關于逆流式冷卻塔進風口面積計算的探討

安貴民

摘要：逆流冷卻塔在設計過程中，按照規范，進風口面積及高度，存在面積比范圍過寬以及一些不明確的問題。本文通過對逆流冷卻塔進風口結構形式的分析，提出了進風口高度及面積計算方法;對進風口阻力計算數據分析，給出了便于查找數據的阻力曲線，提出了進風口與填料面積比較小的合適范圍。

關鍵詞：逆流冷卻塔; 進風口;面積;阻力

0 前言

冷卻塔是工業用水循環利用的核心設備，它的冷卻性能直接影響到生產裝置的安全運行以及產品數量和質量。我國冷卻塔技術自改革開放至今取得了長足的發展，達到了與世界同步。但冷卻塔技術還需要進一步發展，各個部位部件的研究應更加深入。冷卻塔中，各個部位均產生風阻，總的風阻越大，對冷卻塔整體性能的影響越大。《機械通風冷卻塔工藝設計規范（GB/T50392-2016，以下簡稱“工藝規范”）中，規定了逆流式冷卻塔進風口面積的取值范圍，但就如何計算進風口面積沒有給出具體說明，而且存在取值范圍較寬問題，造成設計人員對此數據的取值和進風口阻力計算的準確性影響較大。本文就逆流式冷卻塔進風口面積計算進行探討，提出合理的計算方式;并通過阻力計算比較，提出進風口與填料面積比的建議取值。

1? 逆流冷卻塔進風口面積規定及問題

1.1 進風口面積

“工藝規范”中多次提到“進風口”及“進風口面積”，但沒有明確進風口面積的定義。《工業循環水冷卻設計規范》中對進風口面積定義為：以進風口上檐控制半徑計算出的周長乘以進風口垂直高度所得的面積。可以看出，這顯然是針對圓形逆流冷卻塔而規定的，因為對于方形及長方形逆流冷卻塔而言，進風口面積一般為矩形或方形。在此類冷卻塔的實際設計中，進風口的長度很容易得到，高度上沒有規定從什么位置起計算。一般情況下，冷卻塔的設計中，設計人員按照集水池頂部至進風口上檐的垂直高度乘以進風口長度來計算進風口面積。

1.2 進風口高度

“工藝規范”中對進風口高度規定：宜根據進風口與填料面積比確定。進風口面積與填料區面積比按照以下條件選取：單面進風時宜取0.35～0.45;二面進風時宜取0.4～0.5;三面進風時宜取0.45～0.55;四面進風時宜取0.5～0.6。計算得出表1數據。

可以看出，進風口長度不變的情況下，進風口高度取值范圍較大（0.35～0.6），依據規定設計者很容易出現差別加大的取值。對于類似冷卻塔進風口的阻力產生較大影響，以致影響到整體冷卻性能。

2 逆流冷卻塔進風口面積計算探討

設計人員計算時，一般按冷卻塔的進風口四周邊緣包含的垂直面面積來計算。如果準確計算的話，需要確定好邊緣，另外邊緣范圍內梁、柱等的阻礙物也需要進行計算并減掉。

2.1 進風口長度和高度取值計算

冷卻塔進風口的長度，一般按照單塔邊柱內邊之間的距離來取值，而不應按照邊柱中心距離來計算，即取邊柱之間的凈距離（L）。

對于小型冷卻塔，冷卻塔下部的集水池，其平面尺寸一般與塔體填料區平面尺寸相同，其進風口高

度取集水池頂部至進風口上檐的垂直高度H。

對于大、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風口外1.5m～2m，不再設回水檐，北方寒冷地區宜加寬至2.0m～2.5m。若按照小型冷卻塔的方法計算進風口面積是不合理的。如圖1所示，因集水池外拉，使阻礙進風的水池檐作用減弱，隨著外拉尺寸的加大，真正的進風口高度會是H。所以對于大、中型冷卻塔，進風口的高度取值，建議取H和L的最小者，其中，可按下面取值：

當水池沒有外拉時，進風口高度取H;

當水池外拉，H2