氧玻璃钢，叶片截面翼形采用CA（W）系列，玻纤布采用无碱无捻玻璃纤维布。

新型的LF型风机与原来的相比较，在继承了原风机流量大、效率高、噪声低，振动小的优点基础上，突出了可靠性和方便维护的性能，减速器采用两级齿轮传动，齿轮材质采用高强度的高级渗碳钢，齿轮参数选取按照国家标准，强度复算选取使用工况系数等方面在遵守国家标准的同时，借鉴国内外先进经验。

齿轮几何尺寸和精度要求严格按国标和借鉴国内外先进经验。

润滑形式，轴承和齿轮的润滑采用甩油有序润滑的结构方式。

风机出厂前经静平衡试验，试验的刚性转子平衡精度取G6.3。

减速齿轮按8级精度制造，风机连续运行时间大于8000小时。

4.2.2产品特点

▲特点1：

噪声低——采用阔叶大端面空间扭曲型低转速设计，噪声≤db（A）

低于国标2—3db（A），符合环保要求。

▲特点2：

采用弹性柱销联轴器，有效防振，风机系统振幅≤150μm.

▲特点3：

轮毂采用双板结构形式，重量轻、强度高、叶片安装调角方便。

轮毂上方安装整流板，防止气体回流，提高风机效率。

采用了高强度轻质材料的固定座，使轮毂的总体重量减轻，并且固定座重量减轻是在轮毂外侧，使转动惯量比原来减小很多，提高了风机运转的安全性。

▲特点4：

传动轴采用不锈钢材质。

性能优越，工作稳定。

具有重量轻、挠

度小、固有频率高、安装简单容易的特点。

它的临界转速高达4000rpm以上，远远地避开了电机同步转速，降低风机振动，使风机运行更加安全可靠。

本方案风机采用上海化机二厂生产的冷却塔专用玻璃钢轴流风机，风机叶片采用空腹结构，叶片的迎风面采用整体包覆结构，风机叶片为等力矩设计，具有互换性；单塔的风机采用单台风机型式，其型号为LF85型，配用电机功率160kw（6级）；风机、减速机轴承采用国产优质轴承（瓦轴），风机使用寿命可达15年（易损件除外）。

4.2.3风机主要性能参数

风机型号

LF-85

风机质量

1100

减速器质量

1200

叶轮转速

r/min

155

叶片安装角

17°

叶片数量片

≥6

风量

×104m3/h

≥270

全压

159.3

全压效率

轴功率

189

电机功率（极数）

160（6极）

电机转速

r/min

960

电机重量

1200

电机型号

Y355M1-6-W

叶轮轴向力

8354

叶轮质量

2400

叶轮回转力矩

kg·m2

13274

允许最大振动速度

mm/s

6.3

振动

频率

电动机

16.33

叶轮

2.48

振动等

效静力

对电动机

3330.9

对叶轮

331

扭

矩

反

力

电

机

正常负荷R4

2558

启动负荷R4

5116

减

速

器

16807

11388

1735

4.3电动机

4.3.1基本参数

▲Y3系列鼠笼型三相异步电动机

▲电机功率：

160kw

▲电机级数：

6级

▲电力条件：

380V/50HZ

▲防护等级：

IP55

▲绝缘等级：

F级

▲冷却方式：

全封闭自扇冷式

▲电机工作制：

S1（连续工作制）

▲电机调整座采用加强型设计。

▲电机品牌：

佳木斯

4.3.2技术要求

（1）电动机在±10%的电压变化或者是±5%的频率变化下稳定运行，但是不包括电压和频率总的变化幅度超过±10%的情况。

（2）本设备配套电动机的设计与构造，与它所驱动的风机的运行条件和维护要求一致，适合在现场环境下运行（该环境有可能产生水蒸气和水泄露）。

电动机的功率以及起动特性满足设备的整个性能范围的要求。

（3）电动机轴承采用著名品牌瑞典SKF的轴承，定子绕组采用真空浸漆工艺.

（4）硅钢片采用武钢冷轧硅钢片，定子线圈选用国内知名品牌产品。

（5）电动机的出线端子盒按功能独立装设，电机接线盒带防水进线接头，盒内要有固定和支托进出线电缆的装置，保证电缆与引出线连接处不承受电缆下垂力。

（6）电动机每相引出一个出线端至主出线端子盒。

电机主出线盒采用搭接银铜焊，在接线盒内要有固定引出线作用的支持端子，支持端子要安装牢固并用良好耐高温绝缘材料；

（7）电动机振动满足GB10068-88，具体是：

电动机振动速度有效值不大于2.8mm/s。

噪声符合GB10069-88标准，具体是：

在离电动机外壳1米处不大于85dB（A）（声压级）。

另外，电动机轴承振动双振幅振动值应小于40μm。

（8）电动机有吊环或其它起吊设施，使电动机能够简便安全地起吊；

（9）电机上所有标示采用不锈钢制作。

包括电机数据、序号和电机的相关信息，起动功率接线图解，电机上应该标记出认证或者列表信息；在电机铭牌上注明电动机的名称、型号、接线方式和额定数据，还要标写生产厂家、出厂编号和出厂年月，以及前后轴承型号、润滑周期、加油量等；

（10）每台电机交付电机出厂使用说明和出厂电气试验报告各两份；

（11）要求各供应商必须编写技术方案，说明电机生产制造工艺、使用电机轴承型号、润滑油号等技术参数、性能担保、供货范围、主要使用材料的生产厂家；

（12）电机在额定频率，当电压只有额定值的80%或规定的最小启动电压时，能启动并驱动对应设备。

（13）设备订货后，若招标人或设计院因工艺要求提出部分设备参数修改，我公司将积极配合，并承诺在不增加合同总价的情况下，根据招标人要求做出相应变更。

（14）质量、安装及验收标准

我公司提供的电动机满足下面所列规范和标准的要求，但不限于此。

GB/T13384—92机电产品包装通用技术条件

GB755-87旋转电机基本技术要求

GB997-81和IEC347电机结构及安装型式代号

GB1971-80电机线端标志与旋转方向

GB1993-80和IEC34-6电机冷却方法

GB4942.1-85和IEC34-5电机外壳分级

GB10068.1-GB10068.2-88旋转电机振动测定方法及限值

GB10069.1-GB10069.3-88旋转电机噪声测定方法及限值

GB1032-85三相异步电机试验方法

GB50231-2009机械设备安装工程施工及验收通用规范

《电力建设施工、验收及质量验评标准汇编》

《电力建设施工及验收规范》

4.4超低飘水损失——160-45型弧形正弦波加筋收水器

★型号：

160-45型弧形正弦波加筋收水器

★材质：

改性PVC材料，在片材中加入进口碳黑等改性剂

★成型工艺：

机制挤拉成型

工作原理：

160—45型收水器在轻便性、安装方式、刚度、收水效率等方面的优越性，所以被广泛采用，特别是当塔内风速≤2.5m/s时，收水效果尤为理想，我公司吸收消化国外先进技术，生产的高效加筋正弦波弧形收水器。

按照惯性撞击分离法的原理设计，片距相切的布置形式。

当出塔气流夹带水滴通过收水层时，大部分水滴与弧形边撞击分离，产生一次收水效果，另有小部分水滴则继续沿收水器弧形边随气流上升，在收水器弧形边上加阻水筋后，这部分水滴将被截留，从而产生二次收水效果。

测试表明加筋后的收水器，其收水效率达99.995%。

以总循环水量计，其飘水损失可达0.001%以下，比GB标准降低了一个数量级，达到了国际先进水平。

技术特点：

▲特点1：

低阻节能——气流阻力小，在2.5m风速条件下，通风阻力损失

约0.8mmH2O,低于国外同类产品。

▲特点2：

长寿命设计——片材中加入进口碳黑使产品具备了优越的抗紫

外线、抗老化和机械性能。

正常使用条件下，其使用使用寿命在20年以上。

▲特点3：

强度高、安装维护方便——片材厚度≥0.8mm，延边加厚加强，

片与片之间采用承插连接件连接，托架采用玻璃钢材质，使其具有良好的使用强度和整体刚度，安装维护方便.

▲特点4：

阻燃——阻燃氧指数≥40。

▲特点5：

耐温差变化——在70℃温度下不软化变形，在-25℃温度下不脆裂。

4.5布水均匀的配水系统

★型式：

管式网状回路配水系统。

★喷头材质——ABS。

★喷溅方式：

下喷式。

★材质：

配水管材质——配水管材采用无缝钢管，管道壁厚≥8mm。

单塔进塔总管为Φ920×8热轧无缝钢管，塔外接总管长0.5米,塔内长度为4米,然后变径至Φ720×8管径，Φ720×8热轧无缝钢管长度为4米；单塔塔内布水管为Φ219×8热轧无缝钢管，大于16根，单根长度8米。

（直径700mm以上的钢管，可采用Q235板材卷制）。

其化学成分和力学性能应符合《输送流体用无缝钢管规格、牌号及力学性》GB/T1863-2008中的要求。

管道之间的连接应安全、稳妥可靠，所有螺栓连接件及悬吊件必须采用不锈钢材质。

主管与支管、支管与喷头间采用可互换的标准接头（法兰）连接；

技术特点：

▲特点1：

布水均匀——配水管线采

用管式网状回路稳压系统，从而保证管路各部分水压均匀，每个喷头流量一致。

▲特点2：

低阻设计——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，配水管采用大管径、低流速设计，系统配水阻力小。

▲特点3：

免维护——设计中主配水管下方装有喷头，保证配水系统最低点

均有泻水点，以防止设备停运时管道积水和运行时污物沉淀，避免了配水管道进行人工清洗的麻烦。

在浊度小于300ppm非粘性水质中能全天候安全运行。

▲特点4：

操作弹性大——实塔测试表明：

塔内不同位置喷头的布水流量偏差＜5％系统对水力负荷具有较高的适应性，该系统在运行负荷达到130％时仍可正常工作，运行负荷低至70％时整塔布水均匀性不受影响。

▲特点5：

保护喷头的锁紧装置——三溅防松型喷头（DN50）采用ABS塑料一次注塑料成型，强度高，使用寿命长≥15年，喷头的集合形状在80℃气温条件下不软化变形。

该喷头布水均匀，工作水压低（喷头出口正常工作压仅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（喷头接管为Φ57×4热轧无缝钢管），可保证配水系统长期安全运行。

4.6高效水气热交换装置——淋水填料

淋水填料是冷却塔主要散热部件，其所产生的水温降达整个塔温降80%以上，因此选择温降效果好、气流阻力小的填料，使水在填料表面形成薄薄的水膜缓慢流下，有较大的散热面积和充分的散热时间，以提高热交换效率。

经对国内外新型填料性能及片形的分析研究，选用具有较大比表面、通风阻力小、亲水性好的S波塑料填料。

经水科院冷却水研究所进行的性能试验，结果表明，该填料热工性能优良，使塔的冷效有了可靠的保证，是机力通风冷却塔推荐选用的淋水填料，该填料高度H=1.5m时，交换数N=2.17λ0.70,各项性能指标达到DL/T742-2001《冷却塔塑料部件技术条件》的要求，使用寿命可达20年以上。

S波塑料填料具有以下优良性能：

4.6.1热交换效率高：

S波填料片型由一定间隔、并与水平方向成一定角度的梯形波组成，梯形波面上有规则地布置了阶梯形折线组成的滞留波，增加了水膜在填料片上的滞留时间，并对水膜在填料上的横向扩散效果显著，层间交错布置，利于水气的反复起始流动和水、气的再分配，加强水、气的扰流，使水和空气在填料段有较大的接触面积和较大的热交换时间，进行充分的热交换，填料散热效果好。

4.6.2通风阻力小：

横向波形相邻片组成的竖向通道，走向成“S形”，通道在横向相间布置，两片间通道气水相通，有利于污物通过，并增强水气扰动，通风阻力小，防泥垢堵塞能力强，确保填料常年较高的热力、阻力特性。

4.6.3组装件刚度好：

填料相邻片组装采用粘接形式，从而构成整体结构，粘接率不低于95%；填料块平压强度≥300kg/m2，粘接24小时后的剪切强度大于3.3MPa,可现场测试；

4.6.4填料片材以优质原料成型的改性耐温阻燃PVC片，该片材具有一定的憎油性。

片材厚度0.4～0.6mm，亲水、憎油性能好，具有耐热（60）耐寒（-40C），耐酸、碱腐蚀，阻燃性能好（氧指数38）等特点，经国家法定检测单位“上海第二工业大学”检测，各项性能均达到能源部颁布的《冷却塔塑料淋水填料技术规定》NDGJ88-89的要求，使用寿命可达20年以上。

4.6.5热力、阻力性好：

S波塑料淋水填料，经中国水科院冷却水研究所检测，热力、阻力性能兼优，冷却效果优良的填料，广泛应用于国内逆流式机力通风冷却塔。

★型号；S波薄膜式淋水填料

★材质：

改性耐温亲水型阻燃优质PVC.

★填料片基片厚度：

0.4～0.6mm

★波高：

26mm

★成型工艺：

全自动真空吸塑

★制造、检验、安装标准：

DL/T742-2001《冷却塔塑料部件技术条件》。

技术特点

▲特点1：

高效低阻——经多次技术改造的波形使填料具有更大的比表面

积，有效地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％；

▲特点2：

优越的阻燃性能——阻燃氧指数≥40；

▲特点3：

亲水憎油性能优越、耐温差变化——在60℃条件下时不发生几何变形，在-40℃条件下时不破碎、下脆裂；

▲特点4：

组装块强度高——填料片之间采用粘接形式。

▲特点5：

热力、阻力性能优越——经水利水电科学研究院冷却水研究所试验热力性能N值为：

H=1.5m时N=2.17λ0.70

阻力性能表达式为：

A=2.10×10-3q2-2.4×10-2q+0.829

M=-2.00×10-3q2+2.14×10-4q+2.00

S波薄膜式淋水填料是机力通风冷却塔和自然通风冷却塔中使用的性能最为优越的填料之一。

4.7强度高、耐腐蚀的挤拉玻璃钢填料支承架

以往，大型冷却塔填料支承架一般采用铸铁或型钢支架，众所周知，冷却塔内的环境十分恶劣，长期在湿热环境中运行，钢件在冷却塔内极易腐蚀，

检修维护又非常不方便。

铸铁支架笨重，安装极不方便，而且成本较高。

为此，我们和有关设计院共同研制了玻璃钢挤拉型材制成的玻璃钢填料支承架，满足了冷却塔填料支架承载力的要求。

玻璃钢填料支承架采用乙基烯树脂挤拉热固化成型，强度高、耐腐蚀、永不生锈，安装使用后不需检修维护，一劳永逸。

使用寿命可达30～50年以上，是钢结构填料支承架无法比拟的。

玻璃钢填料支承架采用挤拉玻璃钢型材和穿杆组装而成，挤拉玻璃钢型材有多种型号，规格，可以根据填料混凝土梁的不同跨距选用不同型号的挤拉玻璃钢型材满足安装要求。

我公司生产玻璃钢填料支承架已有多年历史，生产的玻璃钢填料支承架除在电力部门的自然通风冷却塔中使用外，还广泛应用于机力通风冷却塔。

经实际应用表明玻璃钢填料支承架安全可靠，耐腐蚀，不用检修维护，得到了使用部门的一致认可。

4.8玻璃钢围护结构及塔内设计

4.8.1塔体四周围护板为玻璃钢板,玻璃钢采用大断面梯形空腹筋结构，面板之间连接采用翻边法兰式连接，连接处不允许外露；其各项理化性能指标均应达到或超过GB9170.2-1997标准的规定；玻璃钢围护结构的设计抗风载荷大于0.45kN/m2等强度设计，主要受力处的基本厚度≥5mm；围护板如有支撑架则采用挤拉成型玻璃钢材质。

塔体进风口钢筋混凝土迎风面外露部分（梁、柱）外包玻璃钢板；围板玻璃钢构件使用寿命≥30年。

4.8.2检修通道：

冷却塔设检修门，方便进入塔体内部检修维护。

塔内设置风机检修平台及塔体部件检修通道。

爬梯、及扶手栏杆的材质采用不锈钢。

走道板采用高强度的挤拉玻璃钢。

4.8.3冷却器（塔）风筒及避雷系统

（1）冷却器（塔）风筒在风机旋转平面设置密封条（TIPSEAL）。

（2）每台塔设置不锈钢（1Cr18Ni9Ti）避雷针；

（3）在冷却塔顶部的风筒上设置避雷装置，沿风筒边引下与塔平台的避雷接线柱连接，避雷接线柱锚固钢筋与塔体钢筋混凝土内钢筋通焊，引至地下与厂区网联接。

避雷装置的材质热镀锌钢。

4.8.4导流装置

为了降低冷却器（塔）气流阻力，保证塔内均匀配风，冷却器（塔）的迎风梁柱需设置玻璃钢导流板；

4.8.5塔内支撑件

本设备所有塔内支撑件均采用不锈钢钢材或非金属材质，紧固件采用不锈钢材质（304）。

其它金属构件、配水管件经碱洗除油、酸洗除锈、表面磷化后，刷环氧富锌底漆一道，846-1厚浆型环氧沥青漆一道，846-2型面漆两道（共4道漆），所有予埋件除锈后，刷846-2型面漆三道。

漆膜总厚度≥300μm，其中环氧防腐漆选优质产品。

4.9制盐冷却器（塔）性能保证工艺参数汇总表

序号

项目

符号

单位

参数

设备名称

循环水冷却器（塔）

设备位号

设备型号及规格

设备性能描述（单台）

4.1

总处理水量

m3/h

9000

4.2

单塔处理水量

m3/h

3000

4.3

冷却器（塔）台数

——

台套

4.4

进塔水温

℃

4.5

出塔水温

℃

4.6

大气压

kPa

4.7

干球温度

℃

4.8

湿球温度

℃

33.7

4.9

冷却方式

——

逆流式

4.10

冷却器（塔）塔型

——

玻璃钢

4.11

塔平面基础尺寸

——

16000×16000

4.12

风机类别

玻璃钢轴流

4.13

风机直径

≥8530

4.14

设计风量

m3/h

≥2700000

4.15

填料阻力

ΔP1

66.39

4.16

塔总阻力

ΔP2

86.21

4.17

风机动压

120

4.18

风机全压

ΔP

159.3

4.19

风机轴功率

N’

145

4.20

配用电机功率

1606极

4.21

填料类别

薄膜填料

4.22

填料型号

双S波

4.23

填料高度

三层:

1.5

4.24

相对湿度

86%

4.25

空气容重

kg/m3

1.03

4.26

淋水密度

m3/（m2·h）

13～14

4.27

气水比

0.96

4.28

淋水段风速

m/s

2.26

4.29

重量风速

kg/（m2·s）

2.62

4.30

设计交换数

1.65

4.31

设计容积散质系数

βxv

kg/（m3·h）

1.0842

4.32

填料许用容积散质系数

[βxv]

kg/（m3·h）

0.9

4.33

设计裕度

4.34

总进水管

900

4.35

电机接线接口参数

——

V/Hz/P

380/50/3

4.36

配管中心高度

5.5

4.37

塔顶平台高度

10.3

五、性能保证

5.1技术指标

5.1.1主要部件使用寿命

风筒＞30年

收水器≥20年

配水管及附件≥20年

淋水填料≥20年

喷溅装置≥15年

玻璃钢构件≥30年

风机≥15年

面板采取模具成形，使用寿命≥20年。

外表面颜色采用澳灰色（必须提供色卡及色号）。

5.1.2冷却器（塔）飘水率不超过名义冷却水流量的0.005%；

5.1.3织物增强的不饱和聚酯玻璃钢件的弯曲强度不小于147MPa；

5.1.4织物增强的不饱和聚酯玻璃钢件的巴氏硬度不小于35；

5.1.5玻璃钢构件树脂含量（质量含量）不小于45%（不计胶衣层和富树脂层）对富树脂层树脂含量不小于70%；

5.1.6维护结构和风筒外观外表面应含有光稳定剂的光滑胶衣树脂层，内外表面不应有直径大于5mm的气泡，直径3～5mm的可见气泡每平方米不得多于3个；内表面有富树脂层；所有切边整齐平顺，厚度均匀，无分层；切边应加封树脂层；

玻璃钢件（不含胶衣层）的氧指数不低于40；

5.1.8填料采用薄膜式改性聚氯乙烯材质填料片组

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