關(guān)于逆流式冷卻塔進(jìn)風(fēng)口面積計(jì)算的探討

安貴民

摘要：逆流冷卻塔在設(shè)計(jì)過程中，按照規(guī)范，進(jìn)風(fēng)口面積及高度，存在面積比范圍過寬以及一些不明確的問題。本文通過對(duì)逆流冷卻塔進(jìn)風(fēng)口結(jié)構(gòu)形式的分析，提出了進(jìn)風(fēng)口高度及面積計(jì)算方法;對(duì)進(jìn)風(fēng)口阻力計(jì)算數(shù)據(jù)分析，給出了便于查找數(shù)據(jù)的阻力曲線，提出了進(jìn)風(fēng)口與填料面積比較小的合適范圍。

關(guān)鍵詞：逆流冷卻塔; 進(jìn)風(fēng)口;面積;阻力

0 前言

冷卻塔是工業(yè)用水循環(huán)利用的核心設(shè)備，它的冷卻性能直接影響到生產(chǎn)裝置的安全運(yùn)行以及產(chǎn)品數(shù)量和質(zhì)量。我國(guó)冷卻塔技術(shù)自改革開放至今取得了長(zhǎng)足的發(fā)展，達(dá)到了與世界同步。但冷卻塔技術(shù)還需要進(jìn)一步發(fā)展，各個(gè)部位部件的研究應(yīng)更加深入。冷卻塔中，各個(gè)部位均產(chǎn)生風(fēng)阻，總的風(fēng)阻越大，對(duì)冷卻塔整體性能的影響越大?！稒C(jī)械通風(fēng)冷卻塔工藝設(shè)計(jì)規(guī)范（GB/T50392-2016，以下簡(jiǎn)稱“工藝規(guī)范”）中，規(guī)定了逆流式冷卻塔進(jìn)風(fēng)口面積的取值范圍，但就如何計(jì)算進(jìn)風(fēng)口面積沒有給出具體說明，而且存在取值范圍較寬問題，造成設(shè)計(jì)人員對(duì)此數(shù)據(jù)的取值和進(jìn)風(fēng)口阻力計(jì)算的準(zhǔn)確性影響較大。本文就逆流式冷卻塔進(jìn)風(fēng)口面積計(jì)算進(jìn)行探討，提出合理的計(jì)算方式;并通過阻力計(jì)算比較，提出進(jìn)風(fēng)口與填料面積比的建議取值。

1? 逆流冷卻塔進(jìn)風(fēng)口面積規(guī)定及問題

1.1 進(jìn)風(fēng)口面積

“工藝規(guī)范”中多次提到“進(jìn)風(fēng)口”及“進(jìn)風(fēng)口面積”，但沒有明確進(jìn)風(fēng)口面積的定義。《工業(yè)循環(huán)水冷卻設(shè)計(jì)規(guī)范》中對(duì)進(jìn)風(fēng)口面積定義為：以進(jìn)風(fēng)口上檐控制半徑計(jì)算出的周長(zhǎng)乘以進(jìn)風(fēng)口垂直高度所得的面積?？梢钥闯?，這顯然是針對(duì)圓形逆流冷卻塔而規(guī)定的，因?yàn)閷?duì)于方形及長(zhǎng)方形逆流冷卻塔而言，進(jìn)風(fēng)口面積一般為矩形或方形。在此類冷卻塔的實(shí)際設(shè)計(jì)中，進(jìn)風(fēng)口的長(zhǎng)度很容易得到，高度上沒有規(guī)定從什么位置起計(jì)算。一般情況下，冷卻塔的設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)人員按照集水池頂部至進(jìn)風(fēng)口上檐的垂直高度乘以進(jìn)風(fēng)口長(zhǎng)度來計(jì)算進(jìn)風(fēng)口面積。

1.2 進(jìn)風(fēng)口高度

“工藝規(guī)范”中對(duì)進(jìn)風(fēng)口高度規(guī)定：宜根據(jù)進(jìn)風(fēng)口與填料面積比確定。進(jìn)風(fēng)口面積與填料區(qū)面積比按照以下條件選?。?jiǎn)蚊孢M(jìn)風(fēng)時(shí)宜取0.35～0.45;二面進(jìn)風(fēng)時(shí)宜取0.4～0.5;三面進(jìn)風(fēng)時(shí)宜取0.45～0.55;四面進(jìn)風(fēng)時(shí)宜取0.5～0.6。計(jì)算得出表1數(shù)據(jù)。

可以看出，進(jìn)風(fēng)口長(zhǎng)度不變的情況下，進(jìn)風(fēng)口高度取值范圍較大（0.35～0.6），依據(jù)規(guī)定設(shè)計(jì)者很容易出現(xiàn)差別加大的取值。對(duì)于類似冷卻塔進(jìn)風(fēng)口的阻力產(chǎn)生較大影響，以致影響到整體冷卻性能。

2 逆流冷卻塔進(jìn)風(fēng)口面積計(jì)算探討

設(shè)計(jì)人員計(jì)算時(shí)，一般按冷卻塔的進(jìn)風(fēng)口四周邊緣包含的垂直面面積來計(jì)算。如果準(zhǔn)確計(jì)算的話，需要確定好邊緣，另外邊緣范圍內(nèi)梁、柱等的阻礙物也需要進(jìn)行計(jì)算并減掉。

2.1 進(jìn)風(fēng)口長(zhǎng)度和高度取值計(jì)算

冷卻塔進(jìn)風(fēng)口的長(zhǎng)度，一般按照單塔邊柱內(nèi)邊之間的距離來取值，而不應(yīng)按照邊柱中心距離來計(jì)算，即取邊柱之間的凈距離（L）。

對(duì)于小型冷卻塔，冷卻塔下部的集水池，其平面尺寸一般與塔體填料區(qū)平面尺寸相同，其進(jìn)風(fēng)口高

度取集水池頂部至進(jìn)風(fēng)口上檐的垂直高度H。

對(duì)于大、中型冷卻塔，集水池往往加寬：大、中型冷卻塔宜將水池加寬至進(jìn)風(fēng)口外1.5m～2m，不再設(shè)回水檐，北方寒冷地區(qū)宜加寬至2.0m～2.5m。若按照小型冷卻塔的方法計(jì)算進(jìn)風(fēng)口面積是不合理的。如圖1所示，因集水池外拉，使阻礙進(jìn)風(fēng)的水池檐作用減弱，隨著外拉尺寸的加大，真正的進(jìn)風(fēng)口高度會(huì)是H。所以對(duì)于大、中型冷卻塔，進(jìn)風(fēng)口的高度取值，建議取H和L的最小者，其中，可按下面取值：

當(dāng)水池沒有外拉時(shí)，進(jìn)風(fēng)口高度取H;

當(dāng)水池外拉，H2