冷卻塔循環(huán)供水系統(tǒng)

自然通風雙曲線型冷卻塔如圖1所示（1—人字形支柱；2—風筒；3—淋水裝置；4—儲水池）所示，它由配水系統(tǒng)、淋水裝置、帶支撐結構的風筒和集水池等組成。冷卻水在凝汽器及其它設備吸收熱量后，在一定的壓力下，沿壓力水管送至塔身下部距地面8—10m高度上布置的配水槽；水沿配水槽由塔中心流向四周，并經配水槽內的孔呈線狀下流，落在特殊的濺水條上；濺水條由木條或鋼筋水泥組成。經過幾層濺水條，最后落入布置于地面之下的儲水池中。冷空氣靠塔筒造成的吸力，從塔筒下部的四周被吸人塔內，在塔中與濺散下落的水滴，形成逆向流動，并吸收水中熱量，再從塔上部排出。在此種冷卻塔內，水被濺散成小水滴進行冷卻，故也被稱為滴水式冷卻塔。

水在冷卻塔中主要由于蒸發(fā)作用，小部分是由于對流作用而受到冷卻。蒸發(fā)可以進行到空氣中的水蒸氣完全飽和為止，因此冷卻塔的設計與當地氣象條件有著密切關系。

滴水式淋水裝置通常由水平或傾斜安放的濺水條按一定間距排列而成。濺水條可以是橫剖面形式為矩形或三角形的木板條、水泥條，或塑料十字型、石棉水泥角型、弧形等。如圖2所示三角形及矩形板條組成的淋水裝置。

除滴水式冷卻方式外，還有薄膜式冷卻方式。薄膜式是指水沿著木板或彎曲波形板組成的多層空心體表面淌下，形成具有較大接觸面積的水膜，與自下而上流動的冷空氣充分接觸，將熱量散出。圖3（1—配水槽；2—對水平微傾的護板；3—冷卻水池；4—塔的金屬骨架）為薄膜式多邊形冷卻塔，圖4為薄膜式淋水裝置。

滴水式冷卻塔的淋水密度一般為2.5—3.5m/(m·h)，而薄膜式冷卻塔為7m/(m·h)。薄膜式冷卻塔的單位容積放出的熱量比滴水式約大1.6—2.5倍，冷卻效率高，占地面積小，工作時受風速的影響較小，但建筑費用較大，構造復雜。

摘要：關鍵詞：循環(huán)供水系統(tǒng)選擇應地制宜。工業(yè)項目中，循環(huán)供水系統(tǒng)不僅占給、排水工程費用比例較大，而且也較容易出現問題，由此帶來的資源浪費以及對運行管理帶來的諸多不便是不容忽視的。下面就幾種具體的情況和實例，談談粗淺的認識。有的循環(huán)冷卻供水系統(tǒng)，其冷水泵采用變頻控制供水，而其熱水泵則采用恒速供水。當用水設備不能滿負荷運行時，結果可想而知：后者（熱水池）入不敷出，水位逐漸降低，甚至被抽空，而前者（冷水池）則供大于求，源源不斷地溢流，造成水資源的嚴重浪費。由于水池一般都在地下，其浪費具有隱蔽性，不易被發(fā)覺，因此在設計中更應引起大家的重視和警覺。針對這種情況，一個簡單可靠的辦法是：冷水池溢流水進入熱水池，前者多得到的，原物奉還給后者，使循環(huán)冷卻供水系統(tǒng)的水量達到自然平衡。

一般情況下，水泵是從較低的位置，將水抽送至較高的位置，水泵不運行時，其出水管上的止回閥自動關閉，水泵是不通流的，但并不是說，任何情況下，當水泵不運行時，就沒有流量通過。對于循環(huán)供水系統(tǒng)，當水泵從較高的位置抽水（比如冷卻塔設在低層建筑屋面，而水泵設置在地面），將水輸送至較低的用水設備時，要分兩種情況：其一，當回水利用余壓，回至原處時，水泵不運行，就沒有流量通過。其二，當回水無壓，回流至位置較低的熱水池時，如果用水設備進口上的閥門未關，當水泵不運行時，仍然有流量通過（位差，即重力勢能在自發(fā)工作），只不過是以遠低于設計流量的小流量通過罷了。這時會出現大家誰也不愿看到的一幕：熱水池不斷溢流，自來水則通過浮球閥不停地補進，一晚上下來，得有多少水白白地“悄悄”溜走。碰到這種情況，應將冷卻塔置于地面高度，當無場地或有外觀要求，只能設置在屋面時，應同時設置冷水池，以便將冷水泵吸水管的位差（勢能）消除。當然，如果能保證停泵即關閥（冷水泵進、出口或設備進口上的任何一處的閥門），這種情況也是可以避免的，但這無疑增加了管理難度，可靠性也會降低。

循環(huán)水系統(tǒng)補充水，如直接補到冷卻塔底盤內，水面的波動導致浮球閥忽悠忽悠的，折騰久了，不壞也難。事實上，補水浮球閥是易損件之一。當采用液位自動控制，通過水泵補水時，液位控制浮球也會由于水面的飄忽不定，控制精度大大降低。如能加個補水箱，則象給浮球閥或液位控制浮球開辟了一個“避風港”，其工況相對平穩(wěn)多了。循環(huán)水系統(tǒng)的“體外”補水。

循環(huán)水泵設在冷水機組前還是后？

如果冷卻塔設在地坪上或屋頂高度有限，循環(huán)水泵自然是設在冷水機組前。如果冷卻塔高高在上，再把循環(huán)水泵設在冷水機組前，將使設備的循環(huán)管路承受較高的水壓，設備的實際承壓能力不能忽視。這時，為安全起見，循環(huán)水泵的設置位置宜在冷水機組之后。

曾有一個工程項目，試運行時，空調冷凍機組頻頻報警停機。經與設備生產廠家“會診”，方知原委。原來，為了提高市場競爭力，生產廠家經過改良，使正常的啟動時間（室內達到設計溫度所需的時間）大大縮短，成為該產品的亮點和賣點，也恰恰是該亮點成為設備正常運行的障礙。啟動時間的縮短，代價是啟動時間內短期運行負荷的大幅提高，達到設計溫度后，運行負荷才降至正常水平。由于生產廠家提供的產品說明書中給出的循環(huán)冷卻水量為正常運行狀況下的流量值，導致啟動時冷卻水溫升遠超過設計值，冷卻塔降不了那么多，致使冷凍機組冷卻進水溫度逐級升高，達到設定的警戒溫度便出現報警停機。查明原因后，在原設計冷卻塔底盤已加深的基礎上，又并聯了一座水箱，使冷卻塔出水與水箱內足量的貯水緩沖，大大遏制了冷凍機組進水溫度的升高勢頭，使啟動得以正常實現。為了充分發(fā)揮水箱貯水的緩沖效應，水箱進、出水管位置應盡量對角布置。水箱容積應在滿足正常啟動的前提下加以控制。

循環(huán)水系統(tǒng)的無壓開放式回水，水質保證很重要，尤其是對于軟水循環(huán)冷卻供水系統(tǒng)。回水管路上如設置普通的檢查井，無疑于“開門揖盜”，雨水、泥水、地下水都有可能滲透進入回水系統(tǒng)，降低循環(huán)供水系統(tǒng)水質。可將回水系統(tǒng)改為封閉式，將檢查井改為檢查口井，并在每個井內加設一根通氣管，以不改變其重力流狀態(tài)。冷卻塔在屋面的設置位置，除了要考慮冷卻塔對周圍環(huán)境的影響，如應遠離對噪聲環(huán)境要求較高的區(qū)域，并保證漂水不影響周圍窗戶的正常使用外，還應充分考慮周圍環(huán)境對冷卻塔的不利影響，應能保證其上方的濕熱空氣及時擴散，不產生回流影響，并保證能吸入足量的未被污染的冷空氣。從這個角度出發(fā)，冷卻塔進風側距周圍實體的距離不宜小于冷卻塔進風口高度的2倍，或冷卻塔高度的2/3，并不宜布置在容易形成氣流滯流區(qū)的“L”形、“U”形、“E”形、“H”形建筑物屋面的凹窩處，且盡量遠離熱源（如散熱器）、廢氣（如衛(wèi)生間風道、排水系統(tǒng)伸頂通氣管）、煙氣（如廚房煙道）的排放口，并位于這些熱源和污染源的上風側。必要和可能時，可將通氣管、煙道和風道的排放口引至它處。當水質不潔時，比如開式循環(huán)水系統(tǒng)，或某些低質（經簡單沉淀處理的地表水或中水）用水場所，當部分設備需要減壓時，不宜采用減壓閥，以防減壓閥傳導管路因經常發(fā)生堵塞而影響正常使用。常遇到循環(huán)水系統(tǒng)要求水質不一樣的情形，比如一個要求軟水，一個自來水便可。一般都將其分為兩個獨立的、不同水質的供水系統(tǒng)。但當水質要求較低的系統(tǒng)水量相比很小時，為了節(jié)省占地，節(jié)約一次投資，節(jié)省運行費用，方便運行管理，循環(huán)供水系統(tǒng)統(tǒng)一采用較高的水質，即合并采用一個軟水循環(huán)系統(tǒng)。

空調循環(huán)水系統(tǒng)與工業(yè)循環(huán)水系統(tǒng)宜分開設置?？照{循環(huán)水系統(tǒng)一般只在夏季運行，如與工業(yè)循環(huán)水系統(tǒng)合并設置，在其它季節(jié)，冷卻塔、冷卻水泵如未按各自流量配置，則很難調配。另外，給水水質、水溫要求、水壓要求、內部水損、供水方式、供水安全等方面也有諸多不同，分開設置可減少互相制約和影響。

當循環(huán)供水系統(tǒng)增加用水設備，或用水設備用水量有所增加，使系統(tǒng)循環(huán)用水量超過原有設計供水能力，但不是太多時，改造、更換或增加冷卻塔、循環(huán)水泵，一般比較容易實現。但循環(huán)系統(tǒng)管路有時卻比較棘手，尤其是管線較長，穿越廠區(qū)多條道路時。供水管倒不太成問題，水泵揚程進行適當的提升就行了?；厮苤匦路笤O似乎不太現實和經濟，有時工期也不允許?！败嚨缴角氨赜新贰?，流不及，水位便自然雍高，位勢隨之自然提高。其結果，雖然動不了自然坡度，卻造就了一個水力坡度。

循環(huán)水補充水管由外網直接補水時，宜單獨設置，其上不宜再接出其它用水，或從其它供水立管延伸供水，以防循環(huán)水補充水管因季節(jié)原因不用時污染飲用水質。

空調循環(huán)供水系統(tǒng)補水泵與生活供水泵宜分開設置。由于空調循環(huán)供水系統(tǒng)有季節(jié)性，當季節(jié)變換時，水泵可能不在高效段運行。同時浮球閥也是易損件，分開后，可取消浮球閥，改為由冷卻塔底盤或循環(huán)水池、補水箱內的水位自動控制補水。

當循環(huán)供水系統(tǒng)服務范圍大、管路較長時，一定要考慮管路的壓力平衡問題，以防水量分配的過度不均勻甚至因短路而造成事故。一般應設計為同程式供、回水系統(tǒng)。循環(huán)水同程式循環(huán)管路布置。當回水采用開放式無壓回水時，則無必要采用同程式。有的設備因內部泄了壓（如噴霧冷卻），出水無壓。當系統(tǒng)大部分回水有壓時，為了節(jié)能，循環(huán)供水系統(tǒng)應分為有壓回水（直接上塔）和無壓回水兩個系統(tǒng)。但當有壓回水只占很小一部分時，為了節(jié)省占地，節(jié)約一次投資，節(jié)省運行費用，循環(huán)供水系統(tǒng)統(tǒng)一采用開式回水系統(tǒng)。

當部分設備距離較遠，用水量較小，且出水有壓，而下游大量用水設備出水無壓，整個系統(tǒng)采用無壓回水時，為減小上游管道管徑，并減小整個系統(tǒng)管道埋深，進而提高熱水池標高，節(jié)約投資和運行費用，可采用有壓和無壓混用，即上游管段采用有壓回水，下游管段采用無壓回水。

當某些用水量較大的有壓出水設備處于無壓回水系統(tǒng)管段的下游時，其形成的雍水會阻隔上游回水的平穩(wěn)下行。應對其減小消能處理，或單獨回熱水池。

循環(huán)供水與循序供水雖然都是水的重復利用，但前者是同一使用主體的重復使用，是需要付出代價的（冷卻塔、水泵等的一次投資和經常性的運行、管理費用），而后者則是不同使用主體的重復（延續(xù)）使用，基本上是“空手套白狼”，更具優(yōu)勢。因此，根據不同的工程實際，確定是采用循環(huán)供水還是循序供水，對于降低投資規(guī)模，減少運行費用，簡化管理工作，是很有必要的。

循環(huán)供水系統(tǒng)根據冷卻設備的不同又分為冷卻水池、噴水池和冷卻塔三種類型 。工業(yè)項目中，根據不同的工程實際，對循環(huán)供水和冷卻供水系統(tǒng)、補充水系統(tǒng)、循環(huán)水系統(tǒng)的水質問題等，應引起重視和警覺。要從節(jié)省占地，節(jié)約一次投資，節(jié)省運行費用，降低投資規(guī)模，減少運行費用，簡化管理工作，應地制宜是很有必要的。