機械通風冷卻塔工藝設計規(guī)范

1、中華人民共和國國家標準機械通風冷卻塔工藝設計規(guī)范Code for design of cooling towerfor mechanical ventila“onGBT 50392-2006主編部門：中國工程建設標準化協(xié)會化工分會批準部門：中華人民共和國建設部施行日期：2 0 0 7 年 4 月 1 日 中華人民共和國建設部公告第490號建設部關于發(fā)布國家標準機械通風冷卻塔工藝設計規(guī)范的公告 現(xiàn)批準機械通風冷卻塔工藝設計規(guī)范為國家標準，編號為GBT 503922006，自2007年4月1日起實施。本規(guī)范由建設部標準定額研究所組織中國計劃出版社出版發(fā)行。中華人民共和國建設部二

2、OO六年九月六日前 言 本規(guī)范是根據(jù)中華人民共和國建設部建標函2005124號文件的要求編制而成的。本規(guī)范在總結我國多年來工業(yè)企業(yè)循環(huán)冷卻水系統(tǒng)機械通風冷卻塔的設計、運行經驗，廣泛征求國內有關單位和專家的意見的基礎上，結合國內、外工業(yè)用機械通風冷卻塔的先進技術和先進、成熟的理念，編制而成的。本規(guī)范在編制中力求有較好的可操作性，對工業(yè)企業(yè)循環(huán)冷卻水系統(tǒng)機械通風冷卻塔的設計、設備招標能起到指導作用，推進我國工業(yè)企業(yè)循環(huán)冷卻水系統(tǒng)機械通風冷卻塔設計與國際接軌，使機械通風冷卻塔在工業(yè)節(jié)水中發(fā)揮更好的作用。本規(guī)范的內容有6章，包括：總則，術語和符號，一般規(guī)定，氣象參數(shù)的整理和取值，設計計算，塔

3、型及部件設計，另有3個附錄。本規(guī)范由建設部負責管理，中國工程建設標準化協(xié)會化工分會負責日常管理，由全國化工給排水設計技術中心站負責具體技術內容的解釋。本規(guī)范在執(zhí)行過程中如發(fā)現(xiàn)需要修改和補充之處，請將意見和有關資料寄交全國化工給排水設計技術中心站(地址：安徽省合肥市望江東路70號，郵編：230024，E-mail：hanlingchinaececcom)，以供今后修訂時參考。本規(guī)范主編單位、參編單位和主要起草人：主編單位：全國化工給排水設計技術中心站參編單位：中國成達工程公司東華工程科技股份有限公司西安建筑科技大學主要起草人：潘 椿 韓 玲 蔣曉明 張建平 王大哲 1 總 則 101

4、為了經濟、合理、安全地發(fā)揮機械通風冷卻塔在工業(yè)循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的重要作用，使機械通風冷卻塔的設計與計算規(guī)范化，制定本規(guī)范。102 本規(guī)范適用于工業(yè)企業(yè)新建和改、擴建的敞開式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中機械通風濕式冷卻塔(以下簡稱“冷卻塔”)的設計。不適用于開放式冷卻塔、噴射式冷卻塔、小型玻璃鋼冷卻塔的設計。103 冷卻塔的設計應符合安全生產、經濟合理、保護環(huán)境、節(jié)約能源、節(jié)約用水、節(jié)約用地以及便于施工、運行和維護等方面的要求。104 冷卻塔的設計應在不斷總結生產實踐經驗和科學試驗的基礎上，積極開發(fā)和慎重采用先進技術。105 冷卻塔設計除應執(zhí)行本規(guī)范外，尚應符合國家現(xiàn)行有關標準的規(guī)定。2術語和符號21 術 語

5、 211 冷卻塔 cooling tower利用水的蒸發(fā)及空氣和水的傳熱原理帶走水中熱量的設備或構筑物。212 循環(huán)冷卻水 circulating cooling water以水作為冷卻介質，并循環(huán)使用。213 氣象參數(shù) meteorological parameter常指大氣壓力、干球溫度、濕球溫度(或相對濕度)、風速、風向。214 逼近度 approach指冷卻塔出水溫度與進塔空氣濕球溫度之差值。 215 水溫差 coolingrange指冷卻塔進水溫度與出水溫度之差值。216 工作特性曲線 performance curve在設計氣象參數(shù)、進出塔水溫一定的條件下，由不同的氣水比

6、計算出的一組冷卻數(shù)(完成熱力任務所需要的冷卻數(shù))，表示為和氣水比的關系曲線f()，在雙對數(shù)坐標中為一隨久增大而降低的曲線。217 熱力性能曲線 thermal perfOrmance冷卻塔(填料)散熱性能特性數(shù)，(填料能夠提供的冷卻數(shù))與氣水比的關系曲線f()，在雙對數(shù)坐標紙上為一隨增大而增大的直線。218 阻力特性 resistance characteristic當空氣流過冷卻塔塔體和淋水填料時將會產生一定氣流阻力，阻力值為風速和淋水密度的函數(shù)，按各自的特定函數(shù)關系變化。219 進塔水壓 entrance pressure of water into cooling tower指冷卻塔正常

7、工作所需要的、由給水系統(tǒng)提供的水壓(總壓力)。2.2 符號 一般規(guī)定 301 冷卻塔的大、中、小型界限宜按下列規(guī)定劃分：大型：單格冷卻水量大于等于3000m3h；中型：單格冷卻水量大于等于1000m3h且小于3000m3h；小型：單格冷卻水量小于1000m3h。302 換熱器、冷凝器所需冷卻水量與進出冷卻塔的水溫t1、t2有關，冷卻塔設計應密切配合生產工藝，并進行多方案比較，達到技術先進、經濟合理。303 為提高冷卻塔風機運行總效率，宜采取下列措施：1 橫流式冷卻塔宜控制填料頂部至風機吸入段下緣的高度等于或大于風機直徑的02倍。2 逆流式冷卻塔填料頂面至風筒進口之間氣流收縮段的高度應

8、符合下列規(guī)定：1)當塔頂蓋板為平頂時，從填料頂面算起的氣流收縮段頂角宜小于90°；當平頂蓋板下設有導流圈(傘)時，從收水器頂面算起的氣流收縮段頂角可采用90°110°。2)當塔頂蓋板自收水器以上為收縮型時，收縮段蓋板的頂角宜采用90°110°。3 橫流式冷卻塔的淋水填料從頂部至底部應有向塔的垂直中軸線的收縮傾角。點滴式淋水填料的收縮傾角宜為9°11°；薄膜式淋水填料的收縮傾角宜為5°6°。4 雙側進風的逆流式冷卻塔宜設中部擋風隔板，隔板上緣距填料支撐梁底200300mm，下緣伸入塔的集水池水面以下。5 橫

9、流式冷卻塔宜設置防止空氣從填料底至水面間短路流通的措施。304 逆流式冷卻塔的淋水密度和塔內風速宜采用工業(yè)塔測試數(shù)據(jù)或模擬塔測試數(shù)據(jù)，模擬塔實測數(shù)據(jù)應根據(jù)實際情況加以修正。當缺乏上述資料時，可按下列范圍確定：1 大、中型冷卻塔：淋水密度：1214m3(m2·h)；塔內風速：2225ms。2 小型冷卻塔：淋水密度：1315m3(m2·h)；塔內風速：2025ms。305 橫流式冷卻塔的淋水密度宜根據(jù)所選用的填料類型或工程塔實測數(shù)據(jù)確定。選用點滴式或混裝式填料，淋水密度宜為2026m3(m2·h)；選用薄膜式填料，淋水密度宜為2645m3(m2·h)。進風口

10、風速宜為1833ms。306 冷卻塔的格數(shù)較多時，應考慮占地面積、濕熱空氣回流和干擾的影響因素。1 大、中型冷卻塔，塔排的長寬比宜為3：15：1；2 小型冷卻塔，塔排的長寬比宜為4：15：1。307 多排布置的逆流式冷卻塔的塔排間距，應符合下列要求：1 長軸位于同一直線上的相鄰塔排，凈距不小于4m；2 長軸不在同一直線上、平行布置的相鄰塔排，凈距不小于塔的進風口高度的4倍。308 多排布置的冷卻塔，當相鄰兩個塔排的間距大于塔排平均長度時，可僅考慮濕熱空氣回流的影響。當塔排長度為50lOOm時，設計濕球溫度宜在選定的氣象條件基礎上，增加0113。309 多排布置的冷卻塔，當相鄰兩個塔排的間距小于

11、塔排平均長度時，除考慮濕熱空氣回流的影響外，還應考慮濕熱空氣干擾的影響。當塔排間距為2040m時，設計濕球溫度宜再增加回流影響濕球溫度值的10010。3010 多格組合的冷卻塔，當系統(tǒng)水溫不同、開車試車階段不同、檢修條件或水質處理要求不同時，集水池應采取分隔措施。3011 冷卻塔的位置按下列規(guī)定： l 宜靠近主要用水裝置； 2 應布置在廠區(qū)主要建筑物及露天配電裝置的主導風向的下風側，并留有適當間距； 3 應布置在貯煤場等粉塵影響源的全年主導風向的上風側； 4 應遠離廠內露天熱源； 5 冷卻塔之間或冷卻塔與其他建筑物之間的距離應滿足通風要求； 6 宜考慮擴建余地。3012 寒冷地區(qū)的冷卻塔，宜采

12、用下列防凍措施： 1 塔體的設計具有防止水滴飛濺至塔外的措施； 2 當同一循環(huán)冷卻水系統(tǒng)冷卻塔的數(shù)量較多時，采用減少運行的塔數(shù)；停止運行的冷卻塔的集水池設有保持一定量的熱水循環(huán)或采取其他保溫措施； 3 采用減小風機葉片安裝角、采用變速電機、停止風機運行或選用允許倒轉的風機等措施減少進入冷卻塔的冷空氣量； 4 在進風口上下緣及易結冰部位設熱水化冰管，化冰管的熱水流量應與防凍化冰要求相適應； 5 風機的減速器有潤滑油循環(huán)系統(tǒng)時，應有對潤滑油的加熱設施； 6 設置能通過部分或全部循環(huán)水量的旁路水管，當冬季運行或熱負荷較低時，循環(huán)水可通過旁路直接進入集水池； 7 冬季在進風口加擋風板。3013 當環(huán)境

13、對冷卻塔的噪聲有限制時，宜視工程具體條件采取下列措施，降低冷卻塔的噪聲： 1 選用低噪聲型的風機設備； 2 改善配水或集水系統(tǒng)，降低淋水噪聲； 3 在冷卻塔周圍設置消聲設施； 4 使冷卻塔的位置遠離對噪聲敏感的區(qū)域。4 氣象參數(shù)的整理和取值 401 氣象參數(shù)的整理和取值應選用能代表冷卻塔所在地氣象特征的氣象臺(站)的氣象參數(shù)。必要時，宜在擬建冷卻塔所在地設置氣象觀測站。402 應采用近期連續(xù)不少于5年的氣象參數(shù)，并取每年最熱時期3個月的日平均值。403 氣象參數(shù)的取值應以一晝夜4次標準時間測值的算術平均值，作為日平均值。404 應以日平均濕球溫度為基礎數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計，宜采用當?shù)囟嗄昶骄?/p>

14、的每年最熱時期3個月中最熱天數(shù)不超過510天的日平均濕球溫度作為設計濕球溫度，并以與之相對應的日平均干球溫度、大氣壓作為設計干球溫度、大氣壓。5 設計計算熱力計算中常用參數(shù)計算 逆流式冷卻塔工作特性橫流式冷卻塔工作特性54 熱力工作點計算 541 填料特性參數(shù)的選用應考慮下列修正因素：1 填料性能公式應采用下式：Am式中 散熱性能特性數(shù)；A散熱性能系數(shù)；m散熱性能指數(shù)。當采用現(xiàn)有的Am公式進行計算時，應對填料試驗資料整理中，的計算公式進行比較，若與521中的公式或531中的公式不同，應進行修正。2 設計工況宜與填料試驗的工況相同或接近，否則應參照有關資料引入修正系數(shù)。3 模

15、擬塔試驗所得熱力性能公式與實塔測試所得公式不同時，宜選取09010的修正系數(shù)。4 冷卻水質如對冷卻效果有顯著影響的，應考慮參照有關資料引入修正系數(shù)。542 熱力工作點氣水比的確定宜采用試算法或作圖法，求取塔(填料)的熱力性能曲線與塔的工作特性曲線的交點，交點處的即為熱力工作點的氣水比o 。55 阻力計算 551 冷卻塔的通風阻力計算，宜采用原型塔的實測數(shù)據(jù)換算成總阻力系數(shù)，然后按總阻力系數(shù)法進行計算。552 當缺乏原型塔的實測數(shù)據(jù)時，可按經驗和通風工程理論計算方法，采用分步計算疊加求出塔體總阻力系數(shù)，然后按下式中的總阻力系數(shù)法進行計算553 填料阻力宜采用原型塔的實測數(shù)據(jù)，換算成填料

16、阻力系數(shù)，按下式計算：水量計算 水力計算式中qm順序號為m的噴濺裝置(噴頭)噴水量(m3h)；噴濺裝置(噴頭)噴嘴出口的直徑(m)；流量系數(shù)，由試驗得出，該系數(shù)與池式試驗裝置噴頭直接與配水池底相連得到的流量系數(shù)相當，而與管式配水試驗裝置給出的包含短管及三通分流阻力在內的流量系數(shù)值有差別。575 水量、水壓計算宜用試算法，并按下述步驟進行：1 根據(jù)總水量及管網布置條件確定噴頭數(shù)目及單個噴嘴噴水量qm。2 按每個支干管上布置的噴嘴數(shù)計算各個支干管的始端進水流量。3 假定一個pso值，按式572-1式計算psl值。4 按式573-1及574計算出某一根支干管上各個噴頭的噴水量qm及支干管人口的計算流

17、量。5 累計各個支干管的流量與設計總水量進行比較后，調整(第二次)假定的pso值，重新計算，直至流量相同或非常接近。6 按計算得到的各噴頭流量計算出各支干管人口流量，進一步調整主干管各管段的計算流量和阻力損失，同時適當調整(第三次)pso值，重復計算，直至噴嘴累計流量與設計總水量相同，主干管各管段設定流量與計算結果的流量相等或非常接近。7 檢查各個噴嘴的噴水量與平均噴水量的誤差值是否在允許范圍內，如誤差過大，則應修改管網的有關結構尺寸，并重新計算。6 塔型及部件設計61 塔型設計 611 冷卻塔塔型的選擇，宜根據(jù)冷卻水量、水溫差(t1一t2)、逼近度(t1一)、冷卻水水質、運行方式、

18、設備材料供應情況，及可供布置冷卻塔空間的大小和施工條件，通過技術經濟比較后確定。612 選擇塔型時，應使組合塔群的冷卻能力和工藝裝置要求的總冷卻水量相匹配。613 冷卻塔設計在滿足工藝要求的冷卻水溫(t)條件下，塔型選擇宜遵循下列規(guī)定：1 逼近度(t2一)4時，宜采用逆流式冷卻塔。2 逼近度(t2一)4時，宜對橫流式或逆流式冷卻塔進行比較后確定。614 在水溫差(t1一t2)已定條件下，當工藝冷卻水量參數(shù)變化幅度為土10左右時，宜采用逆流式冷卻塔；變化幅度為土20左右時，宜采用橫流式冷卻塔。615 塔體結構選擇宜遵循下列原則：1 大、中型冷卻塔的塔體主要承重部分，宜采用鋼筋混凝土結構或鋼結構。

19、2 塔內承重梁柱布置應與通風氣流順暢的要求相一致，靠近進風口的梁宜平行氣流方向布置；風機風筒進口梁宜為十字型或輻射型布置；風機承臺宜直接布置在塔中心主柱頂上。62 集 水 池 621 集水池平面尺寸宜與塔體填料區(qū)平面尺寸一致，在進風口側池頂外加回水檐，回水檐伸出尺寸宜為1015m。大、中型冷卻塔根據(jù)需要也可加寬水池至進風口外1015m，不設回水檐。622 水池出水管渠應設置攔污格柵網。623 池底應有一定坡度坡向池底排污坑。624 集水池頂面至地面的高度宜根據(jù)防止地面風沙、水泵啟動、水量調節(jié)、管道布置等要求確定，取0525m。625 水池有效水深宜取1223m。當有調節(jié)容積要求時，宜

20、按容積計算水深，水面以上保護高度宜取03m。63 進 風 口 631 橫流式冷卻塔進風口應設百葉窗。逆流式冷卻塔進風口可不設百葉窗，多風沙或多飄浮物地區(qū)的逆流冷卻塔宜設百葉窗或保護網。632 進風口的高度宜根據(jù)進風口面積與填料區(qū)面積比確定。進風口面積與填料區(qū)面積比按以下條件選?。簡蚊孢M風時宜取035045；二面進風時宜取0405；三面進風時宜取045055；四面進風時宜取0506。633 進風口上沿的導流板(檐)應經下式計算后，確定是否設置：634 進風口側面導流板的設置符合下列原則：1 進風口與夏季主導風向或塔群周圍小區(qū)空氣流動方向平行時，可不設導流板。2 進風口與夏季主導風向或與

21、塔群小區(qū)空氣流動方向存在一定夾角時，宜在塔排端部設置進風口側面導流板。64 填料選擇 641 應根據(jù)冷卻塔的型式、冷卻任務、循環(huán)冷卻水的水質；設計運行工況等條件，選擇剛度好、耐腐蝕、抗老化、具有阻燃性能的填料。逆流式冷卻塔宜采用薄膜式或點滴薄膜式；橫流式冷卻塔宜對薄膜式、點滴薄膜式、點滴式填料與塔體高度等配套比較后確定。642 應根據(jù)進塔水溫t1選擇阻燃(氧指數(shù)3040)、耐溫性能不同的填料：t145，宜選擇聚氯乙烯；t155，宜選擇改性聚氯乙烯；t160，宜選擇聚酯玻璃鋼。643 寒冷地區(qū)，填料材質應根據(jù)地區(qū)的最低月平均氣溫，選用相應耐寒等級的填料，最低月平均氣溫低于一8的地區(qū)應選

22、用耐寒型填料。644 當冷卻水的懸浮物小于20mgL時，宜采用薄膜型填料。當冷卻水的懸浮物大于50mgL時，宜采用點滴式或點滴薄膜式填料。645 填料的熱力特性與阻力特性應結合風機特性進行綜合評價，選擇在相同設計條件下冷卻能力最大者。對薄膜式填料，當片型相同而片距與片高組合不同者，應進行對比計算，當設計水溫差較大時，宜選擇片高較大者。646 當填料塊直接簡支在支撐小梁上時，支撐梁宜采用寬度小，通風阻力小的結構，梁中距應與填料塊簡支最優(yōu)尺寸相配合。當采用支撐型格板時，格板簡支設計跨度與支撐梁的跨度應一致，格板的耐腐蝕性能應與填料相適應。647 當填料安裝方式采用吊裝時，應有防止填料發(fā)生晃動的措施

23、。648 填料的組裝形式應穩(wěn)定、便于施工和日常維護。65 配水系統(tǒng) 651 配水系統(tǒng)總體布置形式應滿足配水均勻、水力損失小、通風阻力小、便于施工安裝與維修的要求。652 逆流式冷卻塔宜采用管式配水。冷卻水中懸浮物較多時，可采用槽式配水，應通過水力計算及布置條件比較，確定采用樹枝狀管式配水或環(huán)狀管式配水。653 樹枝狀配水管宜采用對稱分流布置形式，使各支干管人口水壓接近相同。654 主干管管徑宜采用分段變徑措施。支干管宜通過計算，綜合采用變徑、變坡或變噴嘴標高的措施，使各噴頭人口水壓接近相同。655 通過水力計算確定合理管徑和分段變徑布置的配管方案，應使90的噴嘴出水量誤差在5以內，其

24、余10的噴嘴出水量誤差在10以內。656 噴頭平面布置形式宜采用正三角形交錯、等腰三角形、正方形方陣布置。657 橫流點滴式冷卻塔宜采用池式配水，池底標高應一致。配水池設計水深宜大于噴頭內直徑的6倍，且不小于015m。配水池保護高度宜大于01m，在最大設計水量時不產生溢流。658 池式配水前的配水管應能向各配水池均勻供水。池數(shù)、各水池的配水點數(shù)、消能設施及水量控制調節(jié)設施應結合配水池尺寸經計算比較后確定。659 池頂宜設置蓋板或采取防止光照下滋生微生物和藻類的措施。6510 橫流薄膜式冷卻塔宜采用管式配水，單格或雙格冷卻塔上塔立管宜置于塔體兩端；多格冷卻塔上塔立管宜分別設置于塔體進風口側端。6

25、511 管式配水的支干管宜在進水端設水量、水壓調控檢修閥，尾端宜設置連通管。6512 配水管網宜有放空、排氣措施，并根據(jù)需要設置穩(wěn)壓管、直接向水池放水的旁路水管、防止結冰的化冰管等。66 除 水 器 661 除水器應選用除水效率高，高(寬)度低，通風阻力小，剛度大，重量輕的型式，材質可采用塑料、玻璃鋼等，其理化性能應與填料具有同等水平。 662 除水器布置斷面積宜與填料區(qū)接近，當除水器構造形狀能使出風方向偏轉時，應將收水器分區(qū)布置，使出除水器的空氣向風機(風筒)進口方向匯集。663 逆流式冷卻塔除水器宜直接敷設在配水管上，當配水管上方有適宜的橫梁可以利用時，亦可布置在梁的空間內或梁上

26、。664 逆流式冷卻塔除水器布置平面至風筒進口的距離宜符合下列要求：1 當塔頂板為平蓋板時，從風筒進口邊緣作單邊傾角45°(頂角為90°)的虛擬喇叭口向下延伸至收水器平面，得到喇叭進口圓的直徑，核算在此圓范圍內的收水器面積與總面積之比宜為80左右。2 當塔頂板為收縮形或平蓋板下設計有導流傘時，則靠塔壁處塔頂(或導流傘)下沿至收水器頂面應有不少于05m的過渡高度。665 橫流式冷卻塔除水器宜布置在填料(出風端)后面，從上到下宜分區(qū)采用具有不同阻力值的收水器，以使填料區(qū)上下風速均勻。67 風 筒 671 塔頂蓋板為平板時，安裝風筒的圈梁底應與頂板內側頂面平接?？諝膺M口不得做成90°直角人口，宜做成流線形、圓弧形或喇叭口形，圓弧形半徑大小和喇叭口的頂角角度及高度大小宜根據(jù)土建施工難易、通風狀況改善的效果綜合