逆流式冷卻塔匯集了我公司多年設計、制造大型冷卻塔的經驗，通過對設備各部件及整體的優化設計，實現了塔體構件非金屬化、氣流流暢流線化、低能耗運行、超低飄水損失、高質量的機力通風設備、奉獻給業主一套具有國內水平的冷卻塔塔群。經國家機構實塔檢測，各項性能指標均達到國家標準GB7190.2-1997《大型玻璃纖維增強塑料冷卻塔》的規定。北京中科晶碩公司設計生產的大型冷卻塔以其*的性能，優良的品質，廣泛應用于化工、石化、電力、冶金及機械等各行業工業循環水系統。
逆流式冷卻塔整體設計方案：
A、高質量機力通風設備—風機、減速機
風機是冷卻塔設備中的重要部件，其性能的優劣直接影響到冷卻塔的熱力性能，因此，按照招標要求，為業主配套德州貝諾風力設備有限公司生產的環氧玻璃鋼風機，并對配套廠家進行嚴格的要求，在系統的一些關鍵部件中北京中科晶碩公司特別要求配套廠家進行局部處理，采用性能更*、穩定的進口產品，為業主提高質量的通風設備，為冷卻塔設備的安全*穩定運行奠定了基礎。風機做靜平衡試驗，按“鋼性轉子平衡精度”，等級取G6.3級，葉尖距風筒內壁間隙應均勻*，其值不大于0.005D(D為風機直徑)，誤差不大于±10mm。風機氣動合理、風量大、噪聲低、效率高、耐腐蝕。
減速機亦為德州貝諾風力設備有限公司生產，水平臥式、噪聲低、效率高、防水、油潤滑可靠、檢修方便。整體系統使用壽命不低于15年。
為保證冷卻塔安全運行，可設置風機運行監控系統，系統具備振動、溫度、油位三項監控功能，并可實現自動顯示、報警及停機功能。
逆流式冷卻塔監控主要技術指標如下：
油溫測量范圍：0～99℃
精度：±1℃
報警溫度：≥72℃±1℃（可設定）
停機溫度：≥82℃±1℃（可設定）
2）油位開關動作值：
報警油位：低于標準油面30mm（現場安裝時校正）
停機油位：低于報警油位40mm±5 mm
3）振動保護開關動作值：
振頻3Hz（風機頻率）條件下，振幅大于2mm時停機。
4）輸出觸點（停機信號）容量：28v，2A
5）功耗：<6W
B、電機
采用國內優質三速變極電動機，為冷卻塔優質電機，Y型臥式異步電機，戶外型，絕緣等級為F級，防護等級為IP54，380V。該電機性能穩定、防水性能好、使用效率高，冬季結冰時風機可開低速反轉，塔內的氣溫高可迅速消冰，且不損壞風機。
C、風筒
該塔風筒為迥轉及“優角”動能回收型，玻璃鋼材質，它充分利用了氣體流暢均化理論，結合工程實踐經驗和實測數據而設計，內壁曲線采用橢圓曲線，與采用直線的自然擴散型風筒相比較，該風筒消除了氣流脫壁現象，縮小了渦流區，使風筒中心負壓區面積大幅縮小，出風口斷面風速分布趨于均化。
風筒線型設計合理，下部按《維道辛期基》曲線的上半段求出的公式（化工部通風圖設給出風筒型設計）
用維紙方程求出風筒漸縮段的線型。它的氣流阻力zui小，其下聯接塔頂平臺，其上聯接風筒的直線段（風機葉片所在空氣在直線段）作為一個系統zui合理。直線段以上是擴散段，其作用為增強風筒水平斷面面積，降低風速，減少動能損失，即回收動能，因為動能與風速的平方成正比即：
Hf=ξ
式中：Hf----動能
ξ----阻力系數
V----風速
g----重力加速度
一般的動能回收型型風筒在實際運轉中，其頂部有一嚴重問題，在風筒中心約1.5-1.8直徑范圍內氣流不是向上而是向下。即所謂回流區。它嚴重影響了動能回收。為了克服這一缺點設計了《優角型風筒》，其特點是風筒的氣流重新組織，將離散的氣流向中心壓，zui終克服了回流現象，使氣流都向上。風量增加了6%（北京石化院論文給出武漢化工廠實測結果）。
逆流式冷卻塔工作原理：風筒由下到上分為來流收縮段、風機工作段和動壓回收段三段，通過逆流塔淋水段或橫流塔氣室的氣流經過由橢圓曲線設計的風筒來流收縮的整理，能較好地均勻收縮過渡到風機工作段，氣流在風機工作段通過葉片做功被提升到動壓回收段，利用氣體流暢均化理論設計的動壓回收段對氣流進行導流擴散，使出風筒氣流動壓損失有效降低。
逆流式冷卻塔技術特點：
①優質原材料：風筒原材料采用河南南陽玻纖廠生產的優質玻纖布及玻纖氈，采用常州天馬化工集團有限公司生產的名優不飽合樹脂。產品固化度為81.9%（國標值：≮80%），彎曲強度273MPa（國標值：≮147 MPa），巴柯氏硬度為60，結構層樹脂含量為46.78%（國標值：≮45%）。
②高效節能：該風筒消除了氣流脫壁現象，縮小了渦流區，使風筒中心負壓區面積大幅縮小，出風口斷面風速分布趨于均化，經實際應用檢測，該風筒動能回收值大于30%，節能大于8%；
③美觀實用：風筒采用模壓工藝工程，外表面采用含光穩定劑的美國亞什蘭公司膠衣樹脂層，內表面涂樹脂兩遍，經壓模處理保護較高光潔度以減少阻力。風筒具有優良的耐老化、抗紫外線性能，制品表面色澤均勻，*使用*龜裂；
④高強度、加強度型設計：采用梯形大端面空腹加強筋，應力集中段環向和聯接端環向埋有預制件以保證風筒整體強度和運行強度，抗風載荷690Pa；
⑤長壽命設計：緊固件采用鍍鋅件，結合玻璃鋼風筒本體*的理化性能，使風筒適合全天候室外工作條件，正常條件下，設計使用壽命不低于20年。
D、填料
采用改性PVC梯型薄膜填料，適應溫度650C～-350C，該形式填料其表面積大，水的再分配能力強，阻力小。原片材塑化均勻，無裂紋、無孔洞、無氣泡、無明顯雜質及分散不良的輔料，粒徑為0.6~1.0mm的雜質個數不超過30個/m2，分散度不超過5個/10cm×10cm，片邊光滑平直，色澤*，該填料具有重量輕，安裝方便，耐化學性能好，冷卻效率高，應用范圍廣，阻燃性能好等特點。熱力性能，據北京水科院測試：
N=Ω＝１.725λ0.578
Ka=1103(g/1000)0.588(q/1000)0.432
式中：N=Ω——冷卻數
λ——氣水比
Ka——容積散質系數[kg/(m3.h)]
g——重量風速[kg/(m2.s)]
q——淋水密度[kg/(m2.h)]
填料平片滿足以下要求：
①片材拉伸強度≥42.3MPa
②片材密度≤1.55g/cm3
③平片在（90±1）0C水中15min縱向變形率≤5%
④填料塊650C水中1小時目測無明顯變形
⑤阻燃氧指數≥40
⑥填料塊常溫時在簡支條件下承受2.9KN/m2均布荷載1小時，支承面及加壓截面無明顯變形，卸載后無明顯殘余變形，粘接點松脫率≤10%
⑦片材斷裂強度縱向≥1500N/cm2，橫向≥1500N/cm2
⑧吸水率≤0.15%
⑨常溫斷裂伸長率：縱向≥60%，橫向≥35%
⑩低溫對折實驗耐寒溫度≤－35℃
11濕熱老化試驗后的低溫對折耐寒溫度≤－24℃
⑵淋水填料成品質量標準
①填料成型片尺寸長度、寬度允許誤差為±10mm，片型保持矩形，淋水板的破損孔眼不得超過20個/m2，分散度不超過5個/10cm×10cm，破損孔徑不超過2mm，成型片片邊平直，無裂紋及明顯的缺口。
②淋水填料組裝塊片間距允許誤差不大于±1.0mm，片型幾何尺寸允許誤差不大于±5%，zui大誤差不大于1.0mm。
③淋水填料采用粘接式組裝成塊，各組裝塊連接牢固，整體剛度。
采用的粘接劑具有耐水、耐熱（65℃）、耐寒（－35℃）、耐老化。粘接24h后的剪切強度不小于1.37MPa。粘接強度的測試方法按《HG2-151-65》進行，粘接完好率應在90%以上。
④淋水填料組裝塊具有足夠的剛度和強度，簡支條件下的標準試件在2942N/m2均布荷載作用下，支撐處及加荷面無明顯變形，卸荷后無殘余變形，片間連接點無松脫現象，測試方法按《DL/T742-2001》中規定進行。
⑤淋水填料組裝塊保持在65℃條件下不發生幾何變形，無脫膠現象，測試方法按《DL/T742-2001》中規定進行。
⑥淋水填料的包裝、運輸、貯存、安裝、驗收以及其他方面的技術要求均按《DL/T742-2001》中有關規定執行。
綜合質量符合電力部DL/T742-2001《冷卻塔塑料部件技術條件》，可保質10年以上。
E、填料支撐架
考慮到冷卻塔的使用壽命及非金屬化技術趨勢，故本塔填料托架采用北京中科晶碩公司生產的增強拉擠型材填料托架。
玻璃鋼拉擠型材托架是由不同高度的拉擠工字型材及連接定位穿桿采用環氧樹脂粘結組裝而成，主要用于支承淋水填料，使用時將其放置在淋水裝置次梁上，其上安放填料。
逆流式冷卻塔托架材料的選擇：
根據經濟，實用以及耐腐蝕性的要求，選擇輕質高強耐腐蝕的玻璃鋼作為基體材料。玻璃鋼是以玻璃纖維及其制品作為增強材料，以熱固性樹脂為粘接基件。通過一定的成型工藝而制成的一種材料。在玻璃鋼中玻璃纖維及其制品具有拉伸強度高，防火、耐熱、耐腐蝕和尺寸穩定等優點，起增強作用。而樹脂固化后具有很好的電絕緣性、耐老化性、耐腐蝕性及尺寸穩定性。綜合起來，玻璃鋼具有：1、強度高、比模量大。2、耐疲勞性能好，金屬材料的安裝破壞常常是沒有明顯預兆的突發性破壞，而玻璃鋼中玻璃纖維與樹脂基體的界面能阻止材料受力所致裂紋的擴展，破壞前有明顯的預兆。這就增加了其安全性。3、減震性好。4、過載安全性高。玻璃鋼中有大量增強纖維，當材料過載而有少數纖維斷裂時，載荷會迅速重新分配到未破壞的纖維上，使整個構件在短期內不致于失去承載能力。5、具有優良的耐腐蝕、耐老化性能。在自然大氣暴露條件下，我國已積累20多年的老化數據，其強度及保留80%以上。6、耐燒蝕性好、電絕緣性高。另外，由于玻璃鋼的比重為1.8左右，為鋼的1/4，鋁型材的2/3。所以重量輕、運輸、安裝非常方便、經濟。安裝時不需使用起吊提升設備，同時也可使支撐物重量大大減輕，既節約又方便。
在水及其他腐蝕性介質中，玻璃鋼的抗老化性表現得更加突出。玻璃鋼的吸濕性很低，幾乎不透水，可以用于防水建筑和給排水工程。對于某些特殊要求，可在樹脂中加入紫外線吸收劑從而更好地提高抗老化性能。所以我們研制玻璃鋼托架使用壽命達20年以上。
一般用途的拉擠樹脂在10%的硫酸、20%的硝酸、50%的醋酸、5%的氫氧化鈉介質中*作用下，不受影響。這是玻璃鋼被廣泛應用到化工，防腐領域的主要原因之一，穩定的材質在*不受氧化腐蝕的情況下，增加了材料的安全性。再者玻璃鋼具有顏色鮮艷，內外顏色*，*、*生銹、不氧化的特性，所以能*保持其美麗的外觀，而不需維修保養。
玻璃鋼的耐低溫性很好，在低溫時不變脆。在-700C時，其沖擊、彎曲強度隨溫度下降而有上升的趨熱。對一般玻璃鋼產品，*使用溫度為-500C-600C。它可以同時滿足不同地區用戶的使用要求。
F、噴淋裝置
配水管道采用首鋼Q235管材，低壓環網管式配水。噴頭配用ABS三盤式噴頭，具有不易阻塞等特點。使用壽命不低于15年。
技術特點：
①布水均勻：配水管線采用回路網狀布置，并設置平衡管，從而保證管路各部分水壓力均勻；
②低阻設計：管道內壁光滑，水流阻力小，可以減少水中污物在管道中的沉淀，配水管采用大管徑、低流速設計，系統配水阻力僅為0.2mmH2O；
③操作彈性大：實塔測試表明：塔內不同位置噴頭的布水流量偏差<5%，系統對水力負荷具有較高的適應性，該系統在運行負荷達到130%時仍可正常工作，運行負荷低至40%時整塔布水均勻性不受影響，大大提高了設備運行的安全性和可靠性；
G、收水器
采用波160-45型收水器，改性PVC 拉擠型材。使用壽命不低于15年。
技術特點：
①節水環保：收水效率高，經國家檢測部門現場測試表明該收水器收水效率按循環水量計其飄水損失可達0.002%以下，僅為國標允許值的十分之一，達到國外同類產品*水平，使設備對周圍環境的影響大大改善，使風機葉片高速旋轉工作時避免切割高含濕量空氣，葉片使用壽命可延長2~3年；
②低阻節能：氣流阻力小，在2.8m/s風速條件下，通風阻力損失約0.8mmH2O，低于國外同類產品；
③長壽命設計：收水器采用改性PVC材料拉擠成型，在收水器的片材中添加了進口碳黑等改性劑，大大提高了片材的抗紫外線、抗老化和機械性能。
H、鋼結構的防腐
對于采用鋼件部分鋼結構的防腐，防腐程序：酸洗除銹—水洗—堿洗除油—表面磷化—鍍鋅處理—涂環氧富鋅底漆一道—厚漿型環氧瀝青漆一道（用船舶漆或846-1型）—面漆一道（用船舶漆或846-2型）漆膜厚250~300um（環氧防腐漆用中船總公司725研究所或上海開林油漆廠產品）。正常使用條件下，經防腐處理后的鋼構件使用壽命不低于15年。
I、節能降耗
冷卻塔的運行費用是冷卻塔投資的一項非常重要的組成部分，特別是大型冷卻塔，我們充分考慮到運行時的能耗：
1 本方案中由于采用了優化的配水系統和塔型設計，低壓噴頭的應用等一系列冷卻
塔設計的*技術，可使循環泵的供水揚程較常規設計下降1.5m以上使冷卻塔運行費用大大降低，經濟效益明顯。 2 由于該塔采用我所研制的收水器防止飛水現象的發生，避免了水損失，同時也避免了冷卻水中藥劑的損失，節約水資源，且保護了生態環境。
3 由于設計中采用我公司的B160-45新型收水器，使設備的收水效率大大提高（按循環水量計的飄水損失僅為國標值的五分之一）的同時，使設備對周圍環境的影響大大改善。在冷卻塔設備中收水效率的高低還直接影響到風機葉片的使用壽命。風機葉片*工作在高濕度的水蒸氣環境中，葉尖以60~70m/s的線速度切割濕熱空氣，空氣中水蒸氣的含量越大（即收水器的收水效率越低）對風機葉片的損害越大，實際應用表明：冷卻塔設備中以循環水量計的收水效率每降低一個數量級，則葉片的使用壽命可提高2~3年（葉片的正常使用壽命為10年左右），經濟*。
J、塔內檢修通道
a、塔內設風機檢修平臺及上下爬梯，以滿足日常維護、管理檢修的需要。
b、冷卻塔設快開型檢修門，檢修門保證良好的密封并易于拆卸。
K、導風板
為減少進風阻力，由進風口上部增設了導流板，使進風流暢、均勻無渦流現象，材質為玻璃鋼，使用壽命不低于20年。
L、總結
綜上所述，本設計冷卻塔的系統具有以下特點：
※高效動能回收型風筒的使用，動能回收值超過30%，節約了電能；
※高質量通風設備(風機、減速機、電機)的應用保證整體設備高效率安全、可靠的運行；
※超低飄水損失新產品收水器（波B160-45偏峰收水器）的應用，可使飄水率忽略不計，具有節能、環保新概念；
※風機的安全監控系統保證了冷卻塔設備的可靠運行；
※系統低水阻設計（布水系統及噴頭），操作彈性大，可在額定水量的70%~130%工況下安全可靠運行。
※整體設計思路的優化，使水泵的揚程降低，節約了電能。
※通過熱力性能計算，本方案風機風量和配用電機的功率上均留有一定的裕度，充分保證了該塔的不利氣象條件和沖擊負荷下的正常使用。
※通過調整噴頭的噴濺方向，改變水流的流動型式，使水不致于流到壁板上，減小壁流現象的產生。
