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冷却塔测试

发布日期:2017-01-20   点击数: 865

测试的目的意义

机械通风冷却塔测试的目的与意义在于验证设计的工艺条件,在热力性能、噪声、振动等诸方面是否达到设计规定的参数和要求;现场观察塔的性能是否完善,发现问题,总结提高;根据测试资料及整理结果,进行分析研究,对被测试的冷却塔进行初步的技术鉴定,提出合理可行的建议和希望,为该塔的鉴定和工程选用提供资料。

冷却塔的测试是直接影响产品声誉和极其严肃的工作,因此要有高度的责任感,在测试过程中要认真负责、深入细致、实事求是,严格遵守操作程序和规定。要全面系统地检查与校正测试仪器,并较熟练地操作使用,对每一个测试数据都要完整地做好记录,读数要认真仔细、迅速准确,以便计算和分析研究。

冷却塔测试的内容

冷却塔测试的内容主要为以下三方面:

1. 热力性能测试

热力性能测试是冷却塔的核心问题,冷却塔主要的任务是保证水的冷却效果。因此冷却塔的热力性能测试十分重要。其内容包括当地当时的气象参数(干、湿球温度θ和τ,大气压力P a ,外界的风速风向);进冷却塔的风速和风量G ;进塔干湿球温度θ1 与τ1 和出塔干、湿球温度θ2 与τ2 ;冷却水量Q ;进塔水温t 1 与出塔水温t 2 ;冷却塔各部分风压损失与总风压损失;水量损失与补充水量;进塔水压;风机电动机功率等。

测试后把资料汇总,进行系统的整理和进行热力性能计算,然后进行分析,对该塔的热力性能作出评价。

2. 噪声测试

按测点布置的规定和要求,用N D2 型精密声级计测A 声级噪声,按“噪声评价曲线”对该塔噪声作出评价,并写好“噪声测试报告”,作为“鉴定会”或“评审会”资料。

3. 振动测试

按测点布置的规定和要求,用ND2 型精密声级计附有的一套测振动的附件或用ZDS24 闪光动平衡仪、平秤、橡皮泥进行振动测试,写好测试报告,作“鉴定会”或“评审会”资料。

冷却塔测试分类

目前对于冷却塔的测试,根据不同的测试目的和要求,一般分为两种类型。

1. 工业塔和民用塔的现场性能测试

工业塔是指用于工矿企业的塔,包括标准型(Δt =5 ℃)、中温塔(Δt =10 ℃)、高温塔(Δt =20 ℃),对噪声的要求一般不高;民用塔是指用于宾馆、影剧院、体育馆、综合办公楼等的塔。对于工业塔、民用塔的测试,根据不同的目的和要求又可分为以下两种。

1 )冷却塔的性能鉴定测试

这类测试主要是对新设计投入运行后的塔或经过改造的老塔进行冷却效果的鉴定。通过测试,验证新设计的塔或改造后的塔,其冷却效果是否达到设计或改造要求,以及对设计不合理或施工不符合要求之处提出改进意见与建议。

2 )冷却塔的特性测试

这种测试主要是为了获得某一塔型和结构的条件下完整的热力及阻力特性。有时也测定配水、配风的均匀程度,以便为采用该结构塔型提供设计与经济运行的依据。

2. 试验塔中的性能测试

对于现场性能测试受到生产条件和季节的限制,结构更改与参数调整均不易进行的情况下,则建造试验塔,这种塔便于调整水量、水温,为了调整进塔空气参数,还可建造空调室。试验测试的目的主要为了比较不同类型淋水装置(填料)的热力与阻力性能,以及同一淋水装置而不同布置形式下的热力与阻力特性,并探讨其各影响因素对理论计算的影响。

玻璃钢冷却塔及选用曲线

玻璃钢冷却塔简述

在冷却设备中,玻璃钢冷却塔以冷却效率高、耐腐蚀、重量轻、工厂化生产、质量保证等特点,在国内外得到广泛应用。玻璃钢是玻璃纤维增强塑料的俗称,主要是由玻璃纤维与合成树脂两大类材料组合而成。目前冷却塔分为逆流式(圆形塔)、横流式(梯形塔)、逆横流式(方塔及组合式)三大系列。玻璃钢冷却塔是指这三个系列的塔体由玻璃钢材料制作而成。塔体结构轻巧、刚度好、耐腐蚀、耐老化,表面采用胶衣树脂,光洁度好,使用寿命长。

逆流式冷却塔(见图10-1 )空气由下向上,热水由上向下形成对流,故也称对流式;横流式冷却塔(见图10-2 )水自上而下,空气横向垂直水流流入,故也称交流式;方形组合式冷却塔(见图10-3 ),空气先从塔的左右两侧水平横向流入塔内,再由下向上与水自上而下进行热交换,故称逆横流式。在一般情况下,水与空气逆流接触是最好的方式,具有最大的平均温差和平均分压差。水与空气逆流可以充分发挥空气的蓄热能力,得到最大的焓差,因此可以达到比较小的冷幅高和较大的温差。

横流式冷却塔冷却效果低于逆流式,但供水的水泵扬程比逆流式低,可节省电耗,以空气流径填料的压力降而言,横流式小于逆流式,从而可降低塔的高度,节省投资,运行管理比较方便。

方塔组合逆横流式冷却塔,在民用中与建筑物比较协调与美观,冷却效果比逆流式差些,与横流式相近,主要缺点是4 只角布水布气不均匀,有时气流在角处会产生涡流,增加阻力影响冷却效果,组合式塔中,两端两台塔三边进风,中间塔均两侧进风。组合式减少了塔的占地面积,对设置冷却塔面积小的用户很受欢迎,易解决地方小的困难。

三种类型的冷却塔均有标准型、低噪声、超低噪声。逆流式从温差又可分为高温塔、中温塔、低温塔三个系列,横流塔与方塔一般为中温塔、低温塔两个系列。Δt =5 ℃的圆形逆流式冷却塔最大冷却水量不大于1000m3/h ,方塔、横流式及其组合塔最大冷却水量可达4000m3/h 。关于冷却塔的结构和组成在前几章中已论述,也可见图10-1~图10-3 。

玻璃钢冷却塔的符号说明

玻璃钢冷却塔各系列均由用符号编制的型号,如5NB-100、5HB-200、10BNB-300等,以10BNB-300 为例,其符号的意义为:10—冷却水温差为Δt =10 ℃;B—玻璃钢;N—逆流式;B—标准型;300—冷却水量为300m3/h 。各冷却塔生产厂(或公司)所用的

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符号和符号顺序是有所不同的,有的用汉语拼音的第一个字母,如“逆”的拼音为“ni”,故用表示逆流式;有的用英语中拼音的第一个字母。我国目前用的符号基本上均为汉语拼音的第一个字母。可能遇到的符号说明见下图。

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有时符号中还可能出现T—表示超低噪声塔等。

冷却塔的选用曲线

冷却塔选用曲线如图10-4、图10-5 所示,由三部分曲线组成。查时根据进水温度t 1 垂直与湿球温度τ相交,通过交点作水平线向右与水温差Δt 曲线相交,再按Δt 曲线交点垂直向下,与冷却水量曲线相交,再作水平线向左得冷却水量(m3/h )。如图10-4 为Δt =5 ℃的选用曲线(Δt =5 ℃是进塔水温t 1 =37 ℃,出塔水温t 2 =32 ℃),现要选用一台冷

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却水量为600m3/h 的中温塔(Δt =42 -32 ℃=10 ℃),那么在图1024 中按Δt =5 ℃能否找到一台代用塔呢。按Δt =5 ℃的查法为:按进塔水温t 1 =37 ℃垂直向下交于湿球温度τ曲线于A 点,过A 点作水平线与Δt =5 ℃曲线交于B 点,过B 点向下作垂线与5°—600 曲线正交,向左作水平线得600m3/h 。这是指Δt =5 ℃的600m3/h 冷却水量,现在是Δt =10 ℃,如选用Δt =5 ℃的600m3/h 水量塔当然达不到Δt =10 ℃,故垂线继续向下移,正好与5°—700 曲线正交,这说明可选用温差Δt =5 ℃、冷却水量为700m3/h 的塔代替Δt =10 ℃、冷却水量为600m3/h 的中温塔。图10-5 是Δt =10 ℃的选用曲线,选用方法与上述方法相同。

测试前的准备工作

因测试塔的类型、测试的目的要求不同,准备工作也有所不同,这里主要简述“冷却塔性能鉴定测试”的准备工作。

1. 仔细阅读有关测试指示资料,了解测试塔的性能、原理;测试用的仪器、设备;测试的目的,要求;测试的方法、步骤;资料整理的方法步骤、计算公式、图表等。

2. 对现场运行中的冷却塔现状及运行情况作详细的调查研究,根据测试目的和要求,确定测试项目,编写测试提纲。

3. 消除冷却塔中的缺陷,检修设备,清理测试现场,保持冷却塔在良好的工况条件下正常运行。

4. 选定测点位置,加工制作测试必要的附件与配套设备,如测气象参数需要的伞、亭子等,作好测试的准备工作。

5. 详细阅读测试仪器设备的说明书,了解和掌握仪器设备的性能、操作及注意问题,并对仪器、设备进行校验。

6. 编制必要的曲线、图表,编印记录和整理表格,落实和培训测试工作人员,并进行分工。


对测试工作的要求

对于测试工作的要求归纳为以下几个方面:

1. 测试时间

一般要求在夏季进行(5 月15 日~9 月15 日),当阴天、下雨天或外界风速大于4m/s时,不应进行测试。

工业与民用塔现场性能测试,最好是冷却塔投入运行后12 个月之内测定。 装有空调设备的试验塔,测试时间不受限制。

2. 对于冷却塔的性能鉴定测试,运行状态应尽量接近设计条件,进水温度变化最好不大于±2 ℃。正常状态的允许变化范围如表10-1 所示。

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3. 测试次数与间隔时间

冷却塔应在达到正常运转状态且稳定半小时左右开始测定。冷却水量大的塔稳定时间可适当延长。

每一工况测定项目的测试次数与时间间隔见表10-2 。测定之值采用算术平均值,如发现测定值有错误,应增加测定次数,消去误差值后进行算术平均。每一工况可重复2~3 次。

横流式冷却塔(含方形组合塔)的测定次数和时间间隔可适当增多、增长。

4. 测定顺序

根据水的流程,一般先测进塔水温,再测进塔空气量G 及干湿球温度θ 和τ,最后测出塔气态参数及出塔水温t 2 ,测定时应有一定的时间间隔,一般出塔水温的读数应比进塔水温读数迟0.5~1.5min ,视塔大小而定。

5. 测试工况安排

仅作鉴定性能测试的,工况可以相对少一些,而为获得完整的热力特性和阻力特性,测定工况宜安排在20 个左右。

为获得气水比λ 和交换数Ω(或N )的关系曲线(如图10-6 所示),根据不同温度(标准型、中温、高温)的塔,气水比应在各自的范围内。按图10-6 ,λ 一般在0.3~1.5 之间,Ω 为0.6~1.5 之间。

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6. 测试报告应满足下列要求:

1 )写明测试的目的要求。

2 )附上冷却塔工艺简图,说明采用淋水装置的材料、规格尺寸、风机型号、配水形式等,并应有标明测点位置的工艺流程图。

3 )说明资料整理的方法、所采用的计算公式与应用的图表。

4 )各工况测定数据和成果汇总表,以及整理出的公式与曲线。

5 )对测试结果进行分析,作出评价;对存在或出现的问题找出原因,在分析的基础上加以必要的说明。 (6 )报告应写明测试的时间、地点、参加单位与工作人员。

测试项目、仪器设备及测试方法

1. 进塔空气干、湿球温度(θ、τ)

采用最小刻度值为0.2 ℃的电动(或机动)DHM2 型阿斯曼通风干、湿球温度计测定。

测点布置在冷却塔周围气流畅通的地方,要避免冷却塔湿空气凝结水滴的影响。距塔不应太远,离地面高度2m ,为了不受阳光照射,温度计应挂在气象亭(或专门搭建的棚)内。测定的时间间隔为10~20min 一次。

测点布置的数目,对中小型机械通风冷却塔可布置2 个以上测点;大型的(含风筒式)冷却塔应布置4 个以上测点,然后取各测点相加后的算术平均值。

测试时先将包有纱布的水银球用吸水管蘸湿,然后接通电源(或上紧弦),等湿球温度下降到最低值(风扇转动约4~5min )时,立即进行读数,记录温度。

对于带有空调系统的试验塔,采用最小刻度为0.1 ℃的遥测通风干湿表。测点布置在靠近进风口的风道内。 2. 外界风速风向(V)

一般采用带有风向标的轻便旋杯式风速计进行测量。风速计和风速标均应安装在冷却塔附近空旷地方,垂直放置,离地面高度2m ,风向标的方位和字标必须安置正确。

3. 大气压力(P a )

采用福迁式大气压力表或空盒式(DYM3型)薄膜式大气压力表进行测量。空盒式大气压力表使用前应根据福迁式大气压力表调整指针的位置。大气压力表上均附有温度计,用以对测得的大气压力进行温度修正。

4. 进塔空气(风)量(G )

风量测定仪有:旋桨式风速计、QDF-2 型热球风速仪和毕托管加DJM9 补偿式微压计3 种。在进风口处测平均风速,然后根据进风口平均风速和进风口面积换算成风量。

平均风速的测定是将进风口分成若干块小面积,两边上部其测点适当加密,求各测点风速的算术平均值。测点布置不应小于9 点。

测点布置的原则是沿着2~4 个直径方向按等面环划分测点,等面环视塔断面的大小可分成5~30 个(相当于每个直径方向取10~60 个测点),各个等面环上的测点位置的确定,可按式(10-1 )计算:

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式中 Rn——从塔中心到各测点的距离(m );

R——布置测点断面半径(m );

n——从塔中心算起测点的编号;

m——塔断面划分等面环数目。

测得各环风速之和,乘上等环的面积即可求出风量G 。

测风速时,人与仪器应保持一定距离,以免人体影响气流。

5. 出塔空气干、湿球温度(θ2 及τ2 )

采用阿斯曼通风干、湿球温度计测定。由于排出空气水滴较多,故比较难测准。一般是由风机将空气引出径除水器把水滴除去后进行测定。

6. 冷却水量(Q ):

采用的仪表为:毕托管,孔板流量计,堰板(三角堰),转子流量计,水表,U 形水银压差计等,均可测定。 用水表测流量的计算为:

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7. 进塔水温(t 1 )

采用最小刻度值为0.1 ℃的0~50 ℃标准温度计测量。测点布置在靠近冷却塔的压力管道内,在管道内应事先焊上装温度计的套管,内装少许机油以便传热均匀。在直径大于500mm 的管道上测水温可布置2 个点。 8. 出塔水温(t 2 )

采用最小刻度值为0.1 ℃的0~50 ℃标准温度计测量。测点布置在回水管(即冷却塔出水管)或回水沟里。在回水沟测水温时,为了保护温度计,应把温度计装在温度计套管里,同时应检查回水沟内冷却后水温分布是否均匀,以便选择温度计在断面上安放位置。

进、出塔水温测定时间间隔一般为2~ 3min 一次。

9. 淋水装置风压损失

采用全压管(即测压管)和倾斜式(或补偿式)微压计测量。全压管为15~25mm 的钢管(或塑料管),全压孔的直径3~5mm 。钢管的缺点是易锈蚀和堵塞孔眼。为了防止淋水堵塞全压孔眼,在孔上可焊锥形帽。 全压管布置在淋水装置的上下,将各管之全压引至连箱,并从联箱引出全压,接在微压计上,如图10-7 所示。

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全压管的根数视塔的大小而定,一般不少于3 根。

10. 补充水量测定

与冷却水量测定相同。

11. 补充水水温测定

与进塔水温测定相同。

12. 淋水密度分布

通常在冷却塔底盘(水池)上安放小集桶, 测量装满水桶的时间,换算成淋水密度。

13. 冷却后水温的分布

大塔往往与淋水密度分布一起进行,在桶内同时测出水温。

14. 进水管水压

可以在进水管上安装压力表测定。

15. 槽式配水系统的槽中水位

用尺子直接量出。

16. 塔内风速分布

在机械通风冷却塔中(含水动风机冷却塔),需进入塔内测定风速,但一般是在不淋水的情况下进行。风筒型冷却塔在测定风量时也就同时测了风速分布。

17. 塔内空气温度分布

可在塔内吊装若干组温度计加以测定。

18. 冷却塔其余各部分风压损失

测定方法与测淋水装置风压损失相同。

19. 冷却塔总风压损失

测定方法也与测淋水装置风压损失相同。

20. 机械通风冷却塔的风机电机测定项目

电机功率:采用功率表测定(也可用秒表),定转数,测量换算,计算功率。

电机功率因素:由电机制造厂或专门实验室测定cosα。

电机转速:用电转速表测定或采用闪光测速法。

风机叶片安装角度:由量角仪器测定。

风机进出口压力:与测淋水装置风压损失方法相同。

21. 水质分析

主要目的是为了解水质对设备结垢和腐蚀的情况。分析项目主要有:pH值、总硬度、暂时硬度、总碱度、溶解氧、氯根。应按有关水质分析的规程和要求进行分析。

测试资料的整理

由于冷却塔的测试目的、要求不同,故资料整理也不完全相同,这里介绍的主要是逆流式、横流式玻璃钢冷却塔的测试资料的计算与整理。

1. 风量(空气量)G 值的计算

1 )等环面计算:采用前述式(10-1 ),即

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式中符号同前述。

2 )采用毕托管测风量计算,风速V 为

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风量G :

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式中 F——进风口总面积(m2 )或断面面积。

3 )采用热球风速仪测量风量的计算

计算式同式(10-10 ),风速V采用进风口处的算术平均值(m/s);F 为进风口总面积(m2 ),则

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2. 电动机功率计算

1 )按测定的电流(I )、电压(V )值换算为电功率(N )进行计算:


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式中 N——实耗电功率(k W );

I——电流(A );

V——电压(V );

cos ——功率因数;

η——电机效率。

2 )采用三相电度表进行计算:

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式中 n——相应时间的电表读数;

t——用秒表计时秒数;

xr/kW——电表铭牌上换算值,例60r/k W ,表示电表指针转60 转为1k W 。

3. 水量(Q )计算

计算公式同式(10-2 )~(10-6 )。

4. 冷却塔进、出水温(t 1 与t 2 )

在测试记录过程中可能有不合理的数据,则应删去,取相应时间里的进、出水温读数作为热工计算的数据。 5. 热工资料的整理与计算(见附表2 )

1 )测试资料汇总:

在进行热工资料计算整理之前,首先要把如下的测试资料进行汇总:进塔干空气量G(m3/h );水量Q (m3/h );气水比λ;大气压力P a (mmHg );空气干球温度θ(℃);空气湿球温度τ(℃);空气密度γg (kg/m3 );进出塔水温t 1、t 2 (℃);进出塔水温差Δt =t 1 -t 2 (℃);冷幅高t 2 -τ(℃)以及Δt/(t 2 -τ)、Δt/(t 1 -τ)等。

2 )测试工况点的选择:

每一工况测试完后是否有错误,应作热平衡计算。水所放出的热量H s 为: Hs =Q(t1 -t2 ) (kcal/h ) (10-13 ) 空气吸收的热量为: HK =G(i2 -i ) (kcal/h ) (10-14 )

根据热量平衡原理,水所放出的热量(注:1kg 水温度降低1 ℃。放出1kcal 热量)应全部被空气所吸收,则应HS =HK 。但由于测试上的误差,使HS ≠ HK ,取点时应控制在(HS -HK )/HS 在±5 %以内,当超过10 %的数据应舍去。

计算中的Q、t 1、t 2、G、i 1 等均采用实测数据,而出塔空气焓i 2 ,由于出塔干球温度θ2 一般不易测准,故采用出塔湿球温度τ2 时的饱和空气焓来代替出口空气焓i 2 ,在计算精度上并不会有多大影响。

冷却塔测试分逆流塔、横流塔及方型的逆横流塔等,根据实测资料(数据)均要进行热力计算。热力计算的内容为:进塔空气相对湿度�1 ;饱和空气中水蒸气分压力P″(lgP″);进塔空气密度γg ;气水比λ;蒸发水量带走的热量系数K ;进塔空气焓i 1 ;出塔空气焓i 2 ;塔内空气的平均焓i m ;空气温度为t 1 时的饱和空气焓i″1 ;空气温度为t 2时饱和空气焓i″2 ;空气温度为平均水温t m 时的饱和空气焓i″m ;交换数Ω(N ,注:采用辛普逊的近似积分法或别尔曼的平均焓差法进行计算);容积散质系数βxv 。上述数据的求解,基本上均采用公式计算,但有的也可查有关图表求得。使用的计算公式和图表在第4章和第7 章中已进行了详述,这里不再重复。热力计算的实例及计算过程见第7 章中的计算实例。

鉴定测试的评价及淋水装置的比较

1. 鉴定测试的评价

经过测试,测得了当地当时气象条件下,在一定进水量的某一进水温度(t 1 )下,有一个对应的出水温度t 2 。但由于测试时的条件(含气象参数)无论如何是不可论与设计条件完全相同的,所以仅看测得出水温度是不够的。其比较的方法是把实测的工况条件、气象参数、进风量、冷却水量和进水温度t 1 代入计算公式,计算出水温度t 2 ,而淋水装置的特性采用设计时所选用的特性,这样计算出来的出水温度t 2 如果比实测出水温度t 2好,则说明新设计的塔冷却效果好,反之则冷却效果差。

2. 淋水装置的性能比较,主要是比较其热力特性和风压损失特性

1 )热力特性比较: 将同一塔测试相同,高度不同的淋水装置得到的散热特性曲线绘制在同一图上,以比较其优劣。

10-8 表示淋水装置不同,其重量风速相同,在一个定数的情况下,容积散质系数βxv 与淋水密度q 的关系曲线,当淋水密度q 相同时,容积散质系数βxv 大,则表示淋水装置散热效果好。

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噪声测试

广义来说,凡人们不欢迎的声音通称为噪声。冷却塔的噪声主要包括风机(含振动)和淋水而产生的两部分。抽风式冷却塔的风机设在塔体上部的风筒内,一般来说是主要噪声源。当风机转动时,叶片间的空气引起压力波动和机械振动而产生噪声,并通过排风口和塔体向四周传播。同时冷却水在下落过程及与塔体底盘的存水撞击中又产生了淋水噪声,其噪声的大小与落水的高度、流量的大小有关。这两股噪声会“污染”周围环境,影响人们的学习、工作和休息。所以,在冷却塔的设计中,应从风机和淋水两方面来控制噪声,使冷却塔产生的噪声降低在尽可能低的范围内。

在声学中,声强、声压、声功率三者的大小都用分贝(dB )来表示,它是声学中的常用单位,是两个量比值的常用对数。冷却塔的测定属于声压级。因声压变化范围非常大,数量相差很多,用绝对单位表示极不方便,所以,人们把空气中参考声压Pref =2×10-5N/m2(即称“帕”)作为测定声压的零级标准(2×10-5Pa ,此数值是正常人耳对1000 Hz声音所能觉察的声压值,低于此值就不能觉察到了,故把该值作为声压级中的零分贝)。声压级以符号L 表示,其定义为将待测声压有效值与参考声压的比值取常用对数,再乘以20 ,即:

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平时人耳所能经受的声压级约140dB ,最高的声压级可高达180dB ,10~20dB 的属于极轻响度;20~40dB 的属于轻响度;80~100dB 属于极响度;100~120dB 属于震耳响度。对居住的安静小区来说,要求白天< 55dB ,晚上< 50dB 。目前冷却塔的噪声,以离地面1.5m ,距塔1 倍直径(圆形逆流塔)为基准测得的噪声值。标准型塔在68~75dB ;低噪声型塔为60~71dB ;超低噪声55~68dB 。可见,基本上都属于“响的响度”范围之内。

1. 测试仪器及测点布置

1 )测试仪器:

1 )丹麦B &K 公司制造的精密声级计,或仿丹麦B &K 公司的国产N D2 型精密声级计。

2 )丹麦B &K 公司制造的倍频程滤波器,或仿丹麦B &K 公司的国产倍频程滤波器(与N D2 型声级计配套)。

3 )丹麦B &K 公司制造的 电容话筒,或仿丹麦B &K 公司的国产 电容话筒(与N D2 型声级计配套)。

4 )N X6 型活塞发声器校正。

5 )测试仪器系统图见图10-11 。

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传声器加前置放大器构成传声器单元,传声器单元再加上测量放大器则组成声级计。电容传声器(即电容话筒)是灵敏度和精度较高的声、电换能器,用来检测声音讯号。滤波器是噪声频普分析的核心。在滤波器中配上前、后放大器及检波、表头电路就组成为分析仪器。

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2 )测点布置: 以机械通风逆流式玻璃钢冷却塔为例,其测点布置如图10-12 所示。可取定6 个测点,第1 点布置在冷却塔风筒出口45°方向,距离为D f (即为风机直径),第2 点至第6点布置在离地面1.5m 高处,距离分别为D(塔体直径)、5m、10m、15m、20m 。当测试横流式冷却塔时,第2 点距离D 的计算式为:xpj手机版 ,a 为1/2 (塔顶部长度+塔底部长度),b 为塔宽度。方塔因四条边相等,可采用D =1.13a ,a 为边长。

按上述测点布置,噪声测试时分淋水与不淋水两种情况进行。淋水时测得的为冷却塔的总噪声:不淋水时测得的是风机(含电机)的噪声,两种情况的测试结果都应汇总到记录表中(附表1 )。

2. 噪声值的修正

在冷却塔噪声测试时,经常会遇到环境噪声(称背景噪声或本底噪声)很大,而背景噪声又以n 个噪声源所组成。这种情况下冷却塔测得噪声是由背景噪声与冷却塔噪声组合成的混合噪声,冷却塔的实际噪声比测得的噪声值要低,故要进行修正。而噪声值的修正要使用到有关噪声的计算公式和曲线,故这里作简要介绍。

1 )分贝的“相加”修正

如果一台机器在某点产生的声压级为80dB (分贝),另一台机器为85dB ,那么这点的总声压级是多少分贝,这不是简单的算术相加,而应该用声能量叠加的概念和原理,两个声源在该点产生的总声压P T 应有:

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由式(10-25 )绘制成曲线如图10-13 所示,这里假定L p1 ≥ L p2 ,这样,用图10-13可不经过对数和指数运算便可很方便而快速地查出两个声压级叠加后的总声压级。 如已知一个声压级比另一个声压级高出2.5dB ,即ΔL p =L p1 -L p2 =2.5dB ,则从图10-13 横坐标2.5dB 处向上作垂线与曲线交于一点,该点的纵坐标值为2.0dB ,则得ΔL ′=2.0dB ,即总声压级比第一个声压级高出2.0dB 。

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从图10-13 中曲线可以看出:两个声压级相差越大,即ΔL p 越大,则叠加后的总声压级比其中大的一个声压级增加得越小,即ΔL ′越小。如ΔL p =9dB (比上述ΔL p =2.5dB 大7.5dB ),查图10-13 曲线得ΔL ′=0.5dB (比上述ΔL ′=2.0 分贝小1.5分贝)。故当两个声压级相差值达到10dB 以上时,增加值可忽略不计。对于多于两个(即n > 2 )的声压级叠加,除用式(10-21 )计算外,也可以利用两个声压级叠加方法求得,就是把其中两个声压级先叠加,将叠加结果与第三个声压级叠加,如此一直叠加到最后一个声压级。为简便起见,常常从其中较大的声压级开始,这样在叠加过程中当叠加声压级大于后面尚未叠加的声压级10dB 以上时,如果未叠加的声压级数目不多,则后面的这些声压级就可略去不计了。 (2 )分贝的“相减”修正

在冷却塔测试噪声的过程中,常受背景噪声的干扰。如果包括背景噪声在内测得的冷却塔总声压级为L pT ,则冷却塔停止运行时,测得的背景噪声声压级为L pB ,那么如何从这一测试结果中得出冷却塔的真实声压级,这是求L pT 中扣去因L pB 所引起的增加值等于多少,即分贝“相减”修正问题。

由式(10-22 )可得到被测冷却塔的声压级为:

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如果令总声压级L PT 与背景噪声声压级的差值ΔL pB =L pT -L pB ,则总声压级L pT 与被冷却塔声压级L pS 的差值ΔL pS 可从式(10-26 )中得出:

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L PT =91dB ,L PB =83dB ,则按式(10-26 )计算得L PS =90.3dB 。如果按式(10-27 )计算,ΔL PB =L PT -L PB =8dB ,求得ΔL PS =0.7dB ,从而得L PS =L PT -ΔL PS =90.3dB 。

例如:测得某冷却塔的综合总声压级为74dB ,冷却塔停止运行时背景噪声声压级为68dB ,求此冷却塔的实际声压级。

L pT =74dB ,L pB =68dB 按式(10-27 )计算为:

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所以: L pS =L pT -ΔL pS =74 -1.26 =72.74dB 查图10-14 ,由L pB =74 -68 =6dB ,在图中横坐标6 向上作垂线与曲线交点,得ΔL pS =1.25dB ,则得: L pS =L pT -ΔL pS =72.75dB

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如果测试的是多频率复合噪声的声压级,则在测背景噪声和冷却塔噪声时,应分别按各个频率进行测试,对每一频率带声压级逐一加以修正。

冷却塔噪声测试中,基本上均采用分贝“相减”修正法。测得总声压级L pT 值和背景声压级L pB 值后,一般均采用查图10-14 曲线得冷却塔的实际声压级值L pS 。

这里论述的是采用能量叠加的概念和原理,故关于分贝“相加”和“相减”的计算公式和曲线也都适用于声强级和声功率级,不仅局限于声压级。

3. 噪声评价标准

声压随时间变化都是正弦形式的,则这声音是只含有单一频率的纯音。而在冷却塔测试中,噪声都是由许多频率声波组成的复合声。而采用频谱分析后再进行噪声评价很复杂。

目前国内外采用两种评价噪声的标准:一是用A 声级,单位是dB (A ),它测定容易、直观,是目前冷却塔噪声测试中最常用的,都是以A 声级来表明冷却塔噪声的大小。但由于A 声级是所有频率的综合反映,同一个A 声级的两种噪声频谱可以大不相同,因而引起的干扰也就不同。

为此,就采用第二种评价标准—“噪声评价曲线”(或称“噪声评价指数”),图10-15是目前应用比较广泛的国际标准化组织(ISO )推荐的噪声评价曲线,N 值等于中心频率为1000 Hz 倍频程声压级的分贝数。曲线已考虑到高频噪声比低频噪声对人们的影响严重些的因素,故在同一曲线上的各倍频噪声级,可以认为具有相同程度的干扰。显然,用“噪声评价曲线”进行噪声评定是把某一测点,按图中不同的“倍频程中心频率”测得相应的“倍频程声压级”(dB )值,然后把测得的各值点到“评价曲线”图上,再把各点连接起来成曲线,来分析和评价该冷却塔的噪声。如按图10215 中倍频中心频率63~8K ,在测点2 测得的声压级(dB )分别为61、62.5、61、43.5、32、23 ,则绘到“噪声评价曲线”上如虚线所示,则该点的噪声评价符合N60。

4. 噪声测试报告

噪声测试报告包括以下内容:

1 )委托单位:写明委托单位全名称。

2 )测试对象:写明冷却塔的型号、水量、配用的风机及电机(含电机功率)。

3 )测试内容:噪声测试。

4 )工况:淋水与不淋水。

5 )使用仪器:测试仪器及型号。

6 )环境条件:测试当地、 当时的环境噪声,温度湿度,风向风速等。

7 )测试地点:

8 )测试人员:

9 )测试时间:

10 )测点布置:附上测点布置图

11 )测试仪器系统图:

12 )测试记录表:见附表1 ,即“噪声特性测定结果”。并在“倍频程评价曲线上选代表性的测点绘出“倍频程中心频率”与“倍频程声压级”曲线。

13 )分析与建议:对测定结果与国内外同类型冷却塔进行比较,作出评价及提出建议。对测试中出现或存在的问题进行分析。

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振动测试

早期国内在冷却塔测试中,对振动没有引起重视,没有列入测试项目中,现列为冷却塔测试项目之一,因它关系到冷却塔的动平衡问题及声音的固体传布问题,引起同行们的关注和重视。但对冷却塔的振动与平衡测试,目前还没有一个统一的规范和检验标准,故也还没有一个评定好与差的标准,只是与同类冷却塔进行相对比较而言。

1. 测试仪器

丹麦B &K 公司制造的精密声级计,或仿B &K 公司制造的国产N D 2 型精密声级计,都附有一套测振动的附件,振动测定就用该套附件进行,亦可用ZDS-4 闪光动平衡仪、平秤、橡皮泥进行测定。

2. 测点布置:

因为对冷却塔的振动与平衡测试还没有一个统一的规范和标准,所以在测点布置上也还没有一个统一的要求。一般情况下,对逆流式冷却塔代表性的测点布置如图10-16 所示。在正常情况下,测得的振幅值自上而下逐渐减少。振幅值是以μ (微米)为单位表示的。测点④ 是主要部位,该处振幅(包括水平方向和垂直方向)越小,说明整机运转平稳,振动属于良好状态。

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3. 测试报告

委托单位: 测试对象: 测试内容: 工艺条件: 使用仪器: 测试地点: 测试人员: 测试日期: 测点布置:附上测点布置图 测试数据:附上按布置测点测得的数据记录表(表10-3 )。有必要时进行频普分析。

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分析和建议:

对测定结果与同类塔的振动与平衡进行比较,作出适当的评价。对测试中出现的问题进行分析,并提出建议。

附表1 :噪声特性测定结果表。

附表2 :热工测定记录整理汇总表。

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