機(jī)械通風(fēng)冷卻塔的工作原理

來源:投稿網(wǎng) 時間:2024-03-28 10:00:04

隨著我國工業(yè)的快速發(fā)展，機(jī)械通風(fēng)冷卻塔在石化、電力等企業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用，因?yàn)槔鋮s塔通常在室外露天布置。大功率風(fēng)機(jī)運(yùn)行、淋浴系統(tǒng)等產(chǎn)生較大噪聲，因此冷卻塔的降噪工作尤為重要。通常，機(jī)械通風(fēng)冷卻塔的設(shè)備在設(shè)計(jì)和安裝過程中，應(yīng)重點(diǎn)考慮設(shè)施和設(shè)備的降噪標(biāo)準(zhǔn)要求，并及時優(yōu)化和調(diào)整。此外，機(jī)械通風(fēng)冷卻塔的順利降噪對促進(jìn)環(huán)境保護(hù)具有重要意義。

1、機(jī)力通風(fēng)冷卻塔。

(1)工作原理。

所謂的機(jī)械通風(fēng)冷卻塔是一種通過電機(jī)驅(qū)動風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)并提取熱氣流的冷卻塔。一般來說，在大型電廠的冷端系統(tǒng)中，機(jī)械通風(fēng)冷卻塔是其重要組成部分。冷卻塔的冷卻效率通常會影響整個冷凝器的真空值，從而在一定程度上影響整個電廠熱系統(tǒng)的循環(huán)熱效率[1]。因?yàn)槔鋮s塔是為了保持汽輪機(jī)出口的背壓，使熱系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)朗肯循環(huán)，直接影響機(jī)組和電廠的熱經(jīng)濟(jì)性和運(yùn)行可靠性[2]。因此，有必要掌握機(jī)械通風(fēng)冷卻塔的工作原理。冷卻塔工作時，利用自下而上的流動空氣冷卻流動水，然后通過循環(huán)泵送至冷凝器。蒸汽輪機(jī)形成蒸汽后，冷卻成冷凝水，然后送回鍋爐加熱再利用。沒有冷卻塔，汽輪機(jī)中的蒸汽不能冷卻成冷凝水，送回鍋爐再利用，導(dǎo)致汽輪機(jī)發(fā)電后廢氣余熱無法循環(huán)，殘余熱不能回收。

(2)主要特點(diǎn)。

由于機(jī)動通風(fēng)冷卻塔通常使用風(fēng)扇來實(shí)現(xiàn)通風(fēng)，因此根本不需要像自然通風(fēng)塔這樣的高風(fēng)管。降低尺寸，降低成本。但機(jī)動通風(fēng)冷卻塔由風(fēng)機(jī)驅(qū)動，需要消耗大量電能，導(dǎo)致運(yùn)行成本大，運(yùn)行過程中產(chǎn)生大量噪聲。但由于風(fēng)機(jī)能有效調(diào)節(jié)風(fēng)量，使通風(fēng)冷卻塔在任何氣候條件下都能處于相對穩(wěn)定的工作狀態(tài)。與自然通風(fēng)塔相比，冷卻塔風(fēng)機(jī)在運(yùn)行過程中產(chǎn)生的泵送力非常大，能有效保證冷卻水與濕空氣溫度平衡，有效提高運(yùn)行效率。

二、冷卻塔的噪聲源。

(1)淋水噪聲。

淋浴噪聲主要由于水的重力勢能、冷卻塔填料和集水池沖擊產(chǎn)生的噪聲，分為中頻和高頻噪聲，是蓄水區(qū)循環(huán)水下降產(chǎn)生的沖擊聲。通常通過通風(fēng)冷卻塔下的進(jìn)氣口傳輸。通風(fēng)速度決定了噪聲的大小，淋浴的密度和高度也對噪聲有一定的影響。淋浴噪聲通常為83~88dB（A）[3]。

(2)空氣動力噪聲。

從產(chǎn)生噪聲的機(jī)制來看，空氣動力噪聲主要由旋轉(zhuǎn)噪聲（氣壓脈動）和渦流噪聲（紊流噪聲）組成。主要是由于空氣流動時產(chǎn)生的相互作用。根據(jù)噪聲位置，空氣動力噪聲包括進(jìn)氣噪聲和排氣噪聲。進(jìn)氣噪聲通過填料層從上到下傳播，最終到達(dá)進(jìn)氣口向外傳播；排氣噪聲不同于進(jìn)氣噪聲，主要由頂部出風(fēng)口直接傳播。

(3)機(jī)械噪聲。

機(jī)械噪聲是由冷卻塔的電機(jī)產(chǎn)生的，當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)動時，設(shè)備上的傳動部件也會產(chǎn)生一定程度的噪聲。

(4)振動噪聲。

當(dāng)機(jī)力通風(fēng)冷卻塔運(yùn)行時，電機(jī)、風(fēng)機(jī)運(yùn)行時，冷卻塔頂部及塔內(nèi)壁振動，產(chǎn)生噪聲。

三、機(jī)力通風(fēng)冷卻塔的降噪思路。

機(jī)械通風(fēng)冷卻塔的降噪方法主要從聲源和通信渠道處處理[3]。在聲源處理方面，通常可以采取三種措施：在水庫內(nèi)安裝消聲材料，進(jìn)出排氣降噪，隔振風(fēng)機(jī)系統(tǒng)。在通信渠道方面，可采取多種措施，主要是在冷卻塔內(nèi)安裝隔聲罩，或在進(jìn)排風(fēng)口設(shè)置消聲器，利用聲屏障達(dá)到降噪的目的。

(1)淋水降噪。

首先，淋浴噪聲是由于水的潛在能量自上而下影響水庫表面而產(chǎn)生的噪聲。根據(jù)原理，冷卻水從高處墜落，產(chǎn)生動能，落入水庫，產(chǎn)生寬頻帶水擊噪聲[3]。因此，消聲裝置可安裝在水庫中，一般要求消聲量大于25dB（A）。目前，聚氯乙烯填料蜂窩消聲裝置得到了廣泛的應(yīng)用，該降噪裝置不僅結(jié)構(gòu)輕，而且具有良好的降噪效果。

(2)進(jìn)排風(fēng)口降噪。

對于進(jìn)氣噪聲和排氣噪聲，通常可以通過安裝消聲裝置來達(dá)到降噪的目的。一般可設(shè)置隔聲墻，在機(jī)械通風(fēng)冷卻塔進(jìn)氣口和排氣口安裝消聲裝置到良好的降噪效果。此外，還可以在墻上設(shè)置減振吸聲裝置。通過分析和評價(jià)，消聲裝置的降噪量基本達(dá)到36dB（A）左右。

(3)風(fēng)機(jī)風(fēng)葉降噪。

風(fēng)機(jī)噪聲是冷卻塔的主要噪聲源。由于它是一種低頻噪聲，它對冷卻塔周圍也有一定的影響。通常可以使用超靜音葉片來風(fēng)機(jī)降噪的目的。降噪量基本達(dá)到8~12dB（A），符合環(huán)保領(lǐng)域倡導(dǎo)的聲源降噪技術(shù)理念。

[4]。由于其噪聲與傳統(tǒng)葉片速度的6次方成正比，可以降低風(fēng)扇轉(zhuǎn)速，但同時保證風(fēng)扇風(fēng)量和風(fēng)壓，以保證熱性能，需要使用超靜音風(fēng)葉片。使用超靜音風(fēng)葉時，通常考慮幾個重要因素：冷卻塔電機(jī)驅(qū)動功率、風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速、風(fēng)量、風(fēng)壓和支撐結(jié)構(gòu)、風(fēng)葉的大小和形狀、風(fēng)機(jī)減速比的選擇等。

（4）風(fēng)機(jī)系統(tǒng)的隔振處理。

由于機(jī)動通風(fēng)冷卻塔的風(fēng)機(jī)在工作時通常會產(chǎn)生較大的振動，從而影響整個塔體的振動，導(dǎo)致冷卻塔向外發(fā)出結(jié)構(gòu)噪聲。風(fēng)機(jī)運(yùn)行的動力系統(tǒng)采用隔振處理，隔振效率可達(dá)90%以上。結(jié)構(gòu)噪聲包括低頻噪聲和減速器300多Hz噪聲，給降噪工作帶來了巨大困難。從源頭上看，風(fēng)機(jī)系統(tǒng)采用隔振處理，可有效降低結(jié)構(gòu)噪聲帶來的輻射[5]。在采用隔振系統(tǒng)時，應(yīng)注意高頻故障和隔振效率。不僅要控制風(fēng)機(jī)本身的振動頻率，還要保證風(fēng)機(jī)的正常平穩(wěn)運(yùn)行。

(5)聲屏障安裝在冷卻塔內(nèi)。

當(dāng)冷卻塔噪聲超過嚴(yán)重標(biāo)準(zhǔn)時，通常可以安裝聲屏障來降低噪聲。通過分析噪聲頻譜，結(jié)合聲屏障使用的降噪原理，只要聲屏障設(shè)置合理的位置、高度和范圍，不僅可以保證冷卻塔的正常通風(fēng)，而且可以達(dá)到良好的降噪效果。此外，在傳播途徑方面，冷卻塔的降噪可采用消聲器和隔聲罩。目前，測試也是一項(xiàng)有效措施。隔聲罩可關(guān)閉冷卻塔，切斷進(jìn)排氣通道，有效阻擋噪聲。

結(jié)論：簡而言之，隨著機(jī)械通風(fēng)冷卻塔運(yùn)行過程中產(chǎn)生的噪聲影響越來越大，降噪工作越來越受到重視。事實(shí)上，由于企業(yè)在現(xiàn)場運(yùn)行的噪聲源相對復(fù)雜，然后結(jié)合周圍的建筑進(jìn)行計(jì)算，降噪工程通常結(jié)合經(jīng)驗(yàn)和預(yù)測進(jìn)行設(shè)計(jì)。因此，在具體設(shè)計(jì)降噪方案和措施的過程中，應(yīng)結(jié)合實(shí)際情況，確保措施的針對性和有效性，盡量避免目的反復(fù)補(bǔ)救。