涼水塔又名冷卻塔，冷卻塔（cooling tower）是冷卻循環(huán)水的設(shè)施，是大型火力發(fā)電廠的關(guān)鍵性項目之一。
1910年荷蘭學(xué)者依特爾松提出了以鋼筋混凝土建造冷卻塔殼體。世界上第一個自然通風(fēng)塔建成于1915年的荷蘭，廣泛應(yīng)用發(fā)電廠、石油化工、 日用消費品等領(lǐng)域。
冷卻塔是利用空氣和水兩種不同介質(zhì)，通過直接或間接接觸方式，使水溫降低以循環(huán)使用?；緲?gòu)造有淋水填料、配水系統(tǒng)、通風(fēng)設(shè)備等組成。主要有逆流式、橫流式、噴射式等。中國從國外引進玻璃鋼冷卻塔后，整塔實測鑒定等方法不斷改進和提高，使中國的FRP冷卻塔得到迅速發(fā)展。
冷卻塔大型節(jié)能化、填料高效薄板型、填料材質(zhì)塑料化是冷卻塔發(fā)展的趨勢。
簡史
1910年荷蘭學(xué)者依特爾松提出了以鋼筋混凝土建造冷卻塔殼體。世界上第一座冷卻塔是建成于1915年，位于荷蘭的一座礦山上。是第一座投入使用的鋼筋混凝土冷卻塔。它的設(shè)計者是依特爾松(Frederik Von Iterson)，他是荷蘭國家礦產(chǎn)部的一名學(xué)者。美國相關(guān)領(lǐng)域的科學(xué)家也對冷卻塔也進行了大量的研究和工程實踐。一座高達百米的雙曲線冷卻塔于1958年在HihgMammham發(fā)電廠中建成了。成為當(dāng)時世界上最高的冷卻塔，標志著冷卻塔研究有了長足的進步。
冷卻塔是利用空氣和水兩種不同介質(zhì)，通過直接或間接接觸方式，使水溫降低以循環(huán)使用的裝置，中國外普遍用以節(jié)水。以往的冷卻塔采用木、鋼、侗筋混凝土結(jié)構(gòu)，木結(jié)構(gòu)塔需耗大量木材，且防腐處理困難，到60年代巳被基本淘汰
在國外，60年代開始開發(fā)玻璃鋼冷卻塔，發(fā)展很快。美國、日本、英國、法國、瑞士、蘇聯(lián)、羅馬尼亞等，都有各種系列的產(chǎn)品。尤以日本，生產(chǎn)廠家多，產(chǎn)品系列齊全。
1966年以來，中國臺灣省和香港特別行政區(qū)分別從美國保利、日本信和等公司引進技術(shù)，大量生產(chǎn)玻璃鋼冷卻塔。
1973年，中國從國外(日本)引進玻璃鋼冷卻塔后，在消化吸收國外玻璃鋼冷卻塔技術(shù)的基礎(chǔ)上，研制出中國第一代FRP冷卻塔，1974年投放市場，取得良好效果，并引起人們的極大重視，許多設(shè)計研究單位，相繼開展了FRP冷卻塔的研究和設(shè)計工作，開發(fā)新的產(chǎn)品，并以整塔實測鑒定等方法不斷改進和提高，使中國的FRP冷卻塔得到迅速發(fā)展。
工作原理
冷卻塔是利用空氣和水兩種不同介質(zhì)，通過直接或間接接觸方式，使水溫降低以循環(huán)使用。干燥低焙值的空氣經(jīng)過風(fēng)機的抽動后，自進風(fēng)網(wǎng)處進入冷卻塔內(nèi)；飽和蒸汽壓力大的高溫水分子向壓力低的空氣流動，濕熱高焙值的水自播水系統(tǒng)灑入塔內(nèi)。當(dāng)水滴和空氣接觸時，一方面由于空氣與水的直接傳熱，另一方面由于水蒸氣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，蒸發(fā)吸熱帶走熱量，從而達到降溫之目的。
基本構(gòu)造
淋水填料
淋水填料是熱水在塔內(nèi)冷卻的主要部件，稱為“腸胃系統(tǒng)”。需要冷卻的熱水經(jīng)多次濺散成水滴或水膜，增加水與空氣的接觸面積和延長接觸時間，促使熱水與空氣進行熱交換，使水得到冷卻。
配水系統(tǒng)
配水系統(tǒng)的作用是將熱水均勻地分布在整個填料上。熱水分布是否均勻，對冷卻效果影響很大。如水量分布不均勾，不僅直接降低水的冷卻效果，也會造成部分冷卻水滴飛濺而飄逸出塔外，增加水量損失。
通風(fēng)設(shè)備
在抽風(fēng)式機械通風(fēng)冷卻塔的上塔體風(fēng)筒內(nèi)，設(shè)置用電機帶動的風(fēng)機（鼓風(fēng)式設(shè)在下部），利用風(fēng)機轉(zhuǎn)動產(chǎn)生設(shè)計的空氣流量（即風(fēng)量），以保證足夠的空氣與水進行熱交換，達到冷卻。
空氣分配裝置
空氣分配裝置是指進風(fēng)口、百葉窗及導(dǎo)風(fēng)板等，目的是引導(dǎo)空氣均勻地分布于冷卻塔的整個截面上，不使空氣在塔內(nèi)產(chǎn)生不均勻及渦流、回流等，保證水與空氣均勻地接觸。
通風(fēng)筒
簡稱風(fēng)筒，其作用是創(chuàng)造良好的空氣動力學(xué)條件，減少通風(fēng)阻力，把排出冷卻塔的濕空氣送入高空，防止或減少濕熱空氣回流。機械通風(fēng)冷卻塔的風(fēng)筒，目前基本上均采用玻璃鋼（FRP）制作。風(fēng)筒式自然通風(fēng)冷卻塔的風(fēng)筒，直徑大而高，起通風(fēng)和把濕空氣送往高空的作用，用鋼筋或鋼絲網(wǎng)澆作而成。
除（收）水器
除水器亦稱收水器，其作用是將要排出塔外的濕空氣中所攜帶的水滴，在塔內(nèi)利用收水器把水滴與空氣分離，減少逸出（飄失）水量的損失和對周圍環(huán)境的影響。
塔體
塔體是指冷卻塔的外殼體，機械通風(fēng)冷卻塔和風(fēng)筒式自然通風(fēng)冷卻塔的塔體是封閉的，其作用是起到支承、圍護和組織合式的氣流功能；開放式冷卻塔的塔體沿塔高做成開敞的，使空氣自然進入塔內(nèi)。
集水池
設(shè)在冷卻塔下部（對于中小型塔有的下部設(shè)底盤而不設(shè)集水池），用于匯集多臺塔從淋水填料落下來的冷卻水。集水池具有一定容積，有時還起到調(diào)節(jié)水量的作用。
進出水管
進水管把熱水輸送到冷卻塔的配水系統(tǒng)，進水管上設(shè)閥門，以調(diào)節(jié)進塔水量。出水管（中小型塔設(shè)在底盤下）把冷卻水送往用水點或水池。大型塔無出水管，冷卻水直接下落到水池，則一般是指水泵從水池抽水送至用水點的輸水管。集水池還設(shè)有補充水管、溢流管、排污管及放空管等。
基本分類
冷卻塔種類很多，按通風(fēng)方式分有自然通風(fēng)逆流式冷卻塔、自然通風(fēng)橫流式冷卻塔、自然通風(fēng)干式冷卻塔。其中機械通風(fēng)冷卻塔又可以分為抽風(fēng)式機械通風(fēng)逆流式冷卻塔、抽風(fēng)式機械通風(fēng)橫流式冷卻塔、鼓風(fēng)式機械通風(fēng)逆流式冷卻塔、混合通風(fēng)冷卻塔；按水氣接觸方式分為濕式冷卻塔（其中有自然通風(fēng)冷卻塔、機械通風(fēng)冷卻塔、混合通風(fēng)冷卻塔）、干式冷卻塔、干濕式冷卻塔。按冷卻介質(zhì)分為海水冷卻塔、淡水冷卻塔；按用途分為民用冷卻塔、工業(yè)冷卻塔。按水氣流動方向分為逆流式冷卻塔、橫流式冷卻塔混流式冷卻塔；還有其他一些用量較少的冷卻塔，如噴射式冷卻塔、開放式冷卻塔、無填料塔等。
逆流式冷卻塔
根據(jù)結(jié)構(gòu)不同，可分為通用型、節(jié)能低噪聲型和節(jié)能超低噪聲型。按照集水池（盤）的深度不同有普通型和集水型。逆流式冷卻塔結(jié)構(gòu)如圖所示。
橫流式冷卻塔
根據(jù)水量大小，設(shè)置多組風(fēng)機。塔體的高度低，配水比較均勻。熱交換效率不如逆流式。相對來說，噪聲較低。橫流式冷卻塔結(jié)構(gòu)如圖所示。
噴射式冷卻塔
它的工作原理是利用循環(huán)泵提供的揚程，讓水以較高的速度通過噴水口射出，從而引射一定量的空氣進入塔內(nèi)與霧化的水進行熱交換，從而使水得到冷卻。與其他類型冷卻塔相比，噪聲低，但設(shè)備尺寸偏大，造價較貴。噴射式冷卻塔結(jié)構(gòu)如圖所示。
蒸發(fā)式冷卻塔
蒸發(fā)式也稱為閉式冷卻塔。傳熱為兩個過程，即空氣與循環(huán)水的熱濕交換過程，以及循環(huán)水蒸發(fā)過程中與冷卻水通過盤管進行的間接式熱交換過程。冷卻水系統(tǒng)是全封閉系統(tǒng)，不與大氣相接觸，不易被污染。在室外氣溫較低時，利用制備好的冷卻水作為冷水使用，直接送入空調(diào)系統(tǒng)中的末端設(shè)備，以減少冷水機組的運行時間。在低濕球溫度地區(qū)的過渡季節(jié)里，可利用它制備的冷卻水向空調(diào)系統(tǒng)供冷。冷卻塔宜采用相同的型號，其臺數(shù)宜與冷水機組的臺數(shù)相同，即“一塔對一機”的方式。
性能指標
閉式冷卻塔
GB/T 7190.1規(guī)定了閉式冷卻塔的產(chǎn)品分類和標記、要求、試驗方法、檢驗規(guī)則。
1.閉式冷卻塔 closed circuit cooling tower
循環(huán)冷卻水不與空氣直接接觸,通過間壁式換熱器將熱量傳給噴淋水,由噴淋水的蒸發(fā)和空氣的顯熱傳遞,降低循環(huán)冷卻水溫度的裝置。
2.換熱模塊 heat exchange module
由盤管或板片間壁式換熱器、淋水填料(部分含有)等換熱元件構(gòu)成的換熱單元。
3.噴淋水 spray H?O
通過配水裝置噴淋至換熱模塊并只在塔內(nèi)自循環(huán)的水。
4.循環(huán)冷卻水 circuiting cooling water
間壁式換熱器內(nèi)被冷卻的工藝循環(huán)水。
5.工作壓力 operating 壓強
正常工作時,間壁式換熱器承受的循環(huán)冷卻水的壓力。
6設(shè)計壓力 設(shè)計 pressure
間壁式換熱器所能夠承受的循環(huán)冷卻水的最大工作壓力。
7.循環(huán)冷卻水壓力損失 pressure loss of circulating cooling H?O
循環(huán)冷卻水在間壁式換熱器內(nèi)因流動的沿程阻力和局部阻力產(chǎn)生的壓力損失。
8.能耗比 功率 consumption ratio
風(fēng)機、噴淋水泵電動機實際消耗的電功率和循環(huán)冷卻水克服管程流動阻力所消耗的理論功率之和與循環(huán)冷卻水流量的比值。
中小型開式冷卻塔
GB/T 7190的本部分規(guī)定了中小型開式冷卻塔的產(chǎn)品分類和標記、要求、試驗方法、檢驗規(guī)則。
1.機械通風(fēng)開式冷卻塔mechanical draft opened cooling tower
采用風(fēng)機強制通風(fēng)且冷卻水與空氣直接接觸換熱,將冷卻水熱量傳給大氣的設(shè)備或裝置。
2.熱力性能曲線 thermal performance curves
冷卻塔冷卻數(shù)與氣水比的關(guān)系曲線。
3.標準工況 standardworking conditions
評價冷卻塔性能時統(tǒng)一的 工況條件,包括進塔空氣干球溫度、濕球溫度、大氣壓力、進塔水溫、出塔水溫。
4.名義冷卻水流量 nominal cooling H?O flow rate
冷卻塔在標準工況下,制造商標稱的冷卻水流量(m3/h)。
5.耗電比 consumptive electric 功率 ratio
冷卻塔風(fēng)機驅(qū)動電動機的輸人有功功率(kW)與標準冷卻水流量(m3 /h)的比值。
6.飄水率 drift ratio
單位時間內(nèi)從冷卻塔出風(fēng)口飄出的水量與進塔水量之比。
大型開式冷卻塔
GB/T 7190的本部分規(guī)定了大型開式冷卻塔的產(chǎn)品分類和標記,要求,試驗方法,檢驗規(guī)則,標志、包裝、運輸、貯存及其他等。
1.淋水填料fill
將循環(huán)冷卻水以水膜或水滴形式和空氣接觸,以增加接觸面積和延長接觸時間的一種裝置,簡稱填料。
2.配水系統(tǒng)cooling H?O distribution system
將循環(huán)冷卻水均勻噴灑到填料頂部,由水槽或管道與噴頭組成的一種裝置。
3.收水器drift eliminator
用來收集出塔空氣所夾帶水滴的一種裝置。
應(yīng)用領(lǐng)域
冷卻塔主要用于工業(yè)制冷和空氣調(diào)節(jié)，工業(yè)制冷領(lǐng)域，主要有石油化工、煉鋼、食品加工、化學(xué)土業(yè)、塑料、奶制品、釀酒和蒸餾等。冷卻塔是大型火電廠建設(shè)中關(guān)鍵性項目之一。
工業(yè)制冷
冷卻塔是利用空氣和水兩種不同介質(zhì)，通過直接或間接接觸方式，使水溫降低以循環(huán)使用。
電廠冷卻塔
在火力發(fā)電廠或者核電發(fā)電廠中，為了保證汽輪發(fā)電機組不會溫度過高，從而提高熱機的工作效率，必須使用大量的冷卻水，最主要的作用就是將熱機加熱的水降溫，循環(huán)使用。
煉鋼廠冷卻塔
煉油廠冷卻塔
空氣調(diào)節(jié)
地鐵通風(fēng)空調(diào)工程冷卻塔是為冷水機組冷卻器提供冷卻水的設(shè)備，利用空氣同水的接觸（直接或間接）來冷卻水的設(shè)備。它是以水為循環(huán)冷卻劑，讓水在塔內(nèi)與空氣進行直接或者間接的熱濕交換而達到降溫的目的。
發(fā)展趨勢
由于薄膜式淋水填料布置緊湊和熱交換性能好，相對地需要水泵揚程較低，可節(jié)約能量，所以在國外的逆流式自然通風(fēng)冷卻塔中，目前大多采用薄膜式淋水填料，如石棉水泥板、塑料片等薄板型填料。在中國冷卻塔中，是以點滴薄膜式和薄膜式填料為主，因此，高效薄板型填料的應(yīng)用是今后發(fā)展的方向。
由于大型冷卻塔的數(shù)量日益增多，采用水泥制作的淋水填料在加工、安裝、熱力性能等方面已不能滿足發(fā)展的需要，因此，中國淋水填料正在向選用塑料材質(zhì)的方向發(fā)展。
另外，大型節(jié)能化是中國冷卻塔行業(yè)發(fā)展的方向。
標準規(guī)范
機械通風(fēng)冷卻塔，標準號：GB/T 7190.3-2019 。發(fā)布日期：2019年8月30日，實施日期：2020年7月1日，主管部門：中國建筑材料聯(lián)合會。歸口部門：中國建筑材料聯(lián)合會。
中小型開式冷卻塔，標準號：GB/T 7190.1-2018。發(fā)布日期：2018年12月28日，實施日期：2019年11月1日主管部門：中國建筑材料聯(lián)合會，歸口部門：中國建筑材料聯(lián)合會。
大型開式冷卻塔，標準號：GB/T 7190.2-2018。發(fā)布日期：2018月12月28，實施日期：2019月11月1日，主管部門：中國建筑材料聯(lián)合會，歸口部門中國建筑材料聯(lián)合會。
參考資料 >
在線預(yù)覽|GB/T 7190.3-2019.技術(shù)規(guī)范.2023-12-14
在線預(yù)覽|GB/T 7190.1-2018.技術(shù)規(guī)范.2023-12-14
在線預(yù)覽|GB/T 7190.2-2018.技術(shù)標準.2023-12-14
標準號:GB/T 7190.3-2019.國家標準全文公開系統(tǒng).2023-12-14
標準號:GB/T 7190.1-2018.國家標準全文公開系統(tǒng).2023-12-14
標準號:GB/T 7190.2-2018.國家標準全文公開系統(tǒng).2023-12-14