冷卻塔循環(huán)供水系統(tǒng)自然通風(fēng)冷卻塔

自然通風(fēng)雙曲線型冷卻塔如圖1所示（1—人字形支柱；2—風(fēng)筒；3—淋水裝置；4—儲(chǔ)水池）所示，它由配水系統(tǒng)、淋水裝置、帶支撐結(jié)構(gòu)的風(fēng)筒和集水池等組成。冷卻水在凝汽器及其它設(shè)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(jīng)配水槽內(nèi)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(jīng)過(guò)幾層濺水條，最后落入布置于地面之下的儲(chǔ)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(nèi)，在塔中與濺散下落的水滴，形成逆向流動(dòng)，并吸收水中熱量，再?gòu)乃喜颗懦?。在此種冷卻塔內(nèi)，水被濺散成小水滴進(jìn)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(duì)流作用而受到冷卻。蒸發(fā)可以進(jìn)行到空氣中的水蒸氣完全飽和為止，因此冷卻塔的設(shè)計(jì)與當(dāng)?shù)貧庀髼l件有著密切關(guān)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(dòng)的冷空氣充分接觸，將熱量散出。圖3（1—配水槽；2—對(duì)水平微傾的護(hù)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(shí)受風(fēng)速的影響較小，但建筑費(fèi)用較大，構(gòu)造復(fù)雜。

機(jī)力通風(fēng)冷卻塔見圖5（1—補(bǔ)充水管；2—空氣；3—進(jìn)氣孔；4—傳動(dòng)裝置溝道；5—填料；6—傳動(dòng)裝置豎井；7—熱空氣；8—擴(kuò)散管；9—抽風(fēng)機(jī)；10—除水器；11—風(fēng)筒；12—配水裝置；13—要冷卻的水進(jìn)入；14—要冷卻的水返回）。該塔專設(shè)抽風(fēng)機(jī)，將空氣自塔中抽出。由于機(jī)力通風(fēng)的空氣流速較大，所以在風(fēng)機(jī)前還要裝設(shè)除水器，以減少冷卻塔的水損失。

機(jī)力通風(fēng)塔由于采用風(fēng)機(jī)強(qiáng)制通風(fēng)的方式，所以不需要自然通風(fēng)冷卻塔所需要的高且龐大的風(fēng)筒，其尺寸大為減小，造價(jià)大大降低。機(jī)力通風(fēng)塔的風(fēng)機(jī)驅(qū)動(dòng)需要消耗電能，運(yùn)行費(fèi)用較大，運(yùn)行時(shí)有噪聲，維護(hù)工作量大，不適宜于大型機(jī)組。但其風(fēng)機(jī)可調(diào)節(jié)風(fēng)量，使冷卻塔的工作比較穩(wěn)定，不受氣候影響。風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的抽力比自然通風(fēng)塔產(chǎn)生的抽力要大許多，可使冷卻水穩(wěn)定接近于濕空氣溫度，即其效率較高。

摘要：關(guān)鍵詞：循環(huán)供水系統(tǒng)選擇應(yīng)地制宜。工業(yè)項(xiàng)目中，循環(huán)供水系統(tǒng)不僅占給、排水工程費(fèi)用比例較大，而且也較容易出現(xiàn)問(wèn)題，由此帶來(lái)的資源浪費(fèi)以及對(duì)運(yùn)行管理帶來(lái)的諸多不便是不容忽視的。下面就幾種具體的情況和實(shí)例，談?wù)劥譁\的認(rèn)識(shí)。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(dāng)用水設(shè)備不能滿負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，結(jié)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(yán)重浪費(fèi)。由于水池一般都在地下，其浪費(fèi)具有隱蔽性，不易被發(fā)覺，因此在設(shè)計(jì)中更應(yīng)引起大家的重視和警覺。針對(duì)這種情況，一個(gè)簡(jiǎn)單可靠的辦法是：冷水池溢流水進(jìn)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(dá)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(yùn)行時(shí)，其出水管上的止回閥自動(dòng)關(guān)閉，水泵是不通流的，但并不是說(shuō)，任何情況下，當(dāng)水泵不運(yùn)行時(shí)，就沒有流量通過(guò)。對(duì)于循環(huán)供水系統(tǒng)，當(dāng)水泵從較高的位置抽水（比如冷卻塔設(shè)在低層建筑屋面，而水泵設(shè)置在地面），將水輸送至較低的用水設(shè)備時(shí)，要分兩種情況：其一，當(dāng)回水利用余壓，回至原處時(shí)，水泵不運(yùn)行，就沒有流量通過(guò)。其二，當(dāng)回水無(wú)壓，回流至位置較低的熱水池時(shí)，如果用水設(shè)備進(jìn)口上的閥門未關(guān)，當(dāng)水泵不運(yùn)行時(shí)，仍然有流量通過(guò)（位差，即重力勢(shì)能在自發(fā)工作），只不過(guò)是以遠(yuǎn)低于設(shè)計(jì)流量的小流量通過(guò)罷了。這時(shí)會(huì)出現(xiàn)大家誰(shuí)也不愿看到的一幕：熱水池不斷溢流，自來(lái)水則通過(guò)浮球閥不停地補(bǔ)進(jìn)，一晚上下來(lái)，得有多少水白白地“悄悄”溜走。碰到這種情況，應(yīng)將冷卻塔置于地面高度，當(dāng)無(wú)場(chǎng)地或有外觀要求，只能設(shè)置在屋面時(shí)，應(yīng)同時(shí)設(shè)置冷水池，以便將冷水泵吸水管的位差（勢(shì)能）消除。當(dāng)然，如果能保證停泵即關(guān)閥（冷水泵進(jìn)、出口或設(shè)備進(jìn)口上的任何一處的閥門），這種情況也是可以避免的，但這無(wú)疑增加了管理難度，可靠性也會(huì)降低。

循環(huán)水系統(tǒng)補(bǔ)充水，如直接補(bǔ)到冷卻塔底盤內(nèi)，水面的波動(dòng)導(dǎo)致浮球閥忽悠忽悠的，折騰久了，不壞也難。事實(shí)上，補(bǔ)水浮球閥是易損件之一。當(dāng)采用液位自動(dòng)控制，通過(guò)水泵補(bǔ)水時(shí)，液位控制浮球也會(huì)由于水面的飄忽不定，控制精度大大降低。如能加個(gè)補(bǔ)水箱，則象給浮球閥或液位控制浮球開辟了一個(gè)“避風(fēng)港”，其工況相對(duì)平穩(wěn)多了。循環(huán)水系統(tǒng)的“體外”補(bǔ)水。

循環(huán)水泵設(shè)在冷水機(jī)組前還是后？

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

曾有一個(gè)工程項(xiàng)目，試運(yùn)行時(shí)，空調(diào)冷凍機(jī)組頻頻報(bào)警停機(jī)。經(jīng)與設(shè)備生產(chǎn)廠家“會(huì)診”，方知原委。原來(lái)，為了提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，生產(chǎn)廠家經(jīng)過(guò)改良，使正常的啟動(dòng)時(shí)間（室內(nèi)達(dá)到設(shè)計(jì)溫度所需的時(shí)間）大大縮短，成為該產(chǎn)品的亮點(diǎn)和賣點(diǎn)，也恰恰是該亮點(diǎn)成為設(shè)備正常運(yùn)行的障礙。啟動(dòng)時(shí)間的縮短，代價(jià)是啟動(dòng)時(shí)間內(nèi)短期運(yùn)行負(fù)荷的大幅提高，達(dá)到設(shè)計(jì)溫度后，運(yùn)行負(fù)荷才降至正常水平。由于生產(chǎn)廠家提供的產(chǎn)品說(shuō)明書中給出的循環(huán)冷卻水量為正常運(yùn)行狀況下的流量值，導(dǎo)致啟動(dòng)時(shí)冷卻水溫升遠(yuǎn)超過(guò)設(shè)計(jì)值，冷卻塔降不了那么多，致使冷凍機(jī)組冷卻進(jìn)水溫度逐級(jí)升高，達(dá)到設(shè)定的警戒溫度便出現(xiàn)報(bào)警停機(jī)。查明原因后，在原設(shè)計(jì)冷卻塔底盤已加深的基礎(chǔ)上，又并聯(lián)了一座水箱，使冷卻塔出水與水箱內(nèi)足量的貯水緩沖，大大遏制了冷凍機(jī)組進(jìn)水溫度的升高勢(shì)頭，使啟動(dòng)得以正常實(shí)現(xiàn)。為了充分發(fā)揮水箱貯水的緩沖效應(yīng)，水箱進(jìn)、出水管位置應(yīng)盡量對(duì)角布置。水箱容積應(yīng)在滿足正常啟動(dòng)的前提下加以控制。

循環(huán)水系統(tǒng)的無(wú)壓開放式回水，水質(zhì)保證很重要，尤其是對(duì)于軟水循環(huán)冷卻供水系統(tǒng)。回水管路上如設(shè)置普通的檢查井，無(wú)疑于“開門揖盜”，雨水、泥水、地下水都有可能滲透進(jìn)入回水系統(tǒng)，降低循環(huán)供水系統(tǒng)水質(zhì)。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(gè)井內(nèi)加設(shè)一根通氣管，以不改變其重力流狀態(tài)。冷卻塔在屋面的設(shè)置位置，除了要考慮冷卻塔對(duì)周圍環(huán)境的影響，如應(yīng)遠(yuǎn)離對(duì)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(yīng)充分考慮周圍環(huán)境對(duì)冷卻塔的不利影響，應(yīng)能保證其上方的濕熱空氣及時(shí)擴(kuò)散，不產(chǎn)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(gè)角度出發(fā)，冷卻塔進(jìn)風(fēng)側(cè)距周圍實(shí)體的距離不宜小于冷卻塔進(jìn)風(fēng)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(yuǎn)離熱源（如散熱器）、廢氣（如衛(wèi)生間風(fēng)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(fēng)側(cè)。必要和可能時(shí)，可將通氣管、煙道和風(fēng)道的排放口引至它處。當(dāng)水質(zhì)不潔時(shí)，比如開式循環(huán)水系統(tǒng)，或某些低質(zhì)（經(jīng)簡(jiǎn)單沉淀處理的地表水或中水）用水場(chǎng)所，當(dāng)部分設(shè)備需要減壓時(shí)，不宜采用減壓閥，以防減壓閥傳導(dǎo)管路因經(jīng)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(zhì)不一樣的情形，比如一個(gè)要求軟水，一個(gè)自來(lái)水便可。一般都將其分為兩個(gè)獨(dú)立的、不同水質(zhì)的供水系統(tǒng)。但當(dāng)水質(zhì)要求較低的系統(tǒng)水量相比很小時(shí)，為了節(jié)省占地，節(jié)約一次投資，節(jié)省運(yùn)行費(fèi)用，方便運(yùn)行管理，循環(huán)供水系統(tǒng)統(tǒng)一采用較高的水質(zhì)，即合并采用一個(gè)軟水循環(huán)系統(tǒng)。

空調(diào)循環(huán)水系統(tǒng)與工業(yè)循環(huán)水系統(tǒng)宜分開設(shè)置?？照{(diào)循環(huán)水系統(tǒng)一般只在夏季運(yùn)行，如與工業(yè)循環(huán)水系統(tǒng)合并設(shè)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(diào)配。另外，給水水質(zhì)、水溫要求、水壓要求、內(nèi)部水損、供水方式、供水安全等方面也有諸多不同，分開設(shè)置可減少互相制約和影響。

當(dāng)循環(huán)供水系統(tǒng)增加用水設(shè)備，或用水設(shè)備用水量有所增加，使系統(tǒng)循環(huán)用水量超過(guò)原有設(shè)計(jì)供水能力，但不是太多時(shí)，改造、更換或增加冷卻塔、循環(huán)水泵，一般比較容易實(shí)現(xiàn)。但循環(huán)系統(tǒng)管路有時(shí)卻比較棘手，尤其是管線較長(zhǎng)，穿越廠區(qū)多條道路時(shí)。供水管倒不太成問(wèn)題，水泵揚(yáng)程進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶嵘托辛?。回水管重新敷設(shè)似乎不太現(xiàn)實(shí)和經(jīng)濟(jì)，有時(shí)工期也不允許?！败嚨缴角氨赜新贰保鞑患?，水位便自然雍高，位勢(shì)隨之自然提高。其結(jié)果，雖然動(dòng)不了自然坡度，卻造就了一個(gè)水力坡度。

循環(huán)水補(bǔ)充水管由外網(wǎng)直接補(bǔ)水時(shí)，宜單獨(dú)設(shè)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(bǔ)充水管因季節(jié)原因不用時(shí)污染飲用水質(zhì)。

空調(diào)循環(huán)供水系統(tǒng)補(bǔ)水泵與生活供水泵宜分開設(shè)置。由于空調(diào)循環(huán)供水系統(tǒng)有季節(jié)性，當(dāng)季節(jié)變換時(shí)，水泵可能不在高效段運(yùn)行。同時(shí)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(bǔ)水箱內(nèi)的水位自動(dòng)控制補(bǔ)水。

當(dāng)循環(huán)供水系統(tǒng)服務(wù)范圍大、管路較長(zhǎng)時(shí)，一定要考慮管路的壓力平衡問(wèn)題，以防水量分配的過(guò)度不均勻甚至因短路而造成事故。一般應(yīng)設(shè)計(jì)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(dāng)回水采用開放式無(wú)壓回水時(shí)，則無(wú)必要采用同程式。有的設(shè)備因內(nèi)部泄了壓（如噴霧冷卻），出水無(wú)壓。當(dāng)系統(tǒng)大部分回水有壓時(shí)，為了節(jié)能，循環(huán)供水系統(tǒng)應(yīng)分為有壓回水（直接上塔）和無(wú)壓回水兩個(gè)系統(tǒng)。但當(dāng)有壓回水只占很小一部分時(shí)，為了節(jié)省占地，節(jié)約一次投資，節(jié)省運(yùn)行費(fèi)用，循環(huán)供水系統(tǒng)統(tǒng)一采用開式回水系統(tǒng)。

當(dāng)部分設(shè)備距離較遠(yuǎn)，用水量較小，且出水有壓，而下游大量用水設(shè)備出水無(wú)壓，整個(gè)系統(tǒng)采用無(wú)壓回水時(shí)，為減小上游管道管徑，并減小整個(gè)系統(tǒng)管道埋深，進(jìn)而提高熱水池標(biāo)高，節(jié)約投資和運(yùn)行費(fèi)用，可采用有壓和無(wú)壓混用，即上游管段采用有壓回水，下游管段采用無(wú)壓回水。

當(dāng)某些用水量較大的有壓出水設(shè)備處于無(wú)壓回水系統(tǒng)管段的下游時(shí)，其形成的雍水會(huì)阻隔上游回水的平穩(wěn)下行。應(yīng)對(duì)其減小消能處理，或單獨(dú)回?zé)崴亍?

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

循環(huán)供水系統(tǒng)根據(jù)冷卻設(shè)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(xiàng)目中，根據(jù)不同的工程實(shí)際，對(duì)循環(huán)供水和冷卻供水系統(tǒng)、補(bǔ)充水系統(tǒng)、循環(huán)水系統(tǒng)的水質(zhì)問(wèn)題等，應(yīng)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(yùn)行費(fèi)用，降低投資規(guī)模，減少運(yùn)行費(fèi)用，簡(jiǎn)化管理工作，應(yīng)地制宜是很有必要的。