劉榮甫，趙文正
(滄州化工集團(tuán)公司設(shè)計(jì)所，河北 滄州061000)

　　摘　要：對(duì)逆流冷卻塔填料，提出了改進(jìn)設(shè)想。對(duì)設(shè)想開發(fā)的填料，空氣在其內(nèi)部是沿著流線型的曲面運(yùn)行，冷卻水與空氣不在同一通道，改變傳統(tǒng)逆流塔填料氣水接觸的方式，大幅度減少了對(duì)空氣的阻力，使效率空前提高，也降低了冷卻塔的咸本，有望成為換代產(chǎn)品。
　　關(guān)鍵詞：冷卻塔；填料；流線型填料帶；螺旋式曲面結(jié)構(gòu)
　　中圖分類號(hào)：TU991.42
　　文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B
　　文章編號(hào)：1009-2455(2001)02-0048-02

前言

　　隨著工業(yè)的發(fā)展和水資源的日趨緊張，冷卻塔的用量正高速增長(zhǎng)。冷卻塔是循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的主要構(gòu)筑物，冷卻塔中填料的片型的合理與否，直接影響冷卻效果。本文就逆流式冷卻塔填料存在的問(wèn)題及填料的開發(fā)談些設(shè)想。

1 目前冷卻塔存在的問(wèn)題：

1.1 風(fēng)阻大
　　目前逆流塔最大的缺點(diǎn)就是空氣阻力大，這就直接影響了換熱效果，因?yàn)槔鋮s塔處理的水，是靠空氣把熱量帶走的，所以處理能力與所通過(guò)的空氣量成正比。空氣阻力大，必然導(dǎo)致能力不足，即效率偏低。
1.2 淋水密度小
　　造成空氣阻力過(guò)大的原因，是因?yàn)榭諝夂退际菑耐惶盍系目紫吨写┻^(guò)的，水是自上而下運(yùn)行，不僅要求流動(dòng)緩慢，而且要求盡量分散，以達(dá)到與空氣充分接觸的目的。這必然要求填料的孔隙小，而且要多次彎折才行?？諝鈩t是從下向上運(yùn)行，以暢通無(wú)阻為佳，要求填料的孔隙盡量大，并且運(yùn)行時(shí)要少?gòu)澱?，這與水的要求正好相反。除此以外，逆流塔的淋水分散性不好，水流總是集中在填料的壁上流動(dòng)，而很難向空中分散開，所以淋水密度偏小，影響了冷卻效率。

2 開發(fā)螺旋式填料的設(shè)想

　　為了改善逆流塔水流的分散性，就要縮小填料的孔徑，同時(shí)加大曲折的程度，這就進(jìn)一步加大了空氣阻力。也就是說(shuō)水流的分散性和空氣阻力是相互制約的，它們不能同時(shí)改善，這就是現(xiàn)在的逆流塔效率不能提高的關(guān)鍵問(wèn)題所在。
　　多少年來(lái)人們一直努力探索，試圖設(shè)計(jì)和生產(chǎn)理想的冷卻塔，以提高溫差或達(dá)到降低成本的目的，也都取得了不同程度的進(jìn)展，只是收效不大。比如設(shè)計(jì)成波紋形狀的填料，為減少空氣阻力而設(shè)計(jì)的曲線型塔面等。但是由于沒(méi)有從根本上改進(jìn)冷卻塔的運(yùn)行結(jié)構(gòu)，所以橫流塔的風(fēng)量不均和逆流塔的空氣阻力過(guò)大以及相互制約的問(wèn)題，始終未能解決。為此，我們?cè)O(shè)計(jì)了一種新結(jié)構(gòu)的填料即螺旋式填料，具有風(fēng)阻小、體積小、氣流相對(duì)均勻和淋水密度大的綜合優(yōu)點(diǎn)，可以從根本上解決逆流塔所存在的種種問(wèn)題。

3 新型填料的結(jié)構(gòu)

　　該結(jié)構(gòu)是一種流線型的帶狀曲面填料，填料帶呈蜂窩狀曲線結(jié)構(gòu)，水可以穿過(guò)這種填料帶，并且被重新分散與分配，形成均勻的水滴?？諝鈩t不能穿 過(guò)這種填料帶，而是沿兩條填料帶之間的空隙運(yùn)行，且不改變方向。由于各填料帶之間的空隙較大，所以對(duì)空氣的阻力就相當(dāng)小，從而使效率得以提高。
　　螺旋式填料的安裝示意圖如圖1所示。填料的結(jié)構(gòu)及工作狀態(tài)分別見圖2、圖3。

　

　　從圖1看出，有幾層相互平行的填料帶，與水平面呈一定夾角，共繞在中心柱上，而每層填料只有一片，所以耗用材料很少。此技術(shù)最適用于圓形塔。

4 冷卻原理

　　在運(yùn)行時(shí)，水穿過(guò)多層的斜面填料帶，每穿過(guò)一層，便被重新分散一次，同時(shí)也使下落速度減慢一次?？諝獠皇桥c水從同一孔隙中穿過(guò)，而是沿著流線型的填料帶橫向旋轉(zhuǎn)向上，沒(méi)有彎折，所以阻力極小，淋水的密度也可以增大，提高了效率，也從根本上解決了空氣與水相互制約的問(wèn)題。

5 加工方式

5.1 曲面式填料帶
　　采用PVC等材料薄板，一次模壓成型，單層裝配。由于對(duì)強(qiáng)度要求較高，所以填料板材應(yīng)稍厚，實(shí)踐證明用氯化聚乙烯改性后的材料，其韌性、耐溫和抗拉強(qiáng)度明顯提高。板材在模壓之前如能進(jìn)行雙向拉伸處理測(cè)強(qiáng)度最佳。
5.2 支架
　　單層的填料曲面需由支架支撐，支架采用玻璃鋼材料，具體規(guī)格可由設(shè)計(jì)人員根據(jù)強(qiáng)度給出。

6　與現(xiàn)有填料的比較

6.1 普通逆流塔填料
　　逆流塔填料是密集型結(jié)構(gòu)，它是把眾多的波折型填料片板粘結(jié)在一起而成為一個(gè)整體，這樣，在整體的內(nèi)部便形成了密密的孔隙群，水和空氣同時(shí)從這些孔隙中穿過(guò)，所以結(jié)構(gòu)不合理。此填料占用材料多[1]，空氣運(yùn)行曲折，而且阻力大，水的分散不好，填料的高度極其有限，且不能改進(jìn)。
6.2 新型填料
　　即本文講的螺旋式填料帶是單層板斜放，前后聯(lián)接成一體，呈螺旋式裝配，板面上面經(jīng)模壓制成密集的小孔洞，專供水流從這些孔洞中穿出?？諝鈩t是在空間很大的兩層填料帶之間運(yùn)行，其運(yùn)行路線是螺旋向上。空氣運(yùn)行曲線也光滑。整個(gè)填料層占用料材料少，填料高度也可以加大，從而保證了對(duì)水的冷卻效果。

7 預(yù)期的效果

　　減小了對(duì)空氣的阻力，即提高了空氣流量，這樣可提高水的溫差。在處理水量相同的情況下，冷卻塔的體積可以縮小，成本可以降低，還能把風(fēng)葉與電機(jī)的功率減小，起到了節(jié)能作用。

參考文獻(xiàn)：

　　 [1] 畢永堯.實(shí)現(xiàn)橫流塔配風(fēng)配水均勻的薄膜、點(diǎn)滴填料混裝技術(shù)[J].化工給排水設(shè)計(jì)，1994，(1)：18－24.

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　　作者簡(jiǎn)介：劉榮甫，男。