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(dòng)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(dòng),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(shí),一方面由于空氣與水的直接傳熱,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(shí)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(dòng)能壓力差,當(dāng)風(fēng)機(jī)運(yùn)行時(shí),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(dòng)能便會(huì)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(huì)降低。但是,水向空氣中的蒸發(fā)不會(huì)無休止地進(jìn)行下去。
當(dāng)與水接觸的空氣不飽和時(shí),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(shí),水分子就蒸發(fā)不出去,而是處于一種動(dòng)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、冷卻塔分類
四、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(shí)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(gè)淋水填料上,熱水分布均勻與否,對(duì)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(huì)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(jì)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(gè)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(dòng)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(duì)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(shí)集水池還具有一定的儲(chǔ)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(shí)還可在多臺(tái)冷卻塔之間設(shè)連通管。
10、其它設(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(shí)設(shè)置的飛行障礙標(biāo)志等,有時(shí)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。
五、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。冷卻塔的作用是將攜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(dòng)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,攜帶廢熱的冷卻水,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)。
六、冷卻塔的安裝參考
1、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(tái)或以上冷卻塔并用時(shí),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,以防止上面堵塞。
(5)、應(yīng)遠(yuǎn)離廚房及鍋爐房等到較熱的地方。
2、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。
(2)、對(duì)于175t以上冷卻塔的出入水管應(yīng)調(diào)協(xié)支座。
(3)、當(dāng)兩臺(tái)或以上水泵時(shí),應(yīng)在兩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)、冷卻塔風(fēng)機(jī)葉片應(yīng)與塔壁間隙一致,決不允許兩側(cè)間隙相差太大,發(fā)現(xiàn)問題要及時(shí)解決。
(6)、電機(jī)及減速器要定期檢查維修,減速器應(yīng)檢查油位。
3、啟動(dòng)檢查:
(1)、所有螺絲是否緊固,塔內(nèi)是否有雜物。
(2)、風(fēng)扇及淋水系統(tǒng)轉(zhuǎn)動(dòng)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,水位低于滿水喉25mm。
(6)、起動(dòng)時(shí),先于水泵、后開風(fēng)機(jī),檢查風(fēng)向、及風(fēng)量,及時(shí)調(diào)整直至達(dá)到要求為止。
(7)、停止時(shí),先停風(fēng)機(jī)后停水泵。
4、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。
七、冷卻塔選型的依據(jù)
01選型須知
1、請(qǐng)注明冷卻塔選用的具體型號(hào),或每小時(shí)處理的流量。
2 、冷卻塔進(jìn)塔溫度和出塔水溫。
3、請(qǐng)說明給什么設(shè)備降溫、現(xiàn)場是否有循環(huán)水池,現(xiàn)場安裝條件如何。
4、若需要備品備件及其他配件,有無其他要求等請(qǐng)注明。
5、非常條件使用請(qǐng)說明使用環(huán)境和具體情況,以便選擇適當(dāng)?shù)睦鋮s塔型號(hào)。
6、特殊情況、型號(hào)訂貨時(shí)請(qǐng)標(biāo)明,以雙方合同、技術(shù)協(xié)議約定專門進(jìn)行設(shè)計(jì)。
冷卻塔詳細(xì)選型:
1、首先要確定冷卻塔進(jìn)水溫度,從而選擇標(biāo)準(zhǔn)型冷卻塔、中溫型冷卻塔還是高溫型冷卻塔。
2、確定使用設(shè)備或者可以按照現(xiàn)場情況對(duì)噪聲的要求,可以選擇橫流式冷卻塔或者逆流式冷卻塔。
3、根據(jù)冷水機(jī)組或者制冷機(jī)的冷卻水量進(jìn)行選擇冷卻塔流量,一般來講冷卻塔流量要大于制冷機(jī)的冷卻水量。(一般取1.2—1.25倍)。
4、多臺(tái)并聯(lián)時(shí)盡量選擇同一型號(hào)冷卻塔。
其次,冷卻塔選型時(shí)要注意:
1、冷卻塔的塔體結(jié)構(gòu)材料要穩(wěn)定、經(jīng)久耐用、耐腐蝕,組裝配合精確。
2、配水均勻、壁流較少、噴濺裝置選用合理,不易堵塞。
3、冷卻塔淋水填料的型式符合水質(zhì)、水溫要求。
4、風(fēng)機(jī)匹配,能夠保證長期正常運(yùn)行,無振動(dòng)和異常噪聲,而且葉片耐水侵蝕性好并有足夠的強(qiáng)度。風(fēng)機(jī)葉片安裝角度可調(diào),但要保證角度一致,且電機(jī)的電流不超過電機(jī)的額定電流。
5、電耗低、造價(jià)低,中小型鋼骨架玻璃冷卻塔還要求質(zhì)量輕。
6﹑冷卻塔應(yīng)盡量避免布置在熱源、廢氣和煙氣發(fā)生點(diǎn)、化學(xué)品堆放處和煤堆附近。
7、冷卻塔之間或塔與其它建筑物之間的距離,除了考慮塔的通風(fēng)要求,塔與建筑物相互影響外,還應(yīng)考慮建筑物防火、防爆的安全距離及冷卻塔的施工及檢修要求。
8、冷卻塔的進(jìn)水管方向可按90°、180°、270°旋轉(zhuǎn)。
9、冷卻塔的材料可耐-50℃低溫,但對(duì)于最冷月平均氣溫低于-10℃的地區(qū)訂貨時(shí)應(yīng)說明,以便采取防結(jié)冰措施。冷卻塔造價(jià)約增加3%。
10、循環(huán)水的濁度不大于50mg/l,短期不大于100mg/l不宜含有油污和機(jī)械性雜質(zhì),必要時(shí)需采取滅藻及水質(zhì)穩(wěn)定措施。
11、布水系統(tǒng)是按名義水量設(shè)計(jì)的,如實(shí)際水量與名義水量相差±15%以上,訂貨時(shí)應(yīng)說明,以便修改設(shè)計(jì)。
12、冷卻塔零部件在存放運(yùn)輸過程中,其上不得壓重物,不得曝曬,且注意防火。冷卻塔安裝、運(yùn)輸、維修過程中不得運(yùn)用電、氣焊等明火,附近不得燃放爆竹焰火。
13、圓塔多塔設(shè)計(jì),塔與塔之間凈距離應(yīng)保持不小于0.5倍塔體直徑。橫流塔及逆流方塔可并列布置。
14、選用水泵應(yīng)與冷卻塔配套,保證流量,揚(yáng)程等工藝要求。
15、當(dāng)選擇多臺(tái)冷卻塔的時(shí)候,盡可能選用同一型號(hào)。
02三個(gè)指標(biāo)
此外,衡量冷卻塔的效果還通常采用三個(gè)指標(biāo):
(1)冷卻塔的進(jìn)水溫度t1和出水溫度t2之差Δt。Δt被稱為冷卻水溫差,一般來說,溫差越大,則冷卻效果越好。對(duì)生產(chǎn)而言,Δt越大則生產(chǎn)設(shè)備所需的冷卻水的流量可以減少。但如果進(jìn)水溫度t1很高時(shí),即使溫差Δt很大,冷卻后的水溫不一定降低到符合要求,因此這樣一個(gè)指標(biāo)雖是需要的,但說明的問題是不夠全面的。
(2)冷卻后水溫t2和空氣濕球溫度ξ的接近程度Δt’。Δt’=t2-ξ(℃)Δt’稱為冷卻幅高。Δt’值越小,則冷卻效果越好。事實(shí)上Δt’不可能等于零。
(3)考慮冷卻塔計(jì)算中的淋水密度。淋水密度是指1m2有效面積上每小時(shí)所能冷卻的水量。用符號(hào)q表示。q=Q/Fm3/m2.h(Q-冷卻塔流量,m3/h;F-冷卻塔的有效淋水面積,m2)。
03方法/步驟
冷卻塔的制冷量要根據(jù)使用地的濕球溫度、相對(duì)濕度、空氣流動(dòng)速度、噴淋水量、冷卻介質(zhì)粘度系數(shù)、換熱管熱阻等參數(shù)進(jìn)行繁瑣的熱工計(jì)算。一般選型時(shí)用戶可按以下簡單方式進(jìn)行,根據(jù)計(jì)算的制冷量(Kcal/h),選擇相應(yīng)制冷能力冷卻塔。
☆根據(jù)冷卻介質(zhì)流量、溫差計(jì)算 Qs=cm△t
Qs-冷卻介質(zhì)散熱量,單位Kcal/h;
C-冷卻介質(zhì)比熱容,單位Kcal(kg·℃),水的比熱容為1Kcal/kg·℃;
m-冷卻介質(zhì)質(zhì)量,也即流量,單位為kg/h;
△t-冷卻介質(zhì)進(jìn)、出口溫差,單位為k或℃。
☆根據(jù)設(shè)備無效功率計(jì)算 Qs=額定功率(Kw)*比例*860(Kcal/(h·kw))
☆根據(jù)淬火件產(chǎn)量計(jì)算 Qs=淬火件產(chǎn)量(kg/h)*淬火件比熱容*淬火件溫差。
已知基它條件確定冷卻塔循環(huán)水量的常用公式:
a.冷卻水量=主機(jī)制冷量(KW)×1.2×1.25×861/5000(m3/h)
b.冷卻水量=主機(jī)冷凝器熱負(fù)荷(kcal/h)×1.2/5000(m3/h)
c.冷卻水量=主機(jī)冷凝器熱負(fù)荷(m3/h)×1.2(m3/h)
d.冷卻水量=主機(jī)制冷量(冷噸)×0.8(m3/h)
e.冷卻水量=主機(jī)蒸發(fā)器熱負(fù)荷(kcal/h)×1.5×1.25/5000(m3/h)
f.冷卻水量=主機(jī)蒸發(fā)器熱負(fù)荷(m3/h)×1.2×1.25(m3/h)
g.冷卻水量=主機(jī)蒸發(fā)器熱負(fù)荷(冷噸)×1.2×1.25×3024/5000(m3/h)
注:以上:1.2為選型余量1.25為冷凝器負(fù)荷系數(shù)。
h.遠(yuǎn)大溴化鋰主機(jī)每100萬大卡的制冷量在
工況①:37.5/32/28,(冷卻水流量:300~330m3/h)配350-400的塔;
工況②:37/30/28,(冷卻水流量:248m3/h)配450的塔。
八、冷卻塔常見問題和故障的分析與解決方法
九、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(gè)系統(tǒng)所吸收的總熱量的重要任務(wù)。因此,對(duì)冷卻塔的操作正確與否,直接關(guān)系到整個(gè)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(gè)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(tái)數(shù)與機(jī)組的開啟臺(tái)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(shí)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,如發(fā)現(xiàn)未開風(fēng)機(jī)的冷卻塔有冷卻水經(jīng)過,要及時(shí)關(guān)閉該塔進(jìn)出水閥。將托水盤水位調(diào)節(jié)好??照{(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(dòng)閥,但電動(dòng)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(gè)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。
十、冷卻塔的噪聲治理
冷卻塔噪聲的評(píng)價(jià)指標(biāo)
目前,對(duì)冷卻塔噪聲有兩種不同的評(píng)價(jià)指標(biāo),其一為針對(duì)冷卻塔設(shè)計(jì)和生產(chǎn)廠家的國家產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)GB/T7190.1—1997、GB/T7190.2—1997《玻璃纖維增強(qiáng)塑料冷卻塔》,標(biāo)準(zhǔn)對(duì)不同循環(huán)水量與型號(hào)的產(chǎn)品規(guī)定用戶的國家標(biāo)準(zhǔn)GB3096-2008《聲環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》,標(biāo)準(zhǔn)對(duì)不同環(huán)境區(qū)域規(guī)定了最高聲級(jí)。
冷卻塔噪聲治理現(xiàn)狀
如果企業(yè)按照GB/T7190.1—1997、GB/T7190.2—1997的最高限值生產(chǎn)冷卻塔,所有產(chǎn)品都不能滿足國標(biāo)GB3096—2008對(duì)于二類以下地區(qū)夜間噪聲≤45~50dB(A)的要求,只有少數(shù)幾種低噸位超低噪聲型號(hào)的冷卻塔可以滿足少部分區(qū)域夜間噪聲標(biāo)準(zhǔn)的要求。
目前冷卻塔的降噪措施并非行之有效,如聲屏障對(duì)于低頻波的繞射無能為力,隔聲罩會(huì)阻礙氣流流動(dòng)導(dǎo)致熱濕交換不良,對(duì)寬頻噪聲吸聲效果差等,這使得冷卻塔的噪聲控制日益受到人們的重視。
因此,冷卻塔周圍的居民和政府的環(huán)保部門依據(jù)國家環(huán)境噪聲標(biāo)準(zhǔn)GB3096—2008要求冷卻塔用戶對(duì)冷卻塔產(chǎn)生的噪聲污染治理。
冷卻塔噪聲聲源冷卻塔噪聲源主要由以下4個(gè)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(dòng)機(jī)噪聲;
4)冷卻塔水泵、配管和閥門噪聲。
聲源屬性:噪聲源為落水區(qū)下的巨大圓形水面,為塔內(nèi)冷卻落水對(duì)池水的大面積連續(xù)的液體間撞擊產(chǎn)生的穩(wěn)態(tài)水噪聲;是機(jī)械噪聲、空氣動(dòng)力噪聲、電磁噪聲之外的一種特殊噪聲。
聲源特征
聲源聲級(jí):80dB(A)左右。
頻譜:音頻分布呈高頻(1000-16000 Hz)及中頻(500-1000Hz)成分為主的峰形曲線;峰值位于4000Hz左右。
聲速:c=340m/s。
波長:λ=c/f;1.36m(250 Hz)~0.02 m(1000 Hz),以0.085m(4000 Hz)為主。兩個(gè)最主要噪聲源風(fēng)機(jī)噪音:聲波長,穿透能力強(qiáng),聲音衰減不明顯,治理困難。
空氣在冷卻塔頂導(dǎo)流管內(nèi)產(chǎn)生湍流和摩擦激發(fā)的壓力擾動(dòng),產(chǎn)生噪聲,同時(shí)槳葉與空氣作用產(chǎn)生振動(dòng)向外輻射噪聲,風(fēng)機(jī)的空氣動(dòng)力噪聲是主要聲源。
兩個(gè)最主要噪聲源落水噪音:主要為高頻,治理較為容易。
冷卻塔的循環(huán)水經(jīng)填料層自由下落到落水槽,所產(chǎn)生沖擊噪聲。的強(qiáng)度與落水速度的平方成正比。測量的結(jié)果表明落水的A聲級(jí)噪聲達(dá)到70dB,這屬于冷卻塔需治理的噪聲源之一。
聲波的距離衰減規(guī)律落水噪聲隨距離的衰減特性符合半球面波在傳播過程中隨著能量分布的擴(kuò)大而衰減的規(guī)律,其“點(diǎn)聲源” 的距離衰減規(guī)律為距離每增加一倍聲能衰減 6dB。用公式表達(dá)即為: L1-L2= 20 lg(r2/r1)
式中:L1,L2——離聲源邊緣由近及遠(yuǎn)二個(gè)測點(diǎn)的聲級(jí)值,dB;
r2/r1——遠(yuǎn)、近二個(gè)測點(diǎn)分別到聲源邊緣的距離之比。
當(dāng) r2/r1=2時(shí),lg(r2/r1)=0.3010,于是 L1-L2= 20 lg(r2/r1)=6 dB。
冷卻塔為“點(diǎn)聲源”的起始位置
根據(jù)已有距離衰減實(shí)測資料,分析各起始位置d(視進(jìn)風(fēng)口為聲源邊緣)的規(guī)律可知,視冷卻塔為“點(diǎn)聲源”的起始位置d可用下式估算:
d=a1/2/4
式中:a——冷卻塔面積,m2。
以目前我國常見范圍的 2000 m2的冷卻塔為例,其“點(diǎn)聲源”起始位置d點(diǎn)(以進(jìn)風(fēng)口底緣為起點(diǎn))為11.18 m。由此可見,設(shè)在離塔(以進(jìn)風(fēng)口底緣為起點(diǎn))12 m以外的噪聲測點(diǎn)基本上都可將所有的冷卻塔視為“點(diǎn)聲源”
如按“點(diǎn)聲源”的距離衰減規(guī)律即距離每增加一倍聲能衰減 6dB計(jì),則50m處的聲級(jí)應(yīng)分別為 65.7及 71.ldB(A):100 m處的聲級(jí)應(yīng)分別為 59.7及65.ldB(A);200 m處的聲級(jí)應(yīng)分別為53.7 及 59.ldB(A),220 m處的聲級(jí)用公式推算則應(yīng)分別為52.9及58.3 dB(A)。這就是噪聲影響范圍(力度)的大致評(píng)估,它包含了目前常見的各類大小塔型范圍。借助此法,我們便可根據(jù) 10-25 m處(各塔與其塔型大小相應(yīng)的“點(diǎn)聲源”起始位置)以遠(yuǎn)測點(diǎn)實(shí)測所得聲級(jí),評(píng)估各種塔型(單塔)的噪聲影響范圍(力度)。但這只是一種理想條件下的簡便、粗略的評(píng)估方法。
降噪原理
聲波在傳播過程中遇到障礙時(shí),就會(huì)發(fā)生反射、透射和繞射三種現(xiàn)象。聲屏障就是在聲源與受聲點(diǎn)之間插入一個(gè)設(shè)施,用以隔斷并吸收聲源到達(dá)受聲點(diǎn)的直達(dá)聲波,使部分聲波受阻反射,部分聲波則經(jīng)吸收衰減后通過屏體透射(極?。┖推另斃@射等附加衰減形式到達(dá)受聲點(diǎn),達(dá)到減輕受聲點(diǎn)的噪聲影響、取得降噪效果的目的。
風(fēng)機(jī)低頻噪音治理:
消聲器選擇非常重要,一般消聲器對(duì)中低頻噪音效果不明顯,抗性消聲器治理效果好,但頻率選擇性十分強(qiáng),所以一般選擇阻抗復(fù)合式消聲器。
阻抗復(fù)合消聲器是指將聲吸收和聲反射恰當(dāng)?shù)亟M合起來的消聲器。它同時(shí)既有阻性消聲器消除中、高頻噪聲和抗性消聲器消除低、中頻噪聲的特性,具有寬頻帶的消聲效果。
落水高頻噪聲治理
治理相對(duì)容易,但要注意隔音治理同時(shí)避免影響散熱性能的發(fā)揮,雖然消聲器和消聲百葉可以大幅降噪,但要合理設(shè)計(jì),及設(shè)計(jì)時(shí)要綜合考慮散熱性能和動(dòng)力性能。結(jié)構(gòu)不合理就達(dá)不到降噪目的,流阻太大會(huì)影響冷卻塔工作,降低制冷能力:動(dòng)力性能設(shè)計(jì)不好也會(huì)增加阻力,甚至?xí)a(chǎn)生混響噪聲,所以治理過程中要綜合考慮。
幾種常見的冷卻塔降噪方法
聲導(dǎo)流片法(消聲彎頭)
消聲導(dǎo)流片法及特點(diǎn)在冷卻塔進(jìn)風(fēng)口安裝消聲導(dǎo)流片,通過消聲導(dǎo)流片的消聲作用,來減少冷卻塔噪聲對(duì)外界的影響 ,也稱為消聲器法。理論及試驗(yàn)表明其降噪量可以達(dá)到35dB(A),甚至更高;在降噪量15—2OdB(A)時(shí),與聲屏障造價(jià)相當(dāng),在20dB(A)以上降噪量時(shí)是唯一可選方案;結(jié)構(gòu)緊湊,不占建筑物額外場地,基本無須維護(hù) 。
消聲導(dǎo)流片法(消聲彎頭)
隔聲屏障一般設(shè)計(jì)為距冷卻塔進(jìn)風(fēng)口的距離大于冷卻塔進(jìn)風(fēng)口高度,屏障高度等于屏障到進(jìn)風(fēng)口的距離。降噪效果一般在10-15dB(A),理論上降噪量可2OdB(A)左右,但存在著聲波繞射問題,在聲影區(qū)范圍內(nèi)降噪量較好,繞射區(qū)和聲亮區(qū)降噪效果較差,因此實(shí)際工程上很難將其影響區(qū)內(nèi)噪聲降低20dB(A);對(duì)通風(fēng)影響不大,維護(hù)比較簡單;建設(shè)聲屏障的技術(shù)要求不高,但對(duì)結(jié)構(gòu)要求相當(dāng)高,并且投資成本隨著高度的增加成倍增加;
隔聲屏障法及特點(diǎn):
隔聲屏障
聲屏障的結(jié)構(gòu)可分為地上和地下二部分,地上部分為厚約 20 cm的屏蔽聲波的巨型、連續(xù)板式立面(包括斜撐),其頂部為扇形吸聲體或內(nèi)傾式遮檐;地下部分則為承重、抗傾覆(風(fēng)荷載)的基礎(chǔ)。
聲屏障的降噪效果聲波遇到屏障發(fā)生的繞射現(xiàn)象會(huì)減弱聲屏障的隔聲作用,而繞射能力與聲波的頻率有關(guān),所以聲屏障的降噪效果與聲波的頻率即波長的關(guān)系很大。聲屏障對(duì)于波長短、不易繞射的高頻波的屏蔽作用十分顯著,可以在屏障后面形成很長的聲影區(qū);而對(duì)于波長、具有很強(qiáng)繞射能力的低頻波的屏蔽作用則十分有限。當(dāng)然,也可以通過加高屏障的辦法來削弱繞射聲波對(duì)受聲點(diǎn)的影響。由于聲屏障對(duì)高頻聲波產(chǎn)生明顯有效的屏蔽作用,而冷卻塔落水噪聲的頻譜以中高頻成分為主,所以采用聲屏障可以取得一定的降噪效果。
聲屏障的降噪效果以聲影區(qū)中緊挨屏障的局部區(qū)域?yàn)樽詈茫罡呖蛇_(dá) 25 db
聲影區(qū)以外的降噪聲級(jí)則由于中頻繞射聲波的到達(dá)而有所反彈,但對(duì)于高頻波而言,衰減量一般還可達(dá)到 10-15dB。
然而由于冷卻塔落水噪聲中尚含有中頻成分,所以其降噪效果會(huì)有折扣。對(duì)于建筑外受聲點(diǎn)來說,為取得滿意的降噪效果,在不影響進(jìn)風(fēng)的前提下,尚應(yīng)通過加大屏障高度調(diào)節(jié)之。
安裝隔聲屏障時(shí)主要注意的是隔聲屏障離冷卻塔百葉進(jìn)風(fēng) 口的距離在1m左右以保冷卻塔換氣進(jìn)風(fēng)口不受阻,從而使冷卻塔冷卻效果更好。
為防止噪聲繞射而影響消聲導(dǎo)流片的聲學(xué)效果,可以在消聲導(dǎo)流片附近安裝一定長度的聲屏障,起到輔助降噪作用。
落水消聲法及特點(diǎn) :即在冷卻塔底部水面以上安裝落水消能 降噪材料,從源頭著手降低噪聲源。 降噪 效果一般在6—10dB(A);初次投資較少,對(duì)通風(fēng)散熱沒有影響;缺點(diǎn)是降噪量較少,部件易損壞,維護(hù)工作量大, 需要持續(xù)投入,并還可能引起凝汽器管子堵塞的問題。
“落水消能降噪器” 以六角蜂窩斜管為主體形式,層高18cm,由豎向?qū)攵?、無聲擦貼斜段、粘滯減速斜段、疏散灑落挑流段等四個(gè)功能段組成。
消聲墊
彈簧減振器
彈簧減震器的選型方法:
1.彈簧減震器荷重范圍選擇
設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)重量M * 130% /減震器安裝數(shù)量N=彈簧減震器載重范圍;
例:風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)重量為:5噸重;單臺(tái)風(fēng)機(jī)需要安裝4個(gè)彈簧減震器;求單個(gè)彈簧減震器的載重是多少?
依公式可得:5000公斤 * 130% /4 = 1625公斤
根據(jù)彈簧減震器的參數(shù),彈簧減震器規(guī)格參數(shù)即可找到適合該臺(tái)冷卻塔使用的彈簧減震器規(guī)格。
2.設(shè)備安裝彈簧減震器數(shù)量的確定:
具體辦法如果設(shè)備廠家有提供此數(shù)據(jù),則依廠方規(guī)定;一般情情況下減震器安裝間隔不超過2M,依此可計(jì)算出彈簧減震器安裝數(shù)量,考慮到設(shè)備的穩(wěn)定性,每個(gè)冷卻塔的減震設(shè)計(jì)為4個(gè)。
3.彈簧減震器類型的選擇:
大部分情況下,彈簧減震器的功能和作用都是一樣的,不同類型的減震器的差別在于外形結(jié)不同而已。限制型彈簧減震器簡單介紹如下:
限制型彈簧減震器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)在于設(shè)有限制減震器高度的裝置,這一特點(diǎn)有利于應(yīng)用在機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)重量變化較大的設(shè)備,避免減震器安裝后,機(jī)器的高度發(fā)生較大變化,而引起設(shè)備某些結(jié)構(gòu)受到破壞。例:冷卻水塔、水冷機(jī)組等大型設(shè)備。