冷却塔选择和操作基础
在指定用于工业蒸发冷却的冷却塔之前，请考虑您的选择和操作条件。冷却塔可能是您设施中最容易被忽视的设备。如果选择不当或维护不当，将在经济上造成损失。
带有垂直凹槽的薄膜填充被认为是无污垢的。
冷却塔可能是您设施中最容易被忽视的设备。冷却塔结合了传热和传质来冷却工艺用水。如果选择不当或维护不当，将会造成经济上的损失，由于循环水温度升高和电气运行成本增加而导致生产损失。必须将重点放在需要最少维护的正确指定和设计的冷却塔上。
冷却塔有各种形状和尺寸。带风扇的冷却塔称为机械通风-强制通风或诱导通风，具体取决于风扇的位置。一些主要用于公用事业行业的冷却塔，在自然通风的烟囱中运行，没有任何风扇。顾名思义，采用这种设计的冷却塔称为自然通风塔。
大多数冷却塔被设计为简单的湿式冷却塔，但有时会设计成用作干湿式冷却塔。干湿式冷却塔在通过冷却塔风扇组排出之前，先向气流中增加热量。排出的空气被加热到高于环境露点的温度，以消除可能引起当地环境问题或对当地道路造成危害的任何可见羽状流。
大多数加热和冷却应用（HVAC）要求冷却塔的大小低于10,000 gal / min。这种类型的塔，称为成套冷却塔，通常在带有镀锌钢结构和外壳的工厂中大量生产。这种类型的冷却塔是经过制造的，因此无需特殊的运输许可，就可以轻松地将其运输到作业现场。
要求的热负荷超出包装式冷却塔能力的冷却塔更大，需要在现场进行制造，运输和组装。这些是现场安装的塔，通常用于大多数工业和公用事业应用中。现场安装的机械通风塔可以处理10,000至350,000 gal / min的流量。通常仅在大型公用事业应用中需要较大的流量，而自然通风的冷却塔可以最好地提供较大流量。
大多数塔采用逆流水流，但也可以采用横流设计。两种设计之间的差异取决于冷却塔内空气和水的流动关系。在逆流冷却塔中，水由于重力作用落在热交换器介质上，空气垂直向上流动。相反，在错流塔中，水在重力作用下垂直落在热交换器介质上，而空气则在水平方向上流动。大多数逆流冷却塔都采用塑料薄膜填充热交换介质，从而降低了泵压头和马力的成本。错流塔通常使用飞溅式热交换器。但是，可以在两种类型的塔中找到两种类型的交换介质。
表1.比较了不同冷却塔设计的相对资本成本和运营成本。
选择冷却塔填料
选择冷却塔冷却塔填料时必须小心。由于冷却塔中循环水的流动是温暖和充氧的，因此如果不严格控制水的化学成分，将为生物生长创造理想的环境。除生物生长外，在温度和碱度良好的条件下，溶解的固体可能会在冷却塔填料和冷却塔管道的关键区域内沉淀。如果不加以控制，生物生长和溶解固体沉淀都会破坏冷却塔的热性能。为确保塔正常长期运行，请执行以下操作：
启动并遵循严格的塔水分析和处理计划。
维持塔排污。
使用防污冷却塔填料。
飞溅和薄膜填充均可充当防污冷却塔填料。飞溅填充物用于流入的周围空气流与塔水下落并撞击到网格或板条网络上时形成的水滴之间。在由热成型塑料板组成的模块为冷却水薄膜形成较大表面积的情况下，可以使用薄膜填充。
如今，大多数冷却塔都使用带有垂直排屑槽的薄膜填充物，即所谓的防污薄膜填充物。这种填充可以使塔水的浓缩周期更高。根据循环水的化学性质，填充物堵塞或结垢时的清洁能力以及需要保持塔的设计冷水温度来选择填充物。
虽然包装冷却塔的结构材料通常仅限于镀锌钢（或特殊情况下的不锈钢），但现场安装的结构存在许多可能性。田野直立的塔楼可以用花旗松，红木，玻璃纤维，钢或混凝土建造。每种材料都有许多优点和缺点。木塔的使用寿命最短，可将防腐剂（CCA或ACC）浸出后排放到建筑物的排污物和塔中，并且pH值低于8.5，但建造和维修费用相对较低。混凝土塔将持续40多年，但建造起来最昂贵。由于它们的成本，它们仅占所有现场安装塔架的2％至3％。
成套冷却塔在工厂制造，然后用卡车运输到工作现场。
纤维增强塑料
冷却塔建设的一项进步是供应由纤维增强塑料（FRP）制成的冷却塔。玻璃纤维由于其较低的维护要求，耐湿性以及可在一定范围的水温和pH值下使用的材料特性，已在冷却塔管道，风扇组和壁板中使用多年，并取得了巨大的成功。
当前，冷却塔市场增长最快的部分是拉挤玻璃钢结构的结构。这种惰性无机材料坚固，轻巧，耐化学腐蚀，能够处理各种pH阀。拉挤玻璃纤维是通过将多束玻璃纤维拉过加热的模具，同时在产品上形成保护性表面来生产的。最终形状可以是工字梁，通道，角钢，管子或面板，并且所有设计都可以用于冷却塔结构或甲板。 FRP比花旗松和红木更坚固，并且由于它的长度较长，因此可以在设计和建造冷却塔时尽量减少气流障碍。这样可以提高性能并减少连接数量和现场劳动安装成本。阻燃FRP可以消除消防系统的成本，该成本可能相当于冷却塔成本的5％到12％。
现场设计的玻璃纤维塔可以设计成具有最小数量的气流障碍物。
调整塔的大小
要正确选择塔的大小，需要做出许多选择和决定。至少，请确保您对冷却塔制造商的规格规定以下内容：
流速（加仑/分钟）。
总散热量（BTU /小时）。
冷水温度（°F）。
热水温度（°F）。
设计湿球温度（°F）。
海拔高度（英尺）。
塔类型（错流或逆流）。
建筑材料。
冷却塔填料选择（薄膜，飞溅或防污）。
水质。
噪音限制。
预期会有漂移损失。 （标准为水流量的0.008％。）
供货范围。 （谁负责洗手盆，外部管道，电气连接等？）
评估因子（$ / kW）。
表1比较了满足指定标准的各种类型的冷却塔的相对成本。该表提供了不同冷却塔设计的相对资本成本和运营成本。成本比较基于设计为处理48,000加仑/分钟的冷却塔； 9°C（16°F）的温度范围；摄氏13度（摄氏7度）; 40°C（72°F）湿球; UBC 2或以下地震带的30 PSF风速压力。每次比较的占用地面面积均保持恒定以实现可比较的值。可以合理地假设这些比较适用于一系列冷却塔。
冷却塔是工厂中必不可少的设备，并且成本增加和过程水利用率下降的问题也不再被忽略。如今，大多数运行中的塔都是采用20年前流行的技术和组件设计的。可以通过简单的维修和升级来升级塔的性能，或者用最新技术代替它。
设计和优化新的冷却塔并不是一件容易的事。确保考虑哪种结构材料，填充类型和尺寸选择最适合您的应用。
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