玻璃鋼冷卻塔的技術(shù)發(fā)展趨勢,玻璃鋼冷卻塔原理

玻璃鋼冷卻塔是工業(yè)上節(jié)水節(jié)熱的主要方式之一。它們不是新技術(shù)。相反，它們是大多數(shù)設(shè)施中熟悉的地標，使過程和舒適冷卻系統(tǒng)能夠高效運行。但是，也許是因為它的熟悉度，玻璃纖維冷卻塔也常常是最容易被忽視和忽視的工廠系統(tǒng)之一。然而，只要稍加理解和細心，這些有效的傳熱介質(zhì)就可以提供多年不間斷的服務(wù)。

并且得益于改善的環(huán)境因素，例如水處理、噪音控制和減少白煙；施工和填充；并在控制中；今天的玻璃鋼冷卻塔配備比以往任何時候都更好，可以滿足大多數(shù)工廠的環(huán)境和冷卻水需求

玻璃鋼冷卻塔有多種型號和類型，每種都有不同的特點。選擇和尺寸取決于應(yīng)用和熱負荷。大氣塔不使用機械裝置來產(chǎn)生氣流。小型自然感應(yīng)裝置價格低廉且用途有限。另一方面，雙曲線自然通風塔非?？煽?，通常用于發(fā)電等大型應(yīng)用。

工業(yè)上比較常見的是機械通風塔。在這些裝置中，單個或多個風扇提供氣流。在強制通風結(jié)構(gòu)中，位于進入塔的環(huán)境氣流中的風扇將空氣吹過塔。在引風機中，風扇位于出口氣流中并通過塔吸入空氣?；旌纤Y(jié)合了自然單元和機械單元的特點，通常具有自然通風塔的外觀，但帶有機械通風機以增加氣流。

塔的類型還取決于單元內(nèi)的空氣和水流關(guān)系和結(jié)構(gòu)。在逆流塔中，空氣通過填充物垂直向上移動，與水的下降方向相反。逆流塔的封閉性質(zhì)限制了水暴露在直射陽光下，從而阻礙了藻類的生長。在橫流 FRP 冷卻塔中，空氣水平流過填充結(jié)構(gòu)，水向下流動。熱水被輸送到填料區(qū)頂部的進水槽，并通過重力通過槽底部的計量孔分配到填料中。

現(xiàn)場豎立的塔主要是在現(xiàn)場建造的。預(yù)制件被運到現(xiàn)場進行最后組裝。大塔通常安裝在現(xiàn)場。工廠組裝單元，也稱為填充塔或一體式塔，實際上是在制造時組裝在一起，然后拆卸成盡可能少的零件進行現(xiàn)場組裝。小塔基本完好無損出貨。較大的單元作為電池或模塊運輸，然后由用戶或承包商在現(xiàn)場添加。

影響 FRP 冷卻塔選擇和性能的因素有很多。（參見隨附的“選擇玻璃纖維冷卻塔的提示”部分。）用于計算標準設(shè)計參數(shù)，例如濕球溫度、干球溫度和/或相對濕度、熱負荷、流量、范圍和方法的方法保持不變。然而，雖然玻璃纖維冷卻塔技術(shù)一直保持相對穩(wěn)定，但某些趨勢正在讓業(yè)主和運營商以及制造商以全新的眼光看待玻璃纖維冷卻塔建設(shè)和運營的某些方面。這些重點領(lǐng)域可分為三大類：環(huán)境、建筑材料和控制。

環(huán)境考慮

審美和環(huán)境問題正在影響當今的 FRP 冷卻塔建設(shè)，性能和操作中最重要的因素。大樓周圍的業(yè)主、運營商和社區(qū)成員要求將大樓融入景觀。然而，更嚴重的環(huán)境問題包括降噪、羽流減少以及水處理和化學品使用。

噪音控制。當塔的尺寸適合在外殼內(nèi)運行時，外殼本身會抑制聲音。聲音也會隨著距離的增加而減弱。但是，在某些情況下，可能需要采取其他降噪措施。

在周圍社區(qū)成員熟睡的夜晚，噪音往往是最令人擔憂的問題。今天，這種情況可以通過使用雙速電動機以較低的速度運行 FRP 冷卻塔風扇而不在這些時間循環(huán)來解決。或者，可以使用變速驅(qū)動器來控制塔風扇的速度，防止塔不必要地循環(huán)開啟和關(guān)閉。這種相對便宜的降噪措施可以通過降低能源成本迅速收回成本。

低噪音風扇和特別設(shè)計的機翼始終將不需要的噪音降至最低。在極端情況下，可能需要進氣和排氣聲音衰減器部分。但是，此選項并不理想，因為它可能需要增加塔的尺寸并干擾正常的維護程序。

減少羽流。羽流減少是制造商對最近減少作為蒸發(fā)副產(chǎn)品的可見煙霧排放的呼吁的回應(yīng)。雖然不是健康危害或污染物（只是水蒸氣），但 FRP 冷卻塔羽流會遮擋能見度，并被周圍居民或其他企業(yè)認為不美觀。

羽流減少基本上是通過在填料和消除器上方添加一個干熱交換器來實現(xiàn)的（圖 5）。來自該過程的熱水首先通過干燥空氣熱交換器循環(huán)，然后通過蒸發(fā)填充部分。通過干燥的熱交換器和溫暖的濕空氣同時吸入環(huán)境空氣。

在除水器上方的集氣室中，將干燥的熱空氣與填充物中的飽和空氣混合，可降低離開填充物的空氣和水蒸氣混合物的相對濕度。由于冷卻到接近環(huán)境溫度可防止冷凝，可見的羽狀物會大大減少或消除。此外，使用非金屬 PVC 熱交換器代替舊的金屬翅片管單元進一步改善了傳熱和羽流減少。

水處理。增加和改變有關(guān) FRP 冷卻塔循環(huán)水和/或排放水質(zhì)量的環(huán)境法規(guī)是業(yè)主和運營商關(guān)注的另一個領(lǐng)域。玻璃纖維冷卻塔是非常有效的空氣洗滌器。結(jié)果，通過塔循環(huán)的水質(zhì)迅速反映了周圍空氣的質(zhì)量。蒸發(fā)的附加影響和對在排污補充水中使用化學品的更多限制對水質(zhì)提出了持續(xù)的挑戰(zhàn)。

政府降低了廢水中的氯含量，迫使工廠尋找替代品，以將排放量控制在 EPA 的限制范圍內(nèi)，同時保持對生物生長的充分控制。處理方案的最終變化包括使用臭氧處理等無化學方法來保持足夠的水質(zhì)并仍在規(guī)定的范圍內(nèi)運行。由于法規(guī)和要求因地理位置而異，正在考慮審查其 FRP 冷卻塔水處理計劃的工廠應(yīng)咨詢當?shù)貙＜?，以確定適用于其地區(qū)的限制以及可用的選項。

建筑材料和填充物

對于現(xiàn)場安裝的塔，建筑材料的選擇已經(jīng)演變?yōu)樾枰俚哪举|(zhì)元素和更多的玻璃纖維 (FRP) 結(jié)構(gòu)。長壽命和耐用性使 FRP 塔成為小型工廠組裝單元的流行選擇。然而，工廠組裝塔的一個顯著趨勢是使用不銹鋼代替鍍鋅鋼。

更耐用的不銹鋼更耐水處理化學品。隨著環(huán)境限制的增加——尤其是在水處理舒適冷卻應(yīng)用中去除鉻酸鹽——使用基本、簡單、廉價和有效的腐蝕抑制劑的選擇正在消失。與此同時，腐蝕已成為一個日益嚴重的問題，保護鍍鋅鋼的需求也在增長。

此外，不銹鋼塔現(xiàn)在更經(jīng)濟，因此是更可行的產(chǎn)品。更大的電池（容量高達 1100 噸/電池）正變得越來越普遍，并且工廠組裝的電池正用于多電池配置中以用于高容量工業(yè)應(yīng)用。事實上，如今工廠組裝的塔中幾乎有一半至少部分是不銹鋼的。耐火性和快速交貨時間，再加上耐用性，以較低的價格為工業(yè)用戶提供了具有木材預(yù)期性能的鋼塔。

填充物（傳熱表面）仍然最常由 PVC 組成，盡管仍然使用經(jīng)過處理的木條。防濺條通過打斷垂直方向來分解水，通常是 PVC 擠壓型材。薄膜填充使塔水以薄膜形式展開并流過大的垂直區(qū)域，最大限度地暴露于氣流中。它由 PVC 平板真空成型或熱成型為復(fù)雜形狀，然后捆扎成填充包裝。許多類型的薄膜填料都有內(nèi)置的脫水器，以減少冬天結(jié)冰的可能性。

控制

當今先進的控制功能有助于玻璃纖維冷卻塔發(fā)揮其全部潛力。最近，系統(tǒng)中變頻驅(qū)動器的使用急劇增加。獨立控制產(chǎn)品通常包括單速、雙速或變速電機控制，以及集水盆加熱器和補給水系統(tǒng)在單個面板中的控制。大型塔通常由遠程控制中心監(jiān)控。

在某些情況下，塔臺控制器可能與樓宇自動化系統(tǒng) (BAS) 相關(guān)聯(lián)。雖然 FRP 冷卻塔監(jiān)測和控制通常不被認為是需要精確監(jiān)測的關(guān)鍵，但變速塔控制產(chǎn)品通常設(shè)計為與任何 BAS 接口。今天，隨著對監(jiān)控和數(shù)據(jù)收集的重視，玻璃纖維冷卻塔控制的最重要問題仍然是兼容性。電機和控制器需要匹配，尤其是在使用兩個速度電機時。電機有多種設(shè)計，每種設(shè)計都需要不同的控制。

此外，必須選擇保險絲來保護所使用的接線，其尺寸能夠承受啟動電機所需的浪涌電流。玻璃纖維冷卻塔風機是高慣性負載，必須確定電機過載的大小，以在所有運行條件下保護電機而不會導(dǎo)致故障跳閘。如果操作不當，溫度控制方法可能成為許多系統(tǒng)出現(xiàn)問題的根源。

展望未來

玻璃纖維冷卻塔作為保護和制造冷水的環(huán)保方式繼續(xù)受到歡迎。然而，該行業(yè)的結(jié)構(gòu)著眼于當今外包工廠活動的趨勢。雖然外包工廠玻璃鋼冷卻塔的想法現(xiàn)在聽起來可能很陌生，但有專家預(yù)測，在下個世紀，工廠將購買冷水而不是玻璃鋼冷卻塔。塔制造商將演變?yōu)榉?wù)組織，為工業(yè)租賃和運營玻璃纖維冷卻塔，并以特定價格為工廠銷售冷卻水。這一概念類似于東北地區(qū)的區(qū)域供熱和供冷廠，反映了電廠所有者傾向于將不屬于公司核心競爭力的活動外包，并與供應(yīng)和維護產(chǎn)品或系統(tǒng)的供應(yīng)商合作。

無論最終由誰操作設(shè)備，正確的維護和良好的溝通是構(gòu)建和運行有效且高效的塔式系統(tǒng)的關(guān)鍵要素。提前建立期望，確保完善的系統(tǒng)得到良好維護，并緊跟行業(yè)趨勢，這些都是確保找到合適且持久的解決方案來滿足古老需求的方法。

主要概念

玻璃纖維冷卻塔可有效地節(jié)約用水并散發(fā)工業(yè)運營產(chǎn)生的熱量。

控制的改進、噪音和羽流的減少以及材料的改進使塔的效率更高。

正確的選擇和維護對于確保性能至關(guān)重要。

選擇玻璃纖維冷卻塔的提示

在過去的 20 年中，玻璃纖維冷卻塔技術(shù)和組件不斷發(fā)展，包括在可靠性、性能和構(gòu)造材料方面的改進。更緊湊的設(shè)計帶來更好的馬力/噸冷卻特性。以下是選擇玻璃纖維冷卻塔時需要考慮的一些提示。

1.購買價值。玻璃纖維冷卻塔必須日復(fù)一日地運行。從可以提供服務(wù)和技術(shù)協(xié)助的公司購買經(jīng)過驗證的玻璃纖維冷卻塔。

2.考慮終生成本。玻璃纖維冷卻塔的初始安裝成本僅占設(shè)備整個生命周期成本的一小部分。確保考慮運營成本，例如電、水、過濾、化學處理、維護和修理。

3.考慮塔位置的 1% 設(shè)計濕球溫度。確定您所在位置的 1% 設(shè)計濕球溫度是高于還是低于 78 F 標稱額定值。然后，確保在柱容量計算中考慮設(shè)計溫度。例如，芝加哥的玻璃纖維冷卻塔在正常條件下提供 100 噸冷卻能力（1% 濕球溫度為 78 F），在鳳凰城（1 F% 濕球溫度為 62 F）提供更多冷卻噸。

4.盡可能使用熱交換器。保持塔水回路與清潔工藝水回路隔離，以實現(xiàn)最高效率和可靠性。蒸發(fā)玻璃纖維冷卻塔是非常有效的空氣洗滌器。空氣中的污染物會被吸入 FRP 冷卻塔的冷卻水流中。直接使用塔水會導(dǎo)致下游組件結(jié)垢和高維護成本。帶有熱交換器的處理系統(tǒng)將清潔水與塔水分離，避免污染問題。

5.在寒冷的氣候下使用室內(nèi)泵罐。室內(nèi)泵水箱是提供防凍保護的最佳方式之一。室內(nèi)泵蓄水池還有助于優(yōu)化過程的溫度控制。

6.確認玻璃鋼冷卻塔的維護要求。僅僅因為玻璃纖維冷卻塔是為室外使用而建造的，并不意味著它可以被忽視。全面的維護計劃有助于確保塔在多年服務(wù)中的效率和可靠性。

7.為塔管理系統(tǒng)提供完善的水處理方案。任何玻璃纖維冷卻塔系統(tǒng)的效率和安全性在很大程度上取決于其水管理計劃。過濾和水處理至關(guān)重要。咨詢當?shù)貙＜乙詭椭⑺S護和調(diào)節(jié)計劃以確保塔效率。良好的水管理程序可減少結(jié)垢和生物污垢的可能性。

8.尋求專家?guī)椭?。成功使用玻璃纖維冷卻塔的關(guān)鍵是了解它在工業(yè)冷卻過程中的重要性。咨詢并與成熟的工業(yè)過程冷卻設(shè)備供應(yīng)商合作，購買優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品并妥善維護。