选择适合的冷却塔型号和规格需要综合考虑多个因素,以下是详细的步骤和要点:
一、确定冷却水量需求
- 计算工艺冷却水量
- 对于工业生产过程,需要准确计算生产设备所需的冷却水量。例如,在发电厂中,根据汽轮机的功率、冷凝器的热交换效率等参数,通过热平衡方程来计算冷却水的流量。以一台 1000MW 的汽轮发电机组为例,其冷却水量可能达到每小时数万吨。在化工生产中,根据化学反应的放热量、反应设备的热交换面积和效率等,也可以计算出所需的冷却水量。
- 对于空调系统,根据建筑物的空调面积、室内外设计温度、空调主机的制冷量等因素计算冷却水量。通常可以使用空调设计手册中的公式进行计算。例如,一个 1 万平方米的写字楼,根据其空调负荷计算,可能需要每小时几百立方米的冷却水量。
- 考虑余量
- 为了应对可能出现的高峰负荷、设备老化导致效率降低等情况,一般要在计算出的冷却水量基础上增加一定的余量。余量的大小通常在 10% - 20% 左右。例如,如果计算出的冷却水量为 100 立方米 / 小时,考虑 20% 的余量后,实际选型时冷却水量应按照 120 立方米 / 小时来考虑。
二、确定水温降要求
- 了解工艺或空调系统要求
- 在工业生产中,不同的工艺对冷却水进出冷却塔的水温有严格要求。例如,在某些电子芯片制造工艺中,要求进入生产设备的冷却水温度稳定在 20 - 22℃之间,这就需要根据当地的气象条件和冷却塔的性能,确定合适的水温降。
- 在空调系统中,一般要求冷却水进塔温度在 37℃左右,出塔温度在 32℃左右,水温降为 5℃左右。这是为了保证空调主机的制冷效率和稳定运行。
- 考虑环境因素的影响
- 当地的湿球温度对冷却塔的水温降有很大影响。湿球温度越高,冷却塔的冷却效果相对越差。在选择冷却塔时,要考虑当地气象资料中的湿球温度数据。例如,在南方湿热地区,湿球温度较高,可能需要选择冷却效率更高的冷却塔型号,或者采用多台冷却塔组合的方式来满足水温降的要求。
三、根据场地条件选择
- 场地面积和形状
- 如果场地面积有限,可能需要选择占地面积小的冷却塔。例如,在城市中心的建筑中,由于场地空间紧张,可选择方形的横流式冷却塔,这种冷却塔占地面积相对较小,而且可以根据场地形状灵活布置。而在一些工业园区,场地面积比较大,可以考虑选择圆形的逆流式冷却塔,这种冷却塔在同等冷却能力下,效率可能更高。
- 同时,要考虑场地的形状是否便于冷却塔的安装和管道连接。如果场地狭长,可能需要选择长条形的冷却塔或者将多台小型冷却塔串联布置。
- 场地高度限制
- 对于自然通风冷却塔,塔体一般比较高大。如果场地有高度限制,如在机场附近或者有航空限高要求的区域,可能就不适合选择自然通风冷却塔,而应选择机械通风冷却塔,其高度相对较低。另外,在一些室内安装冷却塔的情况,如在大型建筑物的地下室或者设备层,也需要考虑空间高度,选择合适高度的冷却塔,并且要确保有足够的空间进行通风和维护。
四、考虑冷却塔的类型
- 通风方式
- 自然通风冷却塔:这种冷却塔不需要风机,运行成本较低,适用于对噪音要求高、电力供应有限或者冷却水量需求非常大的场合。例如,在一些大型的火力发电厂,由于冷却水量巨大,且场地相对开阔,自然通风冷却塔是一种比较合适的选择。但是,自然通风冷却塔占地面积大、冷却效率相对较低,而且建设成本较高。
- 机械通风冷却塔:机械通风冷却塔的冷却效率高,可以通过调节风机转速等方式灵活控制冷却效果。它适用于对冷却水温降和稳定性要求较高的场合,如精密工业生产和空调系统。不过,机械通风冷却塔需要消耗电能来驱动风机,并且风机的维护成本较高,运行时会产生一定的噪音。
- 水和空气接触方式
- 湿式冷却塔:湿式冷却塔的冷却效果好,结构相对简单,成本较低。它适用于对水质要求不是特别严格,且允许有一定的水蒸发损失的场合。例如,在一般的工业冷却和大多数空调系统中,湿式冷却塔应用广泛。但是,湿式冷却塔会有大量的水蒸发损失,可能导致水中的矿物质和杂质浓度升高,需要定期排污和补水。
- 干式冷却塔:干式冷却塔没有水的蒸发损失,不会产生水垢和杂质浓缩等问题,对水质的维护要求较低。它适用于对水质要求极高、不允许有水蒸发损失的场合,如一些特殊的制药和电子工业。但是,干式冷却塔的热交换效率相对较低,设备成本和占地面积都比较大。
- 干湿混合式冷却塔:结合了湿式和干式冷却塔的优点,既可以减少水的蒸发损失,又能保持较高的冷却效率。这种冷却塔适用于对冷却效率和水质都有一定要求的场合,如一些对水资源比较珍惜的地区或者对水质较为敏感的工业生产过程。
五、考虑其他因素
- 噪音要求
- 如果冷却塔安装在居民区、医院、学校等对噪音敏感的区域,需要选择低噪音的冷却塔。一般来说,机械通风冷却塔的噪音相对较大,可以通过选择低噪音风机、安装消音器、合理布置冷却塔位置(如远离敏感区域)等方式来降低噪音。例如,在医院附近安装冷却塔时,要确保冷却塔运行时产生的噪音符合医院的环境噪音标准,通常要求在白天不超过 60 分贝,晚上不超过 50 分贝。
- 维护成本和难度
- 不同型号的冷却塔在维护成本和难度上有很大差异。例如,结构简单的小型湿式冷却塔,维护相对容易,主要是定期清洗填料、检查风机和水泵等部件。而大型的自然通风冷却塔,由于其结构复杂、体积庞大,维护难度较大,如检查塔体结构是否牢固、通风口是否畅通等需要更多的人力和物力。在选择冷却塔时,要考虑自身的维护能力和成本预算,选择维护成本低、易于维护的型号。
- 水质和防腐要求
- 如果冷却水的水质较差,含有较多的矿物质、腐蚀性物质等,需要选择具有良好防腐性能的冷却塔。例如,在一些使用海水作为冷却水的沿海工厂,或者水质硬度较高的内陆工厂,冷却塔的材质要能够抵抗腐蚀。可以选择玻璃钢、不锈钢等材质的冷却塔,并且在冷却塔内部可以采用防腐涂层等措施来延长设备的使用寿命。