摘要：机力通风冷却塔是将热水通过上水管进入冷却塔，通过配水系统，使热水均匀分布在塔平面上，然后通过喷嘴，将热水淋在填料上。热水穿过填料，形成雨状通过空气分配区（雨区），落入塔底水池，变成冷却后的水待重复使用。
关键词：燃煤电厂；机力通风冷却塔；分析
引言
燃煤电厂的平稳运行离不开一套运行良好的冷却水系统，在电厂冷却水系统中，机力通风冷却塔作为冷却水系统的重要设备，一直以来都备受重视，是系统的重要组成部分。机力通风冷却塔经过多年不断的发展完善，大大改善了原有设计中的弊端，实现冷却效果提升。
一、机力通风冷却塔的结构构成
机力通风冷却塔简单可分为三部分：顶部风桶、中间主体、底部水池。
二、机力通风冷却塔各部分详解
1、风筒和叶片
风筒由外部壳体、电机、传动轴、风扇这几部分组成。
风筒外部壳体一般由玻璃钢制成，重量轻，耐腐蚀。电机固定在外侧，方便检修。传动轴一般也由玻璃钢制成，具有重量轻，耐腐蚀，寿命长的特点。传动轴将动力从电机传导至减速箱，减速箱则连接风扇，将调整好转速的动力传递给风扇。
风扇为整个风筒最为关键的部分，也是最容易损坏的部分。风扇叶片材质一般有玻璃钢、铝合金等。其中玻璃钢叶片因为其良好的防腐性能、极轻的重量以及媲美铝合金的强度而应用最为普遍。
因为玻璃钢风扇叶片制作精度普遍不高，不能保证每一片都完全一样，如果直接组装使用的话会导致风扇在运行过程中因重量不均发生振动，而为了减小振动，就必须对风扇整体的重量分布做平衡调整，以尽量减小振动（类似于汽车轮胎动平衡）。目前对做平衡调整的方法主要有两种，一种是整体动态平衡，一种是叶片单独平衡。
整体动态平衡是将叶片生产出来以后组装到风扇上，运转风扇，用特定的设备检测风扇叶片振动，在需要调整的叶片上增加调整角度或增加配重。这样的好处是风扇出场后能够保证整体运行平稳，振动最小；缺点是每个风扇叶片调整好以后都是独特的存在，都会有各自的生产安装编号，一旦发生叶片损坏，没有可以替换的叶片，只能由厂家按照编号再生产一片，会导致这台风机一段时间内无法使用。
另一种单独叶片平衡相对简单，就是在叶片生产时对每一片叶片单独做重量平衡，并保证每一片叶片制作精度达到一致。最后再安装到风扇上试运，不合格的叶片直接用新叶片替换。这种方式的优点是叶片不再独立有编号，可直接备用替换叶片，方便安装检修；缺点是运行平稳性不如整体调整的风扇，振动会偏大，同时对叶片的生产精度要求高，增加采购成本。
2、主体部分
主体包括框架结构、面板、顶部收水器、配水管网及喷头、填料组成。
（1）框架结构目前主要有钢筋混凝土结构、钢结构和玻璃钢结构。这三中结构各有优缺点。混凝土结构具有稳定的结构，抗风、抗震等性能好、寿命长等优点；缺点是自重大，占用空间大，内部涡流较多影响换热效率，施工工期长，抗腐蚀性一般，内部安装各种埋件以及支架等复杂。钢结构具有安装简单，结构稳定，抗风抗震性能较好，占用空间小，工期短，寿命长等优点；缺点也很明显，就是耐腐蚀能力差。玻璃钢结构是近年来兴起比较火的一种结构，它具有钢结构的大部分优点，同时还具有绝对的抗腐蚀能力；缺点是寿命较短，同时因为玻璃钢的特性是抗压抗拉能力出众，比同质量的金属性能还要好，但是抗剪力差，导致整体结构稳定性不如钢结构，所以多用于小型中型冷却塔、大型冷却塔多用钢结构或混凝土结构。
（2）冷却塔面板有混凝土面板、玻璃钢面板。目前广泛使用的多为玻璃钢的面板，在轻量化的同时还具有良好耐腐蚀性。
（3）收水器，是防止向上的气流带走大量的水，减少水量损失而设置。其原理是让气流通过狭窄弯曲的风道，风道内有小格栅，将气流中的水滴收集并流出。为了增强收水器的集水能力，较有效的方法增加叶片密度，加大弯曲角度，增加格栅长度及数量；但是以上方法会增加通风空气阻力，影响整个冷却塔的风量，减弱冷却效果。设计合理的收水器是能够兼顾风量和水量的平衡。
（4）配水管网的材质多为PVC和玻璃钢材质，都具有良好的抗腐蚀性能。单因为管道刚性不如钢管，为防止水流冲击的振动造成损坏，对管道固定的要求很高。
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（5）喷头是整个系统中最容易损坏的部件，因为它直接承受水流的冲刷，并且将垂直向下的水流分散为水平的水幕，常用的喷头主要有以下几类。
分层溅散型喷头，适用于低压管道，具有较好的分散效果，缺点是水流分散后形成光滑的水膜，对上升气流造成阻力；同时连接部分承受冲击力弱，容易变形。一旦变形，则产生水柱，影响散热效果。
改良分层溅散型喷头，在普通形式的基础上，在分水盘上增加锯齿结构，打散水膜，同时加强连接部分，增加抗冲击能力。
整体溅散式喷头，优点是整体结构比溅散型强度高，不容易发生断裂；缺点是水盘水流分散效果不如分层型。
（6）填料
填料在机械通风冷却塔中有非常重要的作用，它起到将需要冷却的水均匀分散，与上升气流充分接触，行成一个交换体系，将水中热量随空气排出的作用。填料的质量直接影响冷却塔的降温效果。
填料的生产工艺也能影响填料的使用寿命，传统压塑工艺是将平片，用加热后的压板冲压成形。目前广泛使用的是采用吸塑工艺，因为该工艺能减少使用回收废料的可能。
吸塑工艺是将平片加热，然后通过底部抽真空，使平板被吸附成型。废旧回收料因为机械性能差以及分布不均等原因，平板在真空吸附的时候很容易破坏，产生破洞，从而无法成型，因此这种工艺目前受到广泛的推广。
3、底部水池部分
水池部分除了混凝土结构的水池以外，另有一套过滤净化设备用来过滤冷却水中的杂质，保证冷却水的水质合格。
三、机力通风冷却塔常见问题分析
1、使用一段时间后冷却能力降低：
填料部分占整个冷却梁的60%到70%，所以检查重点在填料和喷头部分：首先检查填料，是否有老化及破损或堵塞，其次检查喷头，是否有损坏脱落。除此之外，风机运行效率下降也会引起制冷能力下降。
2、水量损失较大问题：
冷却塔损失水量是值得关注的节水运行参数。冷却塔补充新水量的多少取决于冷却水循环过程中损失水量的多少。冷却塔损失水量包括：蒸发损失、风吹损失、排污损失。
（1）蒸发损失：在湿式冷却塔中湿式冷却塔蒸发损失是不可避免的。
（2）风吹损失：风吹损失是指从冷却塔排出的热湿气流中有水滴被风吹飘移出塔外。可采用收水器减少这部分损失。
（3）排污损失：冷却塔的排污损失是指，冷水池过滤设备消耗的水量。这部分水量在设备选型时就可确定，实际运行一段时间后因滤料污染及老化可能会增大。
3、异常噪音问题：
噪音产生主要来源于以下几个方面：
（1）风叶触到风桶内壁，解决方法可调整风叶长度。
（2）风叶安装不当，解决方法可重新安装风叶。
（3）风扇不平衡，解决方法可重新调整风叶角度。
（4）减速机内润滑油过少，可补充润滑油。
（5）轴承故障，可更换轴承或轴封。
结语
机力通风冷却塔技术发展到现在已经十分的成熟了，国内各个厂家基本上都有了自己的一套设计生产体系，个别厂家甚至有了自己的发展重点方向，比如在目前通用玻璃钢结构的基础上研究如何加强玻璃钢的强度和寿命；通过引进国外技术的基础上研究换热效果更好的填料的结构形式；在国外喷头基础上研究其优点和缺点然后设计有自己特点的喷头等等。
参考文献：
[1]刘泽华，彭梦珑，周湘江．空调冷热源工程：机械工业出版社，2005
[2]徐荣晋．给水排水设备工程师实务手册：机械工业出版社，2006
论文作者:孙昊
论文发表刊物:《电力设备》2018年第13期
论文发表时间:2018/8/21
标签：冷却塔论文; 叶片论文; 风扇论文; 填料论文; 喷头论文; 损失论文; 水量论文; 《电力设备》2018年第13期论文;