北京中科晶碩玻璃鋼技術有限公司公司與山東金光玻璃鋼集團合作生產的玻璃鋼冷卻塔產品，在設計、生產過程中運用瞭多項先進的專利技術，具有熱力性能好、節能降耗、噪聲低、效率高、外形美觀、安裝維修方便等特點。為瞭確保產品質量， 公司采用先進的檢測手段，堅決把“假冒偽劣”拒之門外，科學設計工藝流程，每道工序都是一道質檢關。模具，精雕細刻；配料，精確嚴謹；制作，精益求精；檢驗，一絲不茍。公司建立瞭先進的冷卻塔檢測站，在全國同行業也屈指可數的。

   北京中科晶碩冷卻塔檢測站配有一流的測試手段與機器，既可進行冷卻塔性能測試，也可在模擬塔內進行冷卻塔所有重要部件的單項性能研究與測試，為產品的開發研究、性能保證奠定瞭堅實的基礎，創造瞭優越的條件。正是有嚴格的管理，先進的技術，可靠的質量， 冷卻塔產品先後在全國行檢行評中榮獲“優質產品獎”，第五屆亞洲及太平洋地區國際貿易博覽會金獎， 2008、2009、2010連續3年被山東省質量監督局評為免檢產品。

逆流式冷卻塔匯集瞭我公司多年設計、制造大型冷卻塔的經驗，通過對設備各部件及整體的優化設計，實現瞭塔體構件非金屬化、氣流流暢流線化、低能耗運行、超低飄水損失、高質量的機力通風設備、奉獻給業主一套具有國內領先水平的冷卻塔塔群。經國傢權威機構實塔檢測，各項性能指標均達到國傢標準GB7190.2-1997《大型玻璃纖維增強塑料冷卻塔》的規定。北京中科晶碩公司設計生產的大型冷卻塔以其優越的性能，優良的品質，廣泛應用於化工、石化、電力、冶金及機械等各行業工業循環水系統。

 整體設計方案：

A、高質量機力通風設備—風機、減速機

風機是冷卻塔設備中的重要部件，其性能的優劣直接影響到冷卻塔的熱力性能，因此，按照招標要求，為業主配套德州貝諾風力設備有限公司生產的環氧玻璃鋼風機，並對配套廠傢進行嚴格的要求，在系統的一些關鍵部件中北京中科晶碩公司特別要求配套廠傢進行局部處理，采用性能更優越、穩定的進口產品，為業主提高質量的通風設備，為冷卻塔設備的安全長期穩定運行奠定瞭基礎。風機做靜平衡試驗，按“鋼性轉子平衡精度”，等級取G6.3級，葉尖距風筒內壁間隙應均勻一致，其值不大於0.005D(D為風機直徑)，誤差不大於±10mm。風機氣動合理、風量大、噪聲低、效率高、耐腐蝕。

減速機亦為德州貝諾風力設備有限公司生產，水平臥式、噪聲低、效率高、防水、油潤滑可靠、檢修方便。整體系統使用壽命不低於15年。

為保證冷卻塔安全運行，可設置風機運行監控系統，系統具備振動、溫度、油位三項監控功能，並可實現自動顯示、報警及停機功能。監控主要技術指標如下：

油溫測量范圍：0～99℃

精度：±1℃

報警溫度：≥72℃±1℃（可設定）

停機溫度：≥82℃±1℃（可設定）

2）油位開關動作值：

報警油位：低於標準油麵30mm（現場安裝時校正）

停機油位：低於報警油位40mm±5 mm

3）振動保護開關動作值：

振頻3Hz（風機頻率）條件下，振幅大於2mm時停機。

4）輸出觸點（停機信號）容量：28v，2A

5）功耗：<6W

B、電機

采用國內名牌優質三速變極電動機，為冷卻塔專用優質電機，Y型臥式異步電機，戶外型，絕緣等級為F級，防護等級為IP54，380V。該電機性能穩定、防水性能好、使用效率高，冬季結冰時風機可開低速反轉，塔內的氣溫高可迅速消冰，且不損壞風機。

C、風筒

該塔風筒為迥轉及“優角”動能回收型，玻璃鋼材質，它充分利用瞭氣體流暢均化理論，結合工程實踐經驗和實測數據而設計，內壁曲線采用橢圓曲線，與采用直線的自然擴散型風筒相比較，該風筒消除瞭氣流脫壁現象，縮小瞭渦流區，使風筒中心負壓區麵積大幅縮小，出風口斷麵風速分佈趨於均化。

風筒線型設計合理，下部按《維道辛期基》曲線的上半段求出的公式（化工部通風圖設給出風筒型設計）

用維紙方程求出風筒漸縮段的線型。它的氣流阻力最小，其下聯接塔頂平臺，其上聯接風筒的直線段（風機葉片所在空氣在直線段）作為一個系統最合理。直線段以上是擴散段，其作用為增強風筒水平斷麵麵積，降低風速，減少動能損失，即回收動能，因為動能與風速的平方成正比即：

Hf=ξ

式中：Hf----動能

ξ----阻力系數

V----風速

g----重力加速度

一般的動能回收型型風筒在實際運轉中，其頂部有一嚴重問題，在風筒中心約1.5-1.8直徑范圍內氣流不是向上而是向下。即所謂回流區。它嚴重影響瞭動能回收。為瞭克服這一缺點設計瞭《優角型風筒》，其特點是風筒的氣流重新組織，將離散的氣流向中心壓，最終克服瞭回流現象，使氣流都向上。風量增加瞭6%（北京石化院論文給出武漢化工廠實測結果）。

  工作原理：風筒由下到上分為來流收縮段、風機工作段和動壓回收段三段，通過逆流塔淋水段或橫流塔氣室的氣流經過由橢圓曲線設計的風筒來流收縮的整理，能較好地均勻收縮過渡到風機工作段，氣流在風機工作段通過葉片做功被提升到動壓回收段，利用氣體流暢均化理論設計的動壓回收段對氣流進行導流擴散，使出風筒氣流動壓損失有效降低。

技術特點：

①優質原材料：風筒原材料采用河南南陽玻纖廠生產的優質玻纖佈及玻纖氈，采用常州天馬化工集團有限公司生產的名優不飽合樹脂。產品固化度為81.9%（國標值：≮80%），彎曲強度273MPa（國標值：≮147 MPa），巴柯氏硬度為60，結構層樹脂含量為46.78%（國標值：≮45%）。

②高效節能：該風筒消除瞭氣流脫壁現象，縮小瞭渦流區，使風筒中心負壓區麵積大幅縮小，出風口斷麵風速分佈趨於均化，經實際應用檢測，該風筒動能回收值大於30%，節能大於8%；

③美觀實用：風筒采用模壓工藝工程，外表麵采用含光穩定劑的美國亞什蘭公司膠衣樹脂層，內表麵塗樹脂兩遍，經壓模處理保護較高光潔度以減少阻力。風筒具有優良的耐老化、抗紫外線性能，制品表麵色澤均勻，長久使用不褪色龜裂；

④高強度、加強度型設計：采用梯形大端麵空腹加強筋，應力集中段環向和聯接端環向埋有預制件以保證風筒整體強度和運行強度，抗風載荷690Pa；

⑤長壽命設計：緊固件采用鍍鋅件，結合玻璃鋼風筒本體優越的理化性能，使風筒適合全天候室外工作條件，正常條件下，設計使用壽命不低於20年。 

D、填料

采用改性PVC梯型薄膜填料，適應溫度650C～-350C，該形式填料其表麵積大，水的再分配能力強，阻力小。原片材塑化均勻，無裂紋、無孔洞、無氣泡、無明顯雜質及分散不良的輔料，粒徑為0.6~1.0mm的雜質個數不超過30個/m2，分散度不超過5個/10cm×10cm，片邊光滑平直，色澤一致，該填料具有重量輕，安裝方便，耐化學性能好，冷卻效率高，應用范圍廣，阻燃性能好等特點。熱力性能，據北京水科院測試：

N=Ω＝１.725λ0.578

Ka=1103(g/1000)0.588(q/1000)0.432

式中：N=Ω——冷卻數

           λ——氣水比

           Ka——容積散質系數[kg/(m3.h)]

           g——重量風速[kg/(m2.s)]

           q——淋水密度[kg/(m2.h)]

填料平片滿足以下要求：

①片材拉伸強度≥42.3MPa

②片材密度≤1.55g/cm3

③平片在（90±1）0C水中15min縱向變形率≤5%

④填料塊650C水中1小時目測無明顯變形

⑤阻燃氧指數≥40

⑥填料塊常溫時在簡支條件下承受2.9KN/m2均佈荷載1小時，支承麵及加壓截麵無明顯變形，卸載後無明顯殘餘變形，粘接點松脫率≤10%

⑦片材斷裂強度縱向≥1500N/cm2，橫向≥1500N/cm2

⑧吸水率≤0.15%

⑨常溫斷裂伸長率：縱向≥60%，橫向≥35%

⑩低溫對折實驗耐寒溫度≤－35℃

11濕熱老化試驗後的低溫對折耐寒溫度≤－24℃

⑵淋水填料成品質量標準

①填料成型片尺寸長度、寬度允許誤差為±10mm，片型保持矩形，淋水板的破損孔眼不得超過20個/m2，分散度不超過5個/10cm×10cm，破損孔徑不超過2mm，成型片片邊平直，無裂紋及明顯的缺口。

②淋水填料組裝塊片間距允許誤差不大於±1.0mm，片型幾何尺寸允許誤差不大於±5%，最大誤差不大於1.0mm。

③淋水填料采用粘接式組裝成塊，各組裝塊連接牢固，整體剛度。

采用的粘接劑具有耐水、耐熱（65℃）、耐寒（－35℃）、耐老化。粘接24h後的剪切強度不小於1.37MPa。粘接強度的測試方法按《HG2-151-65》進行，粘接完好率應在90%以上。

④淋水填料組裝塊具有足夠的剛度和強度，簡支條件下的標準試件在2942N/m2均佈荷載作用下，支撐處及加荷麵無明顯變形，卸荷後無殘餘變形，片間連接點無松脫現象，測試方法按《DL/T742-2001》中規定進行。

⑤淋水填料組裝塊保持在65℃條件下不發生幾何變形，無脫膠現象，測試方法按《DL/T742-2001》中規定進行。

⑥淋水填料的包裝、運輸、貯存、安裝、驗收以及其他方麵的技術要求均按《DL/T742-2001》中有關規定執行。

綜合質量符合電力部DL/T742-2001《冷卻塔塑料部件技術條件》，可保質10年以上。

E、填料支撐架

考慮到冷卻塔的使用壽命及非金屬化技術趨勢，故本塔填料托架采用北京中科晶碩公司生產的增強拉擠型材填料托架。

玻璃鋼拉擠型材托架是由不同高度的拉擠工字型材及連接定位穿桿采用環氧樹脂粘結組裝而成，主要用於支承淋水填料，使用時將其放置在淋水裝置次梁上，其上安放填料。

托架材料的選擇：

根據經濟，實用以及耐腐蝕性的要求，選擇輕質高強耐腐蝕的玻璃鋼作為基體材料。玻璃鋼是以玻璃纖維及其制品作為增強材料，以熱固性樹脂為粘接基件。通過一定的成型工藝而制成的一種材料。在玻璃鋼中玻璃纖維及其制品具有拉伸強度高，防火、耐熱、耐腐蝕和尺寸穩定等優點，起增強作用。而樹脂固化後具有很好的電絕緣性、耐老化性、耐腐蝕性及尺寸穩定性。綜合起來，玻璃鋼具有：1、強度高、比模量大。2、耐疲勞性能好，金屬材料的安裝破壞常常是沒有明顯預兆的突發性破壞，而玻璃鋼中玻璃纖維與樹脂基體的界麵能阻止材料受力所致裂紋的擴展，破壞前有明顯的預兆。這就增加瞭其安全性。3、減震性好。4、過載安全性高。玻璃鋼中有大量增強纖維，當材料過載而有少數纖維斷裂時，載荷會迅速重新分配到未破壞的纖維上，使整個構件在短期內不致於失去承載能力。5、具有優良的耐腐蝕、耐老化性能。在自然大氣暴露條件下，我國已積累20多年的老化數據，其強度及保留80%以上。6、耐燒蝕性好、電絕緣性高。另外，由於玻璃鋼的比重為1.8左右，為鋼的1/4，鋁型材的2/3。所以重量輕、運輸、安裝非常方便、經濟。安裝時不需使用起吊提升設備，同時也可使支撐物重量大大減輕，既節約又方便。

在水及其他腐蝕性介質中，玻璃鋼的抗老化性表現得更加突出。玻璃鋼的吸濕性很低，幾乎不透水，可以用於防水建築和給排水工程。對於某些特殊要求，可在樹脂中加入紫外線吸收劑從而更好地提高抗老化性能。所以我們研制玻璃鋼托架使用壽命達20年以上。

一般用途的拉擠樹脂在10%的硫酸、20%的硝酸、50%的醋酸、5%的氫氧化鈉介質中長期作用下，不受影響。這是玻璃鋼被廣泛應用到化工，防腐領域的主要原因之一，穩定的材質在長期不受氧化腐蝕的情況下，增加瞭材料的安全性。再者玻璃鋼具有顏色鮮艷，內外顏色一致，不褪色、永不生銹、不氧化的特性，所以能長期保持其美麗的外觀，而不需維修保養。

玻璃鋼的耐低溫性很好，在低溫時不變脆。在-700C時，其沖擊、彎曲強度隨溫度下降而有上升的趨熱。對一般玻璃鋼產品，長期使用溫度為-500C-600C。它可以同時滿足不同地區用戶的使用要求。

F、噴淋裝置

配水管道采用首鋼Q235管材，低壓環網管式配水。噴頭配用ABS三盤式噴頭，具有不易阻塞等特點。使用壽命不低於15年。

技術特點：                                  

①佈水均勻：配水管線采用回路網狀佈置，並設置平衡管，從而保證管路各部分水壓力均勻；

②低阻設計：管道內壁光滑，水流阻力小，可以減少水中污物在管道中的沉淀，配水管采用大管徑、低流速設計，系統配水阻力僅為0.2mmH2O；

③操作彈性大：實塔測試表明：塔內不同位置噴頭的佈水流量偏差<5%，系統對水力負荷具有較高的適應性，該系統在運行負荷達到130%時仍可正常工作，運行負荷低至40%時整塔佈水均勻性不受影響，大大提高瞭設備運行的安全性和可靠性；

G、收水器

采用波160-45型收水器，改性PVC 拉擠型材。使用壽命不低於15年。

技術特點：

①節水環保：收水效率高，經國傢權威檢測部門現場測試表明該收水器收水效率按循環水量計其飄水損失可達0.002%以下，僅為國標允許值的十分之一，達到國外同類產品先進水平，使設備對周圍環境的影響大大改善，使風機葉片高速旋轉工作時避免切割高含濕量空氣，葉片使用壽命可延長2~3年；

②低阻節能：氣流阻力小，在2.8m/s風速條件下，通風阻力損失約0.8mmH2O，低於國外同類產品；

③長壽命設計：收水器采用改性PVC材料拉擠成型，在收水器的片材中添加瞭進口碳黑等改性劑，大大提高瞭片材的抗紫外線、抗老化和機械性能。

H、鋼結構的防腐

對於采用鋼件部分鋼結構的防腐，防腐程序：酸洗除銹—水洗—堿洗除油—表麵磷化—鍍鋅處理—塗環氧富鋅底漆一道—厚漿型環氧瀝青漆一道（用船舶漆或846-1型）—麵漆一道（用船舶漆或846-2型）漆膜厚250~300um（環氧防腐漆用中船總公司725研究所或上海開林油漆廠產品）。正常使用條件下，經防腐處理後的鋼構件使用壽命不低於15年。

I、節能降耗

冷卻塔的運行費用是冷卻塔投資的一項非常重要的組成部分，特別是大型冷卻塔，我們充分考慮到運行時的能耗：

1 本方案中由於采用瞭優化的配水系統和塔型設計，低壓噴頭的應用等一系列冷卻

塔設計的先進技術，可使循環泵的供水揚程較常規設計下降1.5m以上使冷卻塔運行費用大大降低，經濟效益明顯。       2 由於該塔采用我所研制的專用收水器防止飛水現象的發生，避免瞭水損失，同時也避免瞭冷卻水中藥劑的損失，節約水資源，且保護瞭生態環境。

3 由於設計中采用我公司的B160-45新型收水器，使設備的收水效率大大提高（按循環水量計的飄水損失僅為國標值的五分之一）的同時，使設備對周圍環境的影響大大改善。在冷卻塔設備中收水效率的高低還直接影響到風機葉片的使用壽命。風機葉片長期工作在高濕度的水蒸氣環境中，葉尖以60~70m/s的線速度切割濕熱空氣，空氣中水蒸氣的含量越大（即收水器的收水效率越低）對風機葉片的損害越大，實際應用表明：冷卻塔設備中以循環水量計的收水效率每降低一個數量級，則葉片的使用壽命可提高2~3年（葉片的正常使用壽命為10年左右），經濟效果顯著。

J、塔內檢修通道

a、塔內設風機檢修平臺及上下爬梯，以滿足日常維護、管理檢修的需要。

b、冷卻塔設快開型檢修門，檢修門保證良好的密封並易於拆卸。

K、導風板

為減少進風阻力，由進風口上部增設瞭導流板，使進風流暢、均勻無渦流現象，材質為玻璃鋼，使用壽命不低於20年。

L、總結

綜上所述，本設計冷卻塔的系統具有以下特點：

※高效動能回收型風筒的使用，動能回收值超過30%，節約瞭電能；

※高質量通風設備(風機、減速機、電機)的應用保證整體設備高效率安全、可靠的運行；

※超低飄水損失新產品收水器（波B160-45偏峰收水器）的應用，可使飄水率忽略不計，具有節能、環保新概念；

※風機的安全監控系統保證瞭冷卻塔設備的可靠運行；

※系統低水阻設計（佈水系統及噴頭），操作彈性大，可在額定水量的70%~130%工況下安全可靠運行。

※整體設計思路的優化，使水泵的揚程降低，節約瞭電能。

※通過熱力性能計算，本方案風機風量和配用電機的功率上均留有一定的裕度，充分保證瞭該塔的不利氣象條件和沖擊負荷下的正常使用。

※通過調整噴頭的噴濺方向，改變水流的流動型式，使水不致於流到壁板上，減小壁流現象的產生。

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