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玻璃钢冷却塔的技术发展趋势

玻璃钢冷却塔是工业上节约用水和散热的主要方法之一。它们不是新技术。相反,它们是大多数设施中熟悉的地标,使过程和舒适冷却系统能够高效运行。但是,也许由于其熟悉性,玻璃钢冷却塔也经常是最被忽视和忽视的工厂系统之一。但是,只要稍加理解和注意,这些有效的传热介质就可以提供多年的不间断服务。
 
并且由于改善了环境因素,例如水处理,噪音控制和白烟减少;建筑和填料;并在控件中;如今的玻璃钢冷却塔配备了比以往任何时候都更好的设备,可以满足大多数工厂的环境和冷却水需求
 
玻璃钢冷却塔有几种型号和类型,每种都有不同的特征。选择和尺寸取决于应用和热负荷。大气塔不使用机械装置来产生气流。小型自然感应装置价格便宜,用途有限。另一方面,双曲线自然吃水塔非常可靠,通常用于大型应用,例如发电。
 
工业上更常见的是机械通风塔。在这些单元中,单个或多个风扇提供气流。在强制通风结构中,空气由位于进入塔架的环境气流中的风扇吹过塔架。在引风机中,风扇位于出口气流中,并通过塔架吸入空气。混合塔结合了自然和机械单元的特点,通常具有自然通风塔的外观,但配备了机械通风风扇以增加气流。
 
塔的类型还取决于单元内空气和水的流动关系以及结构。在逆流塔中,空气垂直通过填充物向上移动,与水的下降相反。逆流塔的封闭性质限制了水暴露于直射的阳光下,从而阻碍了藻类的生长。在横流式玻璃钢冷却塔中,空气水平地流过整个向下的水流的填充结构。热水被输送到填充区顶部的进水槽,并通过重力通过水槽底部的计量孔分配到填料。
 
现场架设的塔主要在现场建造。预制件被运送到现场进行最终组装。大型塔通常是现场安装的。工厂组装的单元,也称为打包塔或一体式塔,实际上是在制造时组装在一起的,然后分装成尽可能少的部分进行现场组装。小型塔基本上是完整运输的。较大的单元以电池或模块的形式发货,然后由用户或现场的承包商加入。
 
许多因素影响玻璃钢冷却塔的选择和性能。 (请参阅随附的“选择玻璃钢冷却塔的提示”一节。)用于计算标准设计参数(例如湿球温度,干球温度和/或相对湿度,热负荷,流量,范围和进近)的方法保持不变。但是,尽管玻璃钢冷却塔技术一直保持相对稳定,但是某些趋势允许所有者和运营商以及制造商以崭新的视角看待玻璃钢冷却塔的建设和运营的某些方面。这些重点领域可分为三大类:环境,建筑材料和控制。
 
玻璃钢冷却塔

环境方面的考虑
 
美学和环境问题是当今影响玻璃钢冷却塔结构,性能和运行的最重要因素。塔楼周围的所有者和运营商以及社区成员要求将建筑融入景观之中。但是,更严重的环境问题包括降噪,减少羽流以及水处理和化学使用。
 
噪音控制。当确定塔的大小以在外壳内运行时,外壳本身会对声音产生阻尼作用。声音也随着距离而下降。但是,在某些情况下,可能需要其他的噪声衰减措施。
 
当周围社区成员入睡时,晚上通常会最关注噪音。今天,这种情况可以通过使用两速电动机以较低的速度运行玻璃钢冷却塔风扇而无需在这些时间循环来解决。或者,可以使用变速驱动器来控制塔式风扇的速度,从而防止塔不必要地循环开和关。这种相对便宜的降噪措施可以通过降低能源成本快速收回成本。
 
低噪声风扇和经过特殊设计的机翼可始终将不必要的噪声降至最低。在极端情况下,可能需要进气和排气声衰减器部分。但是,此选项不太理想,因为它可能需要增加塔架尺寸并妨碍正常的维护程序。
 
减少羽流。减少烟羽是制造商对最近要求减少作为蒸发副产物的可见雾状排放物的反应。尽管不是健康危害或污染物(仅是水蒸气),玻璃钢冷却塔羽流可能会遮挡可见性,并且周围居民或其他公司认为它们不美观。
 
烟羽的减少基本上是通过在填料和除水器上方添加一个干式换热器来实现的(图5)。过程中的热水首先通过干燥空气热交换器循环,然后通过蒸发填充部分循环。同时通过干燥热交换器和温暖湿润的空气吸入周围的空气。
 
将干燥的热空气与来自填充物的饱和空气在除水器上方的增压室中混合,可降低离开填充物的空气和水蒸气混合物的相对湿度。由于冷却到接近环境温度可以防止冷凝,大大减少或消除了可见的羽状流。另外,使用非金属PVC热交换器代替较旧的金属翅片管单元可进一步改善传热和减少羽流的能力。
 
水处理 。环境法规对通过玻璃钢冷却塔循环和/或由玻璃钢冷却塔排出的水的质量的限制在不断增加和变化,这成为业主和运营商关注的另一个领域。玻璃钢冷却塔是非常有效的空气清洗机。结果,通过塔循环的水的质量迅速反映了周围空气的质量。蒸发的附加影响以及对排污补给水中化学品使用限制的增加,给水质带来了持续的挑战。
 
政府削减排污水中的氯含量已迫使工厂寻找替代方法,以使排放量保持在EPA限值之内,同时保持对生物生长的充分控制。处理方案的最终变化包括使用诸如臭氧处理之类的无化学方法来维持足够的水质,并且仍在规定的范围内运行。由于法规和要求随地理位置的不同而不同,正在考虑对其玻璃钢冷却塔水处理程序进行审查的工厂应咨询当地专家,以确定对其区域适用哪些限制以及可以使用哪些选项。
 
建筑材料和填料
 
对于现场安装的塔架,建筑材料的选择已演变为需要更少的木质单元和更多的玻璃纤维(FRP)结构。在较小的工厂组装单元中,使用寿命长和耐用性使FRP塔成为热门选择。但是,工厂组装塔的一个显着趋势是使用不锈钢代替镀锌钢。
 
更加耐用的不锈钢可以更好地抵抗水处理化学品的侵蚀。随着环境限制的增加-尤其是在水处理舒适冷却应用中不再使用铬酸盐-使用基本,简单,廉价和有效的腐蚀抑制剂的选择正在消失。同时,腐蚀已成为越来越多的问题,并且保护镀锌钢的需求也在增长。
 
另外,不锈钢塔现在更经济,因此是一种更可行的产品。大型单元(容量高达1100吨/电池)正变得越来越普遍,工厂组装的单元正以大容量的工业应用应用于多单元配置。实际上,如今,在所有工厂组装的塔架中,几乎有一半是至少部分为不锈钢。耐火性和快速交货时间,再加上耐用性,为工业用户提供了钢制塔架,其性能以较低的价格获得了木材所期望的性能。
 
填料(传热表面)仍最常由PVC组成,尽管仍使用处理过的木板条。防溅条通过打断垂直方向来打碎水,通常是PVC的挤压型材。薄膜填充会导致塔水扩散成薄膜,并在较大的垂直区域上流动,从而最大程度地暴露于气流中。它是由PVC平板真空成型或热成型为复杂的形状,然后捆扎成填充包装。许多类型的薄膜填充剂都具有内置的除水器,以减少冬季结冰的可能性。
 
控制项
 
当今先进的控制功能可帮助玻璃钢冷却塔充分发挥其潜力。最近,系统已经看到了变频驱动器的使用急剧增加。自包含的控制产品通常包括单速,两速或变速电机控件,以及用于在单个面板中用于集水盆加热器和补水系统的控件。大型塔楼经常从远程控制中心进行监控。
 
在某些情况下,塔式控制器可能与楼宇自动化系统(BAS)绑定在一起。尽管通常不认为玻璃钢冷却塔的监视和控制对于要求精确监视至关重要,但是变速塔的控制产品通常设计为可与任何BAS交互。如今,由于着重于监视和数据收集,玻璃钢冷却塔控制的最重要问题仍然是兼容性。电机和控件需要匹配,特别是在使用两速电机时。电机有几种设计,每种都需要不同的控件。
 
此外,必须选择保险丝以保护所用的接线,其大小应能承受启动电动机所需的浪涌电流。玻璃钢冷却塔风扇是高惯性负载,并且必须确定电动机过载的大小,以在所有运行条件下保护电动机而不会引起故障跳闸。如果未正确完成,温度控制方法可能会成为许多系统中的问题根源。
 
展望未来
玻璃钢冷却塔作为一种保护和创造冷水的环保手段而继续受到欢迎。但是,该行业的结构着眼于当今将工厂活动外包的趋势。尽管现在将工厂玻璃钢冷却塔外包的想法听起来有些陌生,但一些专家预测,在下个世纪,工厂将购买冷水而不是玻璃钢冷却塔。塔架制造商将演变成服务机构,为工业租赁和运营玻璃钢冷却塔,并以指定价格出售工厂的冷却水。该概念与东北部的区域供热和制冷工厂的概念相似,反映出工厂所有者倾向于将不属于公司核心能力的活动外包,并与将提供和维护产品或系统的供应商合作。
 
无论最终由谁来操作设备,事实仍然是,适当的维护和良好的沟通是构建和运营有效,高效的塔式系统的关键要素。提前建立期望,确保完善的系统得到良好的维护,并与行业趋势保持同步,是确保找到合适且持久的解决方案来满足古老需求的方法。
 
关键概念
玻璃钢冷却塔有效地节约了水,并散发了来自工业运营的热量。
 
控制方面的改进,噪音和羽流的减少以及材料的改进使塔的效率更高。
 
正确的选择和维护对于保证性能至关重要。
 
选择玻璃钢冷却塔的提示
在过去的20年中,玻璃钢冷却塔技术和组件得到了发展,包括可靠性,性能和结构材料方面的改进。更紧凑的设计带来了更好的马力/吨冷却特性。以下是选择玻璃钢冷却塔时要考虑的一些技巧。
 
1.购买价值。玻璃钢冷却塔必须日复一日地执行。从可以提供服务和技术帮助的公司购买经过验证的玻璃钢冷却塔。
 
2.考虑终生成本。玻璃钢冷却塔的初始安装成本只是该设备总寿命费用的一部分。确保考虑运营成本,例如电,水,过滤,化学处理,维护和维修。
 
3.考虑塔位置的1%设计湿球温度。确定您所在位置的1%设计湿球温度是高于还是低于78 F标称额定值。然后,确保在塔容量计​​算中考虑设计温度。例如,在正常条件下在芝加哥提供100吨制冷能力(1%的湿球为78 F)的玻璃钢冷却塔在凤凰城(具有1 F%的湿球为62 F)的情况下提供了更多的冷却吨。
 
4.尽可能使用热交换器。保持塔式水回路与干净的过程水回路隔离,以实现最大的效率和可靠性。蒸发玻璃钢冷却塔是非常有效的空气洗涤塔。空气中的污染物可被吸入玻璃钢冷却塔的冷却水流中。直接使用塔水会导致下游部件结垢和高度维护。具有热交换器的处理系统可将清洁水与塔水分开,并避免污染问题。
 
5.在结冰的气候下使用室内泵水箱。室内泵蓄水池是提供防冻保护的最佳方法之一。室内泵蓄水池还有助于优化对过程的温度控制。
 
6.确认玻璃钢冷却塔的维护要求。仅仅因为玻璃钢冷却塔是为室外使用而建造的,并不意味着它可以被忽略。全面的维护计划有助于确保塔的效率和可靠性,从而可以提供多年的服务。
 
7.为塔式管理系统提供全面的水处理程序。任何玻璃钢冷却塔系统的效率和安全性在很大程度上取决于其水管理计划。过滤和水处理至关重要。在建立水维护和调节程序以确保塔效率方面,请咨询当地专家以寻求帮助。良好的水管理程序可减少结垢和生物污染的机会。
 
8.寻求专家的帮助。成功使用玻璃钢冷却塔的关键是要了解其在工业冷却过程中的重要性。与成熟的工业过程冷却设备供应商进行磋商并合作,购买优质产品,并妥善维护它们。