冷卻水系統(tǒng)技術(shù)要點(diǎn)冷卻水系統(tǒng)作為工業(yè)生產(chǎn)和建筑空調(diào)領(lǐng)域的核心配套設(shè)施，其技術(shù)管理水平直接影響設(shè)備運(yùn)行效率、能源消耗及系統(tǒng)壽命。全面掌握冷卻水系統(tǒng)的技術(shù)要點(diǎn)，對(duì)于保障系統(tǒng)安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行具有重要意義。一、系統(tǒng)構(gòu)成與基本原理冷卻水系統(tǒng)主要由冷卻塔、循環(huán)水泵、換熱設(shè)備、水質(zhì)處理裝置、管道閥門及控制系統(tǒng)組成。冷卻塔通過蒸發(fā)散熱降低水溫，循環(huán)水泵提供動(dòng)力維持水循環(huán)，換熱設(shè)備實(shí)現(xiàn)熱量交換，水質(zhì)處理裝置保障水質(zhì)達(dá)標(biāo)，管道閥門輸送介質(zhì)，控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化管理。系統(tǒng)工作原理基于熱力學(xué)蒸發(fā)冷卻效應(yīng)。熱水從換熱設(shè)備流出，通過管道進(jìn)入冷卻塔上部，經(jīng)布水系統(tǒng)均勻噴灑至填料層?？諝庠陲L(fēng)機(jī)作用下自下而上流經(jīng)填料，與熱水形成逆流或橫流接觸。部分水分蒸發(fā)吸收汽化潛熱，使剩余水體溫度降低。冷卻后的水匯集至塔底集水池，由循環(huán)水泵加壓送回?fù)Q熱設(shè)備，完成閉式或開式循環(huán)。根據(jù)循環(huán)方式，系統(tǒng)分為開式系統(tǒng)和閉式系統(tǒng)。開式系統(tǒng)水與大氣直接接觸，冷卻效率高但水質(zhì)易受污染；閉式系統(tǒng)水在管內(nèi)循環(huán)，通過外部噴淋或空氣冷卻，水質(zhì)穩(wěn)定但初投資較高。選擇何種形式需根據(jù)工藝要求、水質(zhì)條件、氣候特點(diǎn)綜合評(píng)估。二、設(shè)計(jì)選型關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)設(shè)計(jì)階段需準(zhǔn)確計(jì)算系統(tǒng)熱負(fù)荷。熱負(fù)荷計(jì)算應(yīng)基于工藝設(shè)備最大散熱量，并考慮10%-15%余量。計(jì)算公式為Q=cmΔt，其中Q為熱負(fù)荷（千瓦），c為水的比熱容（4.2千焦每千克攝氏度），m為循環(huán)水流量（千克每秒），Δt為供回水溫差（攝氏度）。通常設(shè)計(jì)溫差為5-8攝氏度，過度增大溫差雖可減少流量，但會(huì)降低冷卻塔效率。冷卻塔選型應(yīng)關(guān)注冷卻能力、逼近度、氣水比三個(gè)核心參數(shù)。冷卻能力需滿足設(shè)計(jì)工況下出水溫度要求，逼近度指冷卻塔出水溫度與濕球溫度之差，一般設(shè)計(jì)值為3-5攝氏度。氣水比即空氣流量與水流量的質(zhì)量比，開式系統(tǒng)通常為0.6-1.0。選型時(shí)應(yīng)要求廠家提供熱力性能曲線，并驗(yàn)證在極端氣象條件下的冷卻能力。循環(huán)水泵選型需精確計(jì)算系統(tǒng)阻力損失。阻力包括沿程阻力和局部阻力，沿程阻力按達(dá)西-魏斯巴赫公式計(jì)算，局部阻力根據(jù)管件類型按當(dāng)量長(zhǎng)度法或阻力系數(shù)法計(jì)算。水泵揚(yáng)程應(yīng)滿足最不利環(huán)路阻力，并增加5%-10%余量。流量按設(shè)計(jì)值選取，不考慮備用系數(shù)。水泵效率應(yīng)不低于國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的節(jié)能評(píng)價(jià)值，優(yōu)先選用能效等級(jí)1級(jí)或2級(jí)產(chǎn)品。水質(zhì)處理設(shè)備配置需根據(jù)補(bǔ)充水水質(zhì)和濃縮倍數(shù)確定。濃縮倍數(shù)N指循環(huán)水與補(bǔ)充水的含鹽量之比，一般控制在3-5倍。過高會(huì)導(dǎo)致結(jié)垢加劇，過低則浪費(fèi)水資源。補(bǔ)充水量包括蒸發(fā)損失、風(fēng)吹損失、排污損失和滲漏損失，其中蒸發(fā)損失占主導(dǎo)，可按經(jīng)驗(yàn)公式估算：蒸發(fā)量（立方米每小時(shí)）=循環(huán)水量（立方米每小時(shí)）×溫差（攝氏度）×0.0015。三、安裝施工質(zhì)量控制要點(diǎn)冷卻塔安裝基礎(chǔ)應(yīng)進(jìn)行承載力驗(yàn)算?；A(chǔ)混凝土強(qiáng)度不低于C25，表面平整度偏差不大于5毫米每米。地腳螺栓預(yù)埋位置偏差不大于2毫米，螺栓露出長(zhǎng)度應(yīng)保證螺母擰緊后露出2-3扣。塔體組裝時(shí)應(yīng)保證各模塊間密封嚴(yán)密，連接螺栓按規(guī)范力矩值擰緊，通常M12螺栓擰緊力矩為60-80牛米，M16螺栓為180-220牛米。管道安裝需嚴(yán)格控制坡度和支吊架間距。水平管道坡度不應(yīng)小于0.002，坡向應(yīng)利于排空。鋼管支吊架間距：DN50以下不大于3米，DN65-DN150不大于4.5米，DN200以上不大于6米。塑料管因剛度較低，支吊架間距應(yīng)縮短20%-30%。管道穿越墻體或樓板時(shí)應(yīng)設(shè)置套管，套管與管道間填充柔性不燃材料，防止冷橋和振動(dòng)傳遞。水泵安裝應(yīng)進(jìn)行精確定位和減振處理。水泵底座水平度偏差不大于0.1毫米每米，聯(lián)軸器對(duì)中偏差徑向不大于0.05毫米，軸向不大于0.1毫米。減振器選型應(yīng)根據(jù)水泵運(yùn)行重量和振動(dòng)頻率計(jì)算，壓縮量控制在額定值的70%-80%。水泵進(jìn)出口應(yīng)設(shè)置柔性接頭，避免管道應(yīng)力傳遞至泵體。電氣控制系統(tǒng)安裝需符合電氣安全規(guī)范?？刂乒窠拥仉娮璨淮笥?歐姆，電纜敷設(shè)應(yīng)橫平豎直，彎曲半徑不小于電纜外徑的6倍。傳感器安裝位置應(yīng)能真實(shí)反映系統(tǒng)狀態(tài)，溫度傳感器應(yīng)插入管道中心，壓力傳感器應(yīng)安裝在直管段，上游直管段長(zhǎng)度不小于10倍管徑，下游不小于5倍管徑。接線端子應(yīng)緊固可靠，并做好線號(hào)標(biāo)識(shí)。四、運(yùn)行維護(hù)管理規(guī)程系統(tǒng)啟動(dòng)前應(yīng)進(jìn)行全面檢查。第一步，檢查冷卻塔集水池水位是否正常，補(bǔ)水閥門是否開啟，浮球閥動(dòng)作是否靈活。第二步，檢查循環(huán)水泵進(jìn)出口閥門是否處于正確位置，泵體排氣閥是否打開，手動(dòng)盤車確認(rèn)無卡阻。第三步，檢查風(fēng)機(jī)葉片與塔體間隙是否均勻，葉片角度是否一致，制動(dòng)裝置是否可靠。第四步，檢查控制系統(tǒng)電源電壓是否正常，各傳感器信號(hào)是否準(zhǔn)確，聯(lián)鎖保護(hù)功能是否投入。日常運(yùn)行監(jiān)控應(yīng)每2小時(shí)記錄一次關(guān)鍵參數(shù)。記錄內(nèi)容包括：供水溫度、回水溫度、濕球溫度、系統(tǒng)壓力、水泵電流、風(fēng)機(jī)電流、冷卻塔水位、補(bǔ)充水量和排污量。發(fā)現(xiàn)供水溫度持續(xù)升高超過設(shè)定值2攝氏度時(shí)，應(yīng)檢查冷卻塔填料是否堵塞、風(fēng)機(jī)運(yùn)行是否正常、水分布是否均勻。水泵電流超過額定值10%時(shí)，應(yīng)檢查管道是否堵塞、閥門開度是否異常、水泵是否氣蝕。定期維護(hù)保養(yǎng)應(yīng)按計(jì)劃執(zhí)行。每月清洗冷卻塔填料和集水池，清除藻類、污泥和雜物。每季度檢查風(fēng)機(jī)皮帶松緊度，用手指按壓皮帶中部，撓度應(yīng)在10-15毫米范圍內(nèi)，否則應(yīng)調(diào)整。每半年對(duì)水泵進(jìn)行解體檢修，更換磨損的密封環(huán)和軸套，檢查葉輪腐蝕情況。每年對(duì)管道系統(tǒng)進(jìn)行沖洗，清除管壁沉積物，沖洗流速不應(yīng)低于1.5米每秒。冬季防凍措施需根據(jù)當(dāng)?shù)刈畹蜌鉁刂贫ā．?dāng)室外溫度低于5攝氏度時(shí)，應(yīng)關(guān)閉冷卻塔進(jìn)風(fēng)百葉，開啟旁通管使循環(huán)水不經(jīng)過塔體。對(duì)于間歇運(yùn)行的系統(tǒng)，可在水中添加防凍液，乙二醇溶液濃度根據(jù)防凍溫度確定，一般-10攝氏度對(duì)應(yīng)濃度25%，-20攝氏度對(duì)應(yīng)35%。長(zhǎng)期停機(jī)時(shí)應(yīng)排空系統(tǒng)存水，并用壓縮空氣吹掃干凈。五、水質(zhì)處理與監(jiān)控技術(shù)水質(zhì)監(jiān)控指標(biāo)應(yīng)包括硬度、堿度、pH值、電導(dǎo)率、濁度、總鐵、氯離子和微生物含量。硬度控制在200-400毫克每升（以碳酸鈣計(jì)），過高易結(jié)垢，過低易腐蝕。堿度控制在100-300毫克每升，與硬度保持適當(dāng)比例可維持水質(zhì)穩(wěn)定。pH值應(yīng)控制在7.5-9.0，低于7.0會(huì)加速金屬腐蝕，高于9.5會(huì)導(dǎo)致堿性腐蝕。電導(dǎo)率反映水中溶解鹽類總量，應(yīng)控制在2000微西門子每厘米以下。阻垢緩蝕處理是水質(zhì)管理的核心。阻垢劑主要通過螯合、分散、晶格畸變作用防止碳酸鈣、硫酸鈣沉積，常用有機(jī)膦酸鹽、聚羧酸類聚合物，投加濃度一般為5-20毫克每升。緩蝕劑在金屬表面形成保護(hù)膜，碳鋼系統(tǒng)常用鉬酸鹽、鎢酸鹽，投加濃度10-30毫克每升；銅材系統(tǒng)需添加苯并三氮唑，濃度1-2毫克每升。兩種藥劑應(yīng)分別投加，避免相互作用。微生物控制需綜合采用氧化性和非氧化性殺菌劑。氧化性殺菌劑如次氯酸鈉、二氧化氯，通過破壞微生物細(xì)胞結(jié)構(gòu)起效，投加頻率每周2-3次，每次維持余氯0.5-1.0毫克每升，持續(xù)4-6小時(shí)。非氧化性殺菌劑如異噻唑啉酮、季銨鹽，用于殺滅耐氯性微生物，每月投加1-2次，濃度50-100毫克每升。兩種殺菌劑應(yīng)交替使用，防止微生物產(chǎn)生抗藥性。水質(zhì)監(jiān)控應(yīng)建立在線監(jiān)測(cè)與實(shí)驗(yàn)室分析相結(jié)合的制度。在線儀表實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)pH值、電導(dǎo)率、濁度，數(shù)據(jù)上傳至控制系統(tǒng)。實(shí)驗(yàn)室每周進(jìn)行一次全面分析，包括硬度、堿度、總鐵、微生物總數(shù)。當(dāng)濃縮倍數(shù)超過設(shè)定值時(shí)，應(yīng)加大排污量，排污量按公式計(jì)算：排污量=蒸發(fā)量÷(濃縮倍數(shù)-1)-風(fēng)吹損失。補(bǔ)充水水質(zhì)變化時(shí)應(yīng)及時(shí)調(diào)整藥劑配方。六、常見故障診斷與處理冷卻能力下降表現(xiàn)為供水溫度升高。第一步，檢查冷卻塔風(fēng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)，測(cè)量電流是否低于額定值，檢查葉片角度是否調(diào)整一致，偏差不應(yīng)大于2度。第二步，檢查填料是否堵塞，通過塔體觀察窗查看水分布是否均勻，局部無水膜覆蓋表明該處填料堵塞，應(yīng)拆卸清洗。第三步，檢查布水系統(tǒng)，旋轉(zhuǎn)布水器轉(zhuǎn)速應(yīng)為5-10轉(zhuǎn)每分鐘，固定式噴頭應(yīng)無脫落堵塞。第四步，測(cè)量逼近度，若逼近度大于設(shè)計(jì)值3攝氏度以上，表明冷卻塔選型偏小或填料老化，需更換高效填料。水泵流量不足或揚(yáng)程下降影響系統(tǒng)循環(huán)。第一步，檢查進(jìn)出口閥門開度，確認(rèn)閥門完全開啟且閥芯未脫落。第二步，測(cè)量水泵進(jìn)出口壓力，計(jì)算實(shí)際揚(yáng)程，若揚(yáng)程低于額定值20%以上，應(yīng)檢查葉輪是否磨損或堵塞。第三步，檢查吸入管路是否漏氣，運(yùn)行中停泵，若壓力表指針迅速歸零表明吸入管漏氣，應(yīng)檢查法蘭密封和管道焊縫。第四步，檢查水泵氣蝕情況，若泵體有噼啪異響且出口壓力波動(dòng)，應(yīng)降低安裝高度或提高吸入液面。水質(zhì)惡化導(dǎo)致結(jié)垢腐蝕。結(jié)垢表現(xiàn)為換熱設(shè)備進(jìn)出口溫差減小，傳熱系數(shù)下降，垢樣分析碳酸鈣含量大于50%。處理方法是加大酸洗頻率，鹽酸濃度控制在5%-8%，緩蝕劑濃度0.3%-0.5%，清洗時(shí)間4-6小時(shí)，流速0.3-0.5米每秒。腐蝕表現(xiàn)為管道點(diǎn)蝕穿孔，腐蝕速率大于0.125毫米每年，應(yīng)提高緩蝕劑濃度，檢查pH值是否過低。微生物黏泥表現(xiàn)為填料和管道內(nèi)壁滑膩，異養(yǎng)菌總數(shù)大于10的5次方個(gè)每毫升，應(yīng)加強(qiáng)殺菌劑投加，清洗冷卻塔死角。電氣控制系統(tǒng)故障可能導(dǎo)致系統(tǒng)停機(jī)。第一步，檢查電源電壓是否穩(wěn)定，電壓波動(dòng)范圍不應(yīng)超過額定值的±10%。第二步，檢查熱繼電器整定值，應(yīng)按電機(jī)額定電流的1.1-1.2倍整定，過小易誤動(dòng)作。第三步，檢查PLC輸入輸出模塊，測(cè)量傳感器信號(hào)是否在4-20毫安標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)，檢查接觸器線圈電壓是否正常。第四步，檢查程序邏輯，模擬各種工況驗(yàn)證聯(lián)鎖保護(hù)功能，特別是低水位停泵、超溫報(bào)警等功能必須可靠。七、節(jié)能優(yōu)化技術(shù)措施冷卻塔節(jié)能運(yùn)行應(yīng)優(yōu)化風(fēng)機(jī)控制策略。采用變頻調(diào)速技術(shù)，根據(jù)供水溫度自動(dòng)調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速，頻率調(diào)節(jié)范圍30-50赫茲，避免風(fēng)機(jī)頻繁啟停。多臺(tái)冷卻塔并聯(lián)時(shí)，應(yīng)根據(jù)負(fù)荷變化合理確定運(yùn)行臺(tái)數(shù)，避免所有塔低負(fù)荷運(yùn)行。利用夜間低溫時(shí)段，可停止風(fēng)機(jī)運(yùn)行，依靠自然通風(fēng)冷卻，節(jié)能率可達(dá)30%-40%。定期清洗填料和除水器，減少空氣阻力，風(fēng)機(jī)電流可降低5%-10%。水泵節(jié)能改造應(yīng)進(jìn)行系統(tǒng)水力平衡調(diào)試。實(shí)測(cè)各環(huán)路流量，計(jì)算不平衡率，通過調(diào)整閥門開度使各環(huán)路流量偏差不大于設(shè)計(jì)值的10%。對(duì)于長(zhǎng)期低負(fù)荷運(yùn)行的系統(tǒng)，可切削水泵葉輪直徑，切削量不應(yīng)超過原直徑的20%，或更換小流量水泵。采用二級(jí)泵系統(tǒng)，冷熱源側(cè)一級(jí)泵定流量運(yùn)行，負(fù)荷側(cè)二級(jí)泵變流量運(yùn)行，可顯著降低輸送能耗。水質(zhì)管理優(yōu)化可減少排污和補(bǔ)水。提高濃縮倍數(shù)至5-6倍，可減少排污量30%-40%，但需加強(qiáng)水質(zhì)監(jiān)控，防止結(jié)垢加劇。采用旁流過濾技術(shù)，取循環(huán)水量的3%-5%進(jìn)行過濾，去除懸浮物，可延長(zhǎng)排污周期。利用中水或再生水作為補(bǔ)充水源，需進(jìn)行深度處理，硬度去除率應(yīng)大于80%，濁度小于5NTU，可節(jié)約新鮮水資源50%以上。智能控制技術(shù)可實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)整體優(yōu)化。建立冷卻水系統(tǒng)能耗模型，實(shí)時(shí)采集溫度、壓力、流量、功率等參數(shù)，計(jì)算系統(tǒng)能效比。采用模型預(yù)測(cè)控制算法，根據(jù)氣象預(yù)報(bào)和負(fù)荷預(yù)