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冷却塔尺寸的选择

发布日期:2017-01-17   点击数: 666

根据前人对一系列冷却塔空气动力特性的模型试验和塔实体试验,并根据一些文献资料,可确定冷却塔及其部件尺寸的比例,用于冷却塔的设计中。

冷却塔塔体形状对风阻力的影响

试验证明:单只(台)冷却塔平面图形较合理的是圆形塔或接近于圆的多边形塔,多格(台)组合冷却塔可采用正方形或矩形,其边长比不大于4 ∶3 。在此情况下单格冷却塔的气体动力阻力与多格的相比,在其他条件相同时,要小10 %~20 %。对于同样面积的冷却塔,其平面形状对阻力系数的影响见表7-10 。其中8 边形冷却塔的阻力系数取100 %为相对值计。

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冷却塔进风口尺寸

进风口的尺寸可由风口面积FW 与塔内横断面面积F 的比值来求得(KW =F/FW )。为确保淋水装置下的截面处的空气均匀分布,以及降低进风口的气体动力阻力,同时考虑到技术经济的因素,机械通风冷却塔KW 不宜小于0.5 ,风筒式冷却塔不宜小于0.4 。进风口高度H W 的确定为: 对于单格(台)直径为D 的圆形塔,按下式计算:

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对于分格的边长为a ×b ,双面进风的矩形塔,进风口高度为:

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冷却塔填料装置高度

淋水填料装置的高度,在每台塔具体情况下均在技术经济核算的基础上选用确定,而技术经济核算是按不同淋水填料装置的试验数据或按热力计算的结果而定。

在相同气象参数、相同冷却水量和相同进出塔水温条件下,不同填料其安装高度也不同;相同条件下,横流塔与逆流塔的安装高度也不同。决定填料高度的主要因素是冷却水温差(即Δt =t 1 -t 2 ),对于圆形逆流式冷却塔、采用塑料斜波交错填料来说,一般为:

Δt =5 ℃塔 填料高度=1000m m (4 ×250m m )

Δt =10 ℃塔 填料高度=1250m m (5 ×250m m )

Δt =20 ℃塔 填料高度=1500m m (6 ×250m m )

冷却塔淋水装置与配水系统间的距离

淋水填料与配水系统之间的高度(距离)主要要满足和达到均匀配水。不同的配水系统和配水方法,距淋水填料高度各不相同;另外大塔与中小型塔也不同,大塔因维护、修理等,该距离远大于小塔。

对于管式配水来说,用于小型冷却塔的旋转式管式配水,距淋水填料距离一般为300~ 400m m (0.3~0.4m );对于固定式管式配水,喷嘴出口至淋水装置面为500~800mm (0.5~0.8m )。对于槽式配水,管嘴距溅水碟的距离一般为0.5~0.8m ;为保证喷嘴喷水的最大直径,喷嘴至淋水填料的距离可取0.8~1.0m 。

冷却塔收水器与配水系统的距离

逆流式机械通风冷却塔采用管式配水时,收水器安装在配水管之上;当采用槽式配水系统时,可将收水器设置在配水槽中间或配水槽之上。收水器的安装高度主要决定于收水效果,距配水装置的距离并没有明确的要求。对于偏小型的圆形逆流式机械通风冷却塔,收水器至配水装置的距离一般为≥ 0.3m (300m m );对于大型机械通风冷却塔,收水器较合理的布置是在配水装置以上2m ,主要是便于维护和修理,特别便于清洗及更换喷嘴时能自由通过。

冷却塔收水器与风机的距离

风机一般安装在风筒的始端,收水器可安装在收缩段下端或收缩段中,设在收缩段以下,通过收水器的风速相对较小,则风的阻力也小;设在收缩段时,通风断面积减小,风速增大(因风量G 值没有变),不仅风的阻力增大,而且收水效果也差。故收水器尽可能设在收缩段以下。

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冷却塔收缩段的高度

塔体与风筒之间,目前有塔顶盖板为平板(如组合方塔)和收缩段两种设计,试验和研究表明:收缩式(段)盖板比平顶盖板有较好的空气动力条件。无论塔顶平板距淋水填料高度有多高、多大,塔的上部均会造成涡流及滞流区。而收缩式的塔顶能保证空气流平稳地被压缩而进入风筒,故应采用收缩段为妥。

冷却塔收缩段的顶角一般采用90°~110°,同时收缩段的高度与其底面直径(塔体内径)之比为0.2 或稍大。在实际计算时,在给定的顶角Ф,收缩段高度H s 可按式(7-47 )计算:

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式中 D ——单格(台)塔内径(m m 或m );

Db ——风机直径(m m 或m );

Ф——收缩段顶角(度)。

收缩段与风机壳体(风筒)的连接,较好的是采用导流圈的形式,能使气流平稳地进入风机壳体。但实际上采用式(7-48 )计算r 为半径的圆弧连接线描绘导流圈,已能得到足够均匀的速度场。

r =(0.15~0.2 )Db (7-48)

导流圈高度可按式(7-49 )计算:

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冷却塔风筒或扩散筒高度

1. 风筒高度:

风筒分垂直式的和扩散式的两种,垂直式的直圆风筒高度没有一个统一的标准,由环境条件、出风气流对进风口环流的影响及风机噪声对周围环境的影响等因素决定。当采用圆弧形或近似直角形的大型塔的风机进风口来说,风筒高度为1.5~3.0m 的直圆筒。通常风筒高度不小于风机直径的20 %~30 %(即> 0.2Db~0.3Db ),如前面设计计算的100m3/h 逆流式冷却塔,直圆形风筒高为600 +50 =650mm、风机直径为2100m m ,则风筒高度占风机直径的30.95 %≈ 31 %。

2. 扩散筒高度

设扩散筒的基本作用是减少空气从塔中流出时,因撞击引起的阻力损失,防止从风筒流出的湿热空气回流到进风口和减少风机噪声。因扩散筒会影响风机的效率,因此,选择扩散筒尺寸时要进行风机的空气动力计算。

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设扩散筒的风筒高度由两部分组成:一部分是安装风机的直圆筒,另一部分是扩散筒。安装风机的直圆筒部分高度,按风机说明书确定。设计时如无说明书,这部分高度可取0.16D b (以能在筒体内布置风机叶片并能调整风机叶片前的风速分布为前提); 扩散筒的圆锥角( 亦称中心展开角)为10°~18°(见图7-16 ),其高度不宜小于风机的半径, 常采用0.7Db ( 风机直径)。按公式计算为:

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此式基本上与式(7-48 )相同,式中符号尺寸不同: D1——风机处风筒直径(m );

D0——扩散筒出口直径(m );

α——扩散筒圆锥角;

L ——扩散筒高度。



















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