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某企业2500吨逆流式玻璃钢冷却塔投标方案
一、设计原则与遵循的标准规范
1.1 设计原则
我企业是冷却塔专业生产企业，长期服务于电力、化工、石油、冶金等行业，大家深知冷却塔在生产中的作用。尽管冷却塔在基建投资中所占比例不足0.5%，但其对生产的影响却是100%，冷却塔是占有能耗比例很大的设备，因此提高冷却塔效率、节能降耗、降低产品成本是本设计遵循的原则。
本次逆流式玻璃钢冷却塔设计采用了石油化工设计部门和原化工部的各项专利技术。即冷却塔气动技术、热工技术和新材料技术，这几个彼此独立又相互制约的技术要素进行系统优化，与一般冷却塔相比，风机工作全压低、处理水量大、能耗低，这项技术在国内占领先地位，可与国外冷却塔技术相媲美。
气动技术即从进风口、迎风柱、填料支架、除水器及其支架、塔的收缩段、风筒集气段，风筒喉部及风筒扩散段等气流通过的流道全部为流线型，这就是全流道线型冷却塔气动技术，其作用是极大地减少气流阻力，将有限的能耗最大限度的用于提高冷却塔风机工作风量。
热工技术主要是指淋水填料的传热，传质效率及与气动技术相结合对填料片型结构和布臵组合方式的高度优化，目的是在有限空间内更充分地完成热交换和质交换。
新型材料主要是指玻璃钢及工程塑料的应用。充分发挥玻璃钢工程塑料质轻、高强和易成型的优点，尤其是线型复杂，其它材质难于实现的部位（如导风装臵、风筒等）广泛应用。且工厂化生产，保证质量，缩短工期。工程塑料的应用为冷却塔耐腐蚀，提供了充分的保证。
目前我企业设计、制造的逆流式玻璃钢冷却塔技术在实践中不断发展、不断完善，以理论为引导，以实践为基础，已逐步形成一套全新技术，单台塔处理能力最大可到6000m3/h，是国内应用型号齐全，在电力、石化、化工、冶金等行业广泛应用的新型冷却塔。
1.2 设计遵循的标准与规范
《大型玻璃纤维增强塑料冷却塔》GB/T7190.2-2008
《中小型玻璃纤维增强塑料冷却塔》GB/T7190.2-2008
《机械通风冷却塔工艺设计规范》GB/T50392-2006
《冷却塔塑料部件技术条件》DL/T742-2001
《工业循环水冷却水设计规范》GB50050-2007
《工业循环水冷却塔设计规范》GB/T50102-2003
《泵站设计规范》GB/T50265-97
《化工企业冷却塔设计规定》HG20522-92
《石油化工逆流式机械通风冷却塔结构设计规程》SH3031-97
《石油化工企业防火设计规范》GB50162-92
《给水排水管道工程施工及验收规范》GB50268-97
《钢结构设计规范》GB50017-2003
《混凝土结构设计规范》GB50010-2002
《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002
《建筑结构荷载规范》GBJ50009-2001
《建筑抗震设计规范》GB50223-2008
《构筑物抗震设计规范》GB50191-93
《工业建筑防腐蚀设计规范》GB50046-95
《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002
《建筑桩基技术规范》JGJ94-94
《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204-2002
《机械设备安装工程施工及验收通用规范》GB50231-98
《钢结构工程施工及验收规范》GB50205-95
《L型冷却塔风机》HGT3132-2007
《给水排水工程结构设计规范》GBJ69-84
《给水排水标准图集》2007
《建筑给水排水设计手册》1992
《建筑物防雷设计规范》GB50057-94
《供配电系统设计规范》GB50052-95
《冷却塔》中国水利水电科学研究院冷却水研究所赵振国著
二、2500吨逆流式玻璃钢冷却塔热力性能计算书
2.1、冷却塔工艺设计条件
干球温度θ=32.6℃
湿球温度τ=27.8℃
大气压P=96.259Kpa
单塔循环水量Q=2500m3/h
进水温度t1=53.5℃
出水温度t1=33.5℃
进出水温差Δt=20℃
2.2、热力计算
相对湿度φ=69.7%进塔空气容重γa=1.076Kg/m3蒸发散热系数K=0.9421进塔空气焓i1=91.563KJ/Kg进水温度、出水温度、平均温度时的饱和空气焓t1=53.5℃时i1”=327.57KJ/Kgt2=33.5℃时i2”=124.161KJ/Kgtm=43.5℃时im”=206.664KJ/Kg交换数NN=4.1868×Δt„1/（i1”-i2）+4/（im”-im）+1/（i2”-i1）‟/6K设气水比λ=0.7i2=218.538KJ/Kgim=155.05KJ/KgN=1.74设气水比λ=0.8i2=202.666KJ/Kgim=147.114KJ/KgN=1.57设气水比λ=0.9i2=190.321KJ/Kgim=140.942KJ/KgN=1.46选用S波型塑料填料H=1.5m时热力特性N=2.17λ0.70当λ=0.7时N‘=1.69当λ=0.8时N‘=1.86当λ=0.9时N‘=2.02在双对数座标上分别作λ～N和λ～N‘关系曲线，其交点即为冷却塔运行工况的工作点，得λ=0.73风机风量G=λ×Q/γa=0.73×2500×103m3/1.076=1696096m3/h.设塔内平均风速V=2.2m/s，则冷却塔面积F=222.72m2取冷却塔平面轴线尺寸：15m×15mF=225m2淋水密度q=11.556m3/m2/h
配套风机直径:8000mm，配套电机功率：160kw。
三、2500吨逆流式玻璃钢冷却塔各部件技术性能和特点
3.1 概述
2500吨逆流式玻璃钢冷却塔由上塔体（风筒）、中塔体（围护板）、进风百叶窗、结构钢件、风机、电机、减速器、配水系统、收水器等部件组成。塔体玻璃钢部分由上塔体（风筒）、中塔体（围护墙板）、进风百叶窗、等部件组成。我企业生产的玻璃钢原材料均采用国优名牌产品，质量可靠，表面胶衣保护层添加抗老化剂，表面采用镜面技术制作，产品光滑，明亮，色泽鲜艳、使用寿命可达20年以上。
3.2 高效节能的玻璃钢风筒
一个理想的逆流式玻璃钢冷却塔，辅之一个结构合理、设计先进的风筒，可提高塔内气流的均匀性，减少塔内气流阻力，保证风机在高效工作区运行。这样对提高冷却塔的效果，降低造价、降低电耗都有很大的意义与较高的社会经济效益。
逆流式玻璃钢冷却塔的热力特性取决于许多因素。其中，保证一定的通风量是一个极为重要的因素。通风量在一定的风机性能条件下，直接取决于整个塔的总风阻和出口动能损失，当塔内风阻一定时，如果空气出口动能损失小，冷却塔的通风量就可增大，因而塔的热力性能就可提高。
为了减少空气出口动能损失，需要在风机上方安装一个风筒，经引导气流排入大气，这个风筒的型线是否符合空气动力学原理，直接影响风机的通风量，所以风筒是冷却塔的一个关键组成部分。
风筒由3条曲线组成：即收缩段、直段（即风机旋转部分）、扩散段。风机收缩段是气流进入风机喉部的关键，为风机进口提供均匀的风速场，也是整个冷却塔的最后静压段，因此收缩段型线设计是非常关键的，2500吨逆流式玻璃钢冷却塔风筒采用动能回收型风筒，风筒收缩段型线采用原苏联空气动力学专家维达辛斯基创立的维氏方程曲线，是目前气体流场的稳定曲线。该曲线有效的保证了进入风筒的气流均匀平稳。
风筒喉部为直线段，直线段的取值根据风机叶片的叶型，调节角度的范围来决定。本风筒直段为350mm，保证了风机在最大调节角度内风机叶片在直段中运行。一般的直线扩散段风筒制作比较简单，所以常被采用，但扩散段转角处和气流边界不吻合，产生分离现象，形成回流旋涡，增加了风筒内的能量损失，使风筒作用减少，其次风筒出口为扩口式，出口气流在迎风口与塔壁分离，塔外冷空气倒流到塔内喉部以上区域而形成短路现象，动能回收作用小，甚至变得比无风筒时更不利。风筒扩散角过小，要使出口气流动能损失小，则需增加风筒高度，致使抗风压强度增加和造价提高。
如风筒扩散角过大，则气流与风筒内壁产生分离脱壁现象，形成动压区涡流，也不利于动能回收。
2500吨逆流式玻璃钢冷却塔的风筒根据以上设计原则，采用扩散角θ为9°风筒扩散段为直线形式，扩散角沿程逐渐加大，其目的是为了消除出风口气流分离现象，使空气尽快排出塔外，达到临界面上的压差平衡，提高动能回收效率。根据试验资料及有关冷却塔实际运行情况表明带有速度头的风筒其高度为风机直径的1/2，在这种高度下可以达到收缩段，喉部和扩散段具有较好的流线。风机叶片与风筒内壁余隙按照设计规范取30±10mm。
型号：动能回收型风筒
材质：玻璃钢成型工艺：模压成型
工作原理：风筒由收缩段、风机工作段、动压回收段三部分组成，气流经淋水填料、收水器后进入收缩段，收缩段的型线能较好地将气流均匀收缩到风机工作段，气流在风机工作段通过风机做功提升到动压回收段，利用气体流场均化理论设计的动压回收段对气流进行导流扩散，使出风筒气流动压损失有效降低。
技术特点：
★特点1：高效节能——控制风机叶片叶尖到风筒内壁的间隙符合规范要求，有效地利用叶片的高效段，该风筒消除了气流与风筒内壁的分离现象，有效地防止了涡流现象。以稳定气流流场公式-维氏方程设计的风筒收缩段使风筒中心负压区面积缩减到最小，以气体流场均化理论设计的动压回收段使出风口风速分布趋于均化。该风筒动能回收值＞30％，可提高风量9％。
★特点2：低阻力——风筒内壁采用模压工艺，表面具有极高的光洁度，使气流与风筒内壁的磨擦系数降至最低。
★特点3：美观——逆流式玻璃钢冷却塔的风筒外表采用含光稳定剂的进口光滑胶衣树脂层，使风筒具有优良的耐老化，抗紫外线性能，制品表面色泽鲜艳均匀，长久使用不褪色，不龟裂。
★特点4：高强度的加强型设计——采用梯形大端面空腹加强筋，风机工作段和风筒上口均设环向加强筋，筒壁采用等强度设计，抗风载荷＞80Kg。
★特点5：长寿命设计——逆流式玻璃钢冷却塔采用优质的原材料和进口胶衣树脂保护层，加强型设计，风筒连接和紧固件采用不锈钢材质，使风筒适合全天候室外工作条件。正常情况下风筒使用寿命不低于20年。
3.3 节能、高效的轴流风机
逆流式玻璃钢冷却塔中完成热交换的载体是空气，空气量越大，其带走热量的潜力就越大，本方案风机采用德州贝诺风力机械设备有限企业的LF型玻璃钢轴流风机。
叶片材质：高强度环氧玻璃钢。
概述
新型的L型轴流风机是具有技术优势和工艺特长而开发研制的替代进口产品，采用了航空螺旋桨桨叶设计理论和方法，并汲取国际先进叶型优点设计，风机叶片材质采用高强度环氧玻璃钢，叶片截面翼形采用CA（W）系列，玻纤布采用无碱无捻玻璃纤维布。
2500吨逆流式玻璃钢冷却塔的L型风机与原来的相比较，在继承了原风机流量大、效率高、噪声低，振动小的优点基础上，突出了可靠性和方便维护的性能，减速器采用两级齿轮传动，齿轮材质采用高强度的高级渗碳钢，齿轮参数选取按照国家标准，强度复算选取使用工况系数等方面在遵守国家标准的同时，借鉴国内外先进经验。齿轮几何尺寸和精度要求严格按国标和借鉴国内外先进经验。
轴承和齿轮的润滑采用甩油有序润滑的结构方式。风机出厂前经静平衡试验，试验的刚性转子平衡精度取G6.3。减速齿轮按8级精度制造，风机连续运行时间大于8000小时。
产品特点：
★特点1：噪声低——采用阔叶大端面空间扭曲型低转速设计，噪声≤db(A)低于国标2—3db(A)，符合环保要求。
★特点2：采用弹性柱销联轴器，有效防振，风机系统振幅≤150μm.
★特点3：轮毂采用双板结构形式，重量轻、强度高、叶片安装调角方便。轮毂上方安装整流板，防止气体回流，提高风机效率。
★特点4：逆流式玻璃钢冷却塔采用了高强度轻质材料的固定座，使轮毂的总体重量减轻，并且固定座重量减轻是在轮毂外侧，使转动惯量比原来减小很多，提高了风机运转的安全性。、
★特点5：传动轴采用不锈钢材质（304），性能优越，工作稳定。配套联轴器采用不锈钢材质，具有重量轻、挠度小、固有频率高、安装简单容易的特点。它的临界转速高达3000rpm以上，远远地避开了电机同步转速，降低风机振动，使风机运行稳定安全可靠。
3.4 电动机
Y系列户外型卧式电机电力条件：380V/50HZ防护等级：IP54绝缘等级：F级生产厂商：西门子电机中国有限企业
3.5 逆流式玻璃钢冷却塔故障监控仪
故障监控仪本产品是专门为冷却塔配套研制的。对冷却塔运行过程中塔身的振动、风机减速箱内的油位和油温实施监测，并可根据预先设臵实施声光报警和发出停机信号，从面保证了逆流式玻璃钢冷却塔在运行过程中一旦风叶受损，在失去动平衡后不因过振动而损坏整个塔身结构。减速箱因渗漏或未及时加油或油温过高而造成减速箱的损坏。产品由显示仪表、振动开关、油位开关和温度传感器组成。
主要技术指标
1、油温测量范围：0—99.9℃
2、油温测量精度：±2℃
3、油温报警(油温I)值：78℃（根据用户要求设定）
4、油温停机（油温II）值：86℃（根据用户要求设定）
5、油位报警（油位I）：由用户自行设定，油位总量程0—145mm
6、油位停机（油位II）：低于报警油位36±2mm7、
7、振动开关动作值：可在振动频率3HZ，振幅增量＞2mm时动作(现场调试)
8、输出触点容量（停机信号）：AC250V/2A
9、环境条件：环境温度：0—+40℃相对温度：≤95%
10、供电电源:AC220V±10%50HZ
11、功耗：＜6W
逆流式玻璃钢冷却塔故障监控仪适用于计算机系统用户。监控仪不带显示仪表.而由信号转换箱将油温传感器，油位开关及振动开关的信号经集中处理后，直接送至计算机系统。
由信号转换箱送出的油温信号为4-20mA标准信号，油温及振动信号均为开关量信号(无源)。
3.6 超低飘水损失——BO160—45收水器
★型号：BO160—45收水器
★材质：改性PVC材料，在片材中加入进口碳黑等改性剂
★成型工艺：机制挤拉成型
★工作原理：长期以来逆流式玻璃钢冷却塔大多采用160-45型收水器，材质为玻璃钢。160—45型收水器在轻便性、安装方式、刚度、收水效率等均能满足要求，所以被广泛采用，但普通160—45型收水器对风速有一定的局限性，当塔内风速<2.5m/s时，收水效果较为理想，当塔内风速>3m时可能有部分水滴被带出塔外。另外，玻璃钢表面光滑，不利于水的滞留回收，而且玻璃钢收水器只有一次收水功能，和目前生产的高效收水器有一定的差距。
我厂吸取消化国外先进技术，生产的改进型高效加筋160—45形收水器。按照惯性撞击分离法的原理设计，片距相切的布臵形式。当出塔气流夹带水滴通过收水层时，大部分水滴与弧形边撞击分离，产生一次收水效果，另有小部分水滴则继续沿收水器弧形边随气流上升，在收水器弧形边上加阻水筋后，这部分水滴将被截留，从而产生二次收水效果。
测试表明加筋后的逆流式玻璃钢冷却塔收水器，其收水效率达99.99%。以总循环水量计，其飘水损失可达0.001%以下，比GB标准降低了一个数量级，达到了国际先进水平。
技术特点：
★特点1：节水环保——收水效率高，经国家法定检测部门中国水利水电科学研究院冷却水研究所测试表明：该逆流式玻璃钢冷却塔的收水效率按总循环水量计其飘水损失可达0.001％以下，仅为国标允许值的十分之一，达到国外先进水平。使用使设备对周围环境的影响大大改善，使风机叶片高速旋转工作时避免切割高含湿量空气，延长了风机叶片的使用寿命。
★特点2：低阻节能——气流阻力小，在2.8m风速条件下，通风阻力损失约0.8mmH2O，低于国外同类产品。
★特点3：长寿命设计——片材中加入进口碳黑使产品具备了优越的抗紫外线、抗老化和机械性能。正常使用条件下，其使用使用寿命在15年以上。
★特点4：强度高、安装维护方便——片材厚度0.65±0.05mm，片与片之间采用承插连接件连接，使其具有良好的使用强度和整体刚度，安装维护方便，标准试验条件下承载能力大于300N/m2.
★特点5：阻燃——阻燃氧指数≥35。
★特点6：耐温差变化——在70℃温度下不软化变形，在25℃温度下不脆裂。
3.7 布水均匀的配水系统
型式：管式网状回路稳压配水系统；
配水管材质：进水主管——Q235
支管——UPVC：喷头材质——ABS；
喷溅方式：下喷式。
技术特点：
★特点1：布水均匀——配水管线采用管式网状回路稳压系统，从而保证管路各部分水压均匀，每个喷头流量一致。
★特点2：低阻设计——管道采UPVC管，内壁光滑，水流阻力小，可以减少水中污物在管道中的沉淀，配水管采用大管径、低流速设计，系统配水阻力小。
★特点3：免维护——设计中配水管下方装有喷头，保证配水系统最低点均有泻水点，以防止设备停运时管道积水和运行时污物沉淀，避免了配水管道进行人工清洗的麻烦。在浊度小于300ppm非粘性水质中能全天候安全运行。
★特点4：操作弹性大——实塔测试表明：逆流式玻璃钢冷却塔内不同位臵喷头的布水流量偏差＜5％系统对水力负荷具有较高的适应性，该系统在运行负荷达到130％时仍可正常工作，运行负荷低至70％时整塔布水均匀性不受影响。
★特点5：保护喷头的锁紧装臵——三溅式喷头采用ABS塑料一次注塑料成型，强度高，使用寿命长，喷头的集合形状在80℃气温条件下不软化变形。该喷头布水均匀，工作水压低（喷头出口正常工作压仅0.6mH2O）.压力适应范围大，不易堵塞。由于其带有经特殊设计的锁紧防松装臵，可使其与布水管连接牢固，不脱落，可保证配水系统长期安全运行。
3.8 高效水气热交换装臵——淋水填料
淋水填料是逆流式玻璃钢冷却塔主要散热部件，其所产生的水温降达整个塔温降80%以上，因此选择温降效果好、气流阻力小的填料，使水在填料表面形成薄薄的水膜缓慢流下，有较大的散热面积和充分的散热时间，以提高热交换效率。经对国内外新型填料性能及片形的分析研究，选用具有较大比表面、通风阻力小、亲水性好的斜梯形波塑料填料。经水科院冷却水研究所进行的性能试验，结果表明，该填料热工性能优良，使塔的冷效有了可靠的保证，是逆流式玻璃钢冷却塔推荐选用的淋水填料，该填料高度H=1.5m时，交换数N=2.17λ0.7，片材选用常州勤业塑料厂产品，各项性能指标达到《冷却塔塑料部件技术条件》DL/T742-2001的要求，使用寿命可达10年以上。斜梯形波塑料填料具有以下优良性能：
1、热交换效率高：S波填料片型由一定间隔、并与水平方向成一定角度的梯形波组成，梯形波面上有规则地布臵了阶梯形折线组成的滞留波，增加了水膜在填料片上的滞留时间，并对水膜在填料上的横向扩散效果显著，层间交错布臵，利于水气的反复起始流动和水、气的再分配，加强水、气的扰流，使水和空气在填料段有较大的接触面积和较大的热交换时间，进行充分的热交换，填料散热效果好。
2、通风阻力小：横向波形相邻片组成的竖向通道，走向成“S形”，通道在横向相间布臵，两片间通道气水相通，有利于污物通过，并增强水气扰动，通风阻力小，防泥垢堵塞能力强，确保填料常年较高的热力、阻力特性。
3、组装件刚度好：填料相邻片组装采用粘结形式，从而构成整体结构，承载能力>500kg/m2。
4、填料片材：逆流式玻璃钢冷却塔选用以优质原料成型的改性聚氯乙烯片，基片厚度0.4±0.05MM，亲水、憎油性能好，具有耐热（60°C）耐寒（-40°C），耐酸、碱腐蚀，阻燃性能好（氧指数340）等特点，经国家法定检测单位“上海第二工业大学”检测，各项性能均达到能源部颁布的DL/T742-2001《冷却塔塑料部件技术条件》的要求，使用寿命可达15年以上。
5、热力、阻力性好：斜梯形波塑料淋水填料，经中国水科院冷却水研究所检测，热力、阻力性能兼优，冷却效果优良的填料，广泛应用于国内逆流式玻璃钢冷却塔。
型号；S波薄膜式淋水填料
材质：改性耐温亲水型阻燃优质PVC.
填料片基片厚度：0.4±0.05mm.
成型工艺：模压成型
制造、检验、安装标准：DL/T742-2001《冷却塔塑料部件技术条件》。
技术特点
★特点1：高效低阻——经多次技术改造的波形使填料具有更大的比表面积，有效地延长了水滴在填料段的停留时间，水气热交换稳定充分，与目前市场上逆流式玻璃钢冷却塔广泛应用的填料相比，在热工性能相当的前提下，该填料气流阻力约低8～20％；
★特点2：优越的阻燃性能——阻燃氧指数＞40；
★特点3：亲水憎油性能优越、耐温差变化——在70℃条件下时不发生几何变形，在-40℃条件下时不破碎、下脆裂；
★特点4：组装块强度高——填料片采用专用粘结剂粘结，粘结率下低于95％，填料块平压强度≥3000N/m2，粘结24小时后的剪切强度大于3.3Mpa.
★特点5：热力、阻力性能优越——经水利水电科学研究院冷却水研究所试验热力性能N值为：H=1.5M时N=2.17λ0.70S波薄膜式淋水填料是逆流式玻璃钢冷却塔和自然通风冷却塔中使用的性能最为优越的填料之一。
3.9 冷却塔钢件防腐
逆流式玻璃钢冷却塔钢件防腐是保证冷却塔使用寿命的一个重要因素，众所周知，冷却塔内的环境十分恶劣，长期处于高温、湿热的环境中，塔内钢件十分容易腐蚀，因此钢件防腐的质量直接影响到逆流式玻璃钢冷却塔的使用寿命。
我企业对冷却塔钢件的防腐要求极为严格，钢件除锈采用碱洗除油-水洗-酸洗除锈-水洗-表面磷化处理工艺。防腐油漆采用厚浆型环氧沥青漆三道。以上环氧沥青系列漆具有以下几个特点：
（1）对钢铁具有良好的湿润性和较好的湿态附着力。
（2）具有优异的耐水性和较好的耐碱性。
（3）具有良好的防锈性能。
（4）该环氧沥青系列漆含有富粉，具有极阴保护作用。
每道漆膜厚度≥50um，总漆膜厚度≥150um，钢件经以上防腐处理后能保证5年内不产生锈斑，使用寿命可达10年以上。完全符合了逆流式玻璃钢冷却塔在特定环境中的使用要求。