冷卻塔風機全壓及安裝角度

1、風機的全壓及轉速風機具有的總壓力稱為全壓，是由風機具有的靜壓力和動壓力兩者組成兩者之和。常用毫米水柱mmH2O表示。在風機型號及樣本中，有的用全壓表示，而有的用靜壓表示。如LF型、L型等風機主要性能介紹中為全壓；而JT2LZ風機等主要性能介紹中為靜壓。風機的全壓一般在8～19mmH2O之間；風機的靜壓通常在4～10mmH2O之間。如用壓力表示，則單位為kgm2。小型風機由電動機直接驅動機械效率為100%，因此葉輪轉速較快。一般風機葉輪直徑≤2000mm的，轉速均在300rmin以上，最高的可達960rmin葉輪直徑僅600mm；風機直徑2000mm的，一般轉速小于320rmin，風機葉輪直徑越大，轉速越小，如風機葉輪直徑為9140mm，風量2730000m3h時，轉速僅為110rmin。同一直徑的風機，其安裝角度和轉速不同，則風量也不同，而風量的不同，則全壓和靜壓也隨之不同。也就是說，為改變風量增加或減少風量，可采取改變風機安裝角度與改變風機轉速來解決。2、風機的安裝角度與測量風機銘牌上一般表明三檔風量，不同風量其全壓和葉片的安裝角度也隨之相應不同，其共同點是隨著風量增加，則葉片安裝角度增大，全壓增大，電機軸功率也增大。有的風機銘牌樣本上只表明一種葉片的安裝角度及其相應的風量含全壓。風機的這一工作點就是風機的特性曲線與冷卻塔空氣動力阻力性能曲線的交點。風機的安裝角度和風量不是可任意無限變化的，僅局限在一定的范圍內，通常風機葉片的安裝角度變化范圍在8°～24°之間，角度太小則風量不足，不能充分發揮風機的潛力和作用；安裝角度太大，則振動和噪聲增大，影響塔體與風機的壽命。多數冷卻塔通常的風機葉片安裝角度為8°～15°之間。安裝角度在20°以上的相對來說較少。冷卻塔在試運行之前，必須檢查風機葉片的傾角安裝角度和葉片端頭距風筒內壁的間隙大小距離，風機安裝在風筒內的下部分，風筒直徑比風機葉片直徑大1%～2%大風機取小值，小風機取大值。在小型風機中，葉片端頭與風筒內壁間隙距離最小值為8mm。間隙距離過大會造成局部渦流，降低風機效率。風機全部葉片應安裝得相同，保持要求的角度。在試轉之前，按風機生產廠提供的要求和規定，對風機葉片的傾角進行測量。現以風機直徑5m和7m，其傾斜角的測量方法為：沿葉片邊緣作兩個記號，其位置在離端點500mm5m風機或者700mm7m風機處，把這兩個記號垂直向下引到下面框架的同梁上，再測量出離開梁的垂直距離H1及H2和相互間的水平距離L，即離端點的距離處的葉片寬度。則葉片的傾斜角α按下式計算：

冷卻塔噪聲測試

廣義來說，凡人們不歡迎的聲音通稱為噪聲。冷卻塔的噪聲主要包括風機含振動和淋水而產生的兩部分。抽風式冷卻塔的風機設在塔體上部的風筒內，一般來說是主要噪聲源。當風機轉動時，葉片間的空氣引起壓力波動和機械振動而產生噪聲，并通過排風口和塔體向四周傳播。同時冷卻水在下落過程及與塔體底盤的存水撞擊中又產生了淋水噪聲，其噪聲的大小與落水的高度、流量的大小有關。這兩股噪聲會污染周圍環境，影響人們的學習、工作和休息。所以，在冷卻塔的設計中，應從風機和淋水兩方面來控制噪聲，使冷卻塔產生的噪聲降低在盡可能低的范圍內。在聲學中，聲強、聲壓、聲功率三者的大小都用分貝dB來表示，它是聲學中的常用單位，是兩個量比值的常用對數。冷卻塔的測定屬于聲壓級。因聲壓變化范圍非常大，數量相差很多，用絕對單位表示極不方便，所以，人們把空氣中參考聲壓Pref=2×10-5Nm2即稱帕作為測定聲壓的零級標準2×10-5Pa，此數值是正常人耳對1000Hz聲音所能覺察的聲壓值，低于此值就不能覺察到了，故把該值作為聲壓級中的零分貝。聲壓級以符號L表示，其定義為將待測聲壓有效值與參考聲壓的比值取常用對數，再乘以20，即：平時人耳所能經受的聲壓級約140dB，最高的聲壓級可高達180dB，10～20dB的屬于極輕響度；20～40dB的屬于輕響度；80～100dB屬于極響度；100～120dB屬于震耳響度。對居住的安靜小區來說，要求白天＜55dB，晚上＜50dB。目前冷卻塔的噪聲，以離地面1、5m，距塔1倍直徑圓形逆流塔為基準測得的噪聲值。標準型塔在68～75dB；低噪聲型塔為60～71dB；超低噪聲55～68dB。可見，基本上都屬于響的響度范圍之內。1、測試儀器及測點布置1測試儀器：1丹麥B&K廠家制造的精密聲級計，或仿丹麥B&K廠家的國產ND2型精密聲級計。2丹麥B&K廠家制造的倍頻程濾波器，或仿丹麥B&K廠家的國產倍頻程濾波器與ND2型聲級計配套。3丹麥B&K廠家制造的電容話筒，或仿丹麥B&K廠家的國產電容話筒與ND2型聲級計配套。4NX6型活塞發聲器校正。5測試儀器系統圖見圖10-11。傳聲器加前置放大器構成傳聲器單元，傳聲器單元再加上測量放大器則組成聲級計。電容傳聲器即電容話筒是靈敏度和精度較高的聲、電換能器，用來檢測聲音訊號。濾波器是噪聲頻普分析的核心。在濾波器中配上前、后放大器及檢波、表頭電路就組成為分析儀器。2測點布置：以機械通風逆流式玻璃鋼冷卻塔為例，其測點布置如圖10-12所示。可取定6個測點，第1點布置在冷卻塔風筒出口45°方向，距離為Df即為風機直徑，第2點至第6點布置在離地面1、5m高處，距離分別為D塔體直徑、5m、10m、15m、20m。當測試橫流式冷卻塔時，第2點距離D的計算式為：，a為12塔頂部長度+塔底部長度，b為塔寬度。方塔因四條邊相等，可采用D=1、13a，a為邊長。按上述測點布置，噪聲測試時分淋水與不淋水兩種情況進行。淋水時測得的為冷卻塔的總噪聲：不淋水時測得的是風機含電機的噪聲，兩種情況的測試結果都應匯總到記錄表中附表1。2、噪聲值的修正在冷卻塔噪聲測試時，經常會遇到環境噪聲稱背景噪聲或本底噪聲很大，而背景噪聲又以n個噪聲源所組成。這種情況下冷卻塔測得噪聲是由背景噪聲與冷卻塔噪聲組合成的混合噪聲，冷卻塔的實際噪聲比測得的噪聲值要低，故要進行修正。而噪聲值的修正要使用到有關噪聲的計算公式和曲線，故這里作簡要介紹。1分貝的相加修正如果一臺機器在某點產生的聲壓級為80dB分貝，另一臺機器為85dB，那么這點的總聲壓級是多少分貝，這不是簡單的算術相加，而應該用聲能量疊加的概念和原理，兩個聲源在該點產生的總聲壓PT應有：由式10-25繪制成曲線如圖10-13所示，這里假定Lp1≥Lp2，這樣，用圖10-13可不經過對數和指數運算便可很方便而快速地查出兩個聲壓級疊加后的總聲壓級。如已知一個聲壓級比另一個聲壓級高出2、5dB，即ΔLp=Lp1-Lp2=2、5dB，則從圖10-13橫坐標2、5dB處向上作垂線與曲線交于一點，該點的縱坐標值為2、0dB，則得ΔL′=2、0dB，即總聲壓級比第一個聲壓級高出2、0dB。從圖10-13中曲線可以看出：兩個聲壓級相差越大，即ΔLp越大，則疊加后的總聲壓級比其中大的一個聲壓級增加得越小，即ΔL′越小。如ΔLp=9dB比上述ΔLp=2、5dB大7、5dB，查圖10-13曲線得ΔL′=0、5dB比上述ΔL′=2、0分貝小1、5分貝。故當兩個聲壓級相差值達到10dB以上時，增加值可忽略不計。對于多于兩個即n2的聲壓級疊加，除用式10-21計算外，也可以利用兩個聲壓級疊加方法求得，就是把其中兩個聲壓級先疊加，將疊加結果與第三個聲壓級疊加，如此一直疊加到最后一個聲壓級。為簡便起見，常常從其中較大的聲壓級開始，這樣在疊加過程中當疊加聲壓級大于后面尚未疊加的聲壓級10dB以上時，如果未疊加的聲壓級數目不多，則后面的這些聲壓級就可略去不計了。2分貝的相減修正在冷卻塔測試噪聲的過程中，常受背景噪聲的干擾。如果包括背景噪聲在內測得的冷卻塔總聲壓級為LpT，則冷卻塔停止運行時，測得的背景噪聲聲壓級為LpB，那么如何從這一測試結果中得出冷卻塔的真實聲壓級，這是求LpT中扣去因LpB所引起的增加值等于多少，即分貝相減修正問題。由式10-22可得到被測冷卻塔的聲壓級為：如果令總聲壓級LPT與背景噪聲聲壓級的差值ΔLpB=LpT-LpB，則總聲壓級LpT與被冷卻塔聲壓級LpS的差值ΔLpS可從式10-26中得出：如LPT=91dB，LPB=83dB，則按式10-26計算得LPS=90、3dB。如果按式10-27計算，ΔLPB=LPT-LPB=8dB，求得ΔLPS=0、7dB，從而得LPS=LPT-ΔLPS=90、3dB。例如：測得某冷卻塔的綜合總聲壓級為74dB，冷卻塔停止運行時背景噪聲聲壓級為68dB，求此冷卻塔的實際聲壓級。現LpT=74dB，LpB=68dB按式10-27計算為：所以：LpS=LpT-ΔLpS=74-1、26=72、74dB查圖10-14，由LpB=74-68=6dB，在圖中橫坐標6向上作垂線與曲線交點，得ΔLpS=1、25dB，則得：LpS=LpT-ΔLpS=72、75dB如果測試的是多頻率復合噪聲的聲壓級，則在測背景噪聲和冷卻塔噪聲時，應分別按各個頻率進行測試，對每一頻率帶聲壓級逐一加以修正。冷卻塔噪聲測試中，基本上均采用分貝相減修正法。測得總聲壓級LpT值和背景聲壓級LpB值后，一般均采用查圖10-14曲線得冷卻塔的實際聲壓級值LpS。這里論述的是采用能量疊加的概念和原理，故關于分貝相加和相減的計算公式和曲線也都適用于聲強級和聲功率級，不僅局限于聲壓級。3、噪聲評價標準聲壓隨時間變化都是正弦形式的，則這聲音是只含有單一頻率的純音。而在冷卻塔測試中，噪聲都是由許多頻率聲波組成的復合聲。而采用頻譜分析后再進行噪聲評價很復雜。目前國內外采用兩種評價噪聲的標準：一是用A聲級，單位是dBA，它測定容易、直觀，是目前冷卻塔噪聲測試中最常用的，都是以A聲級來表明冷卻塔噪聲的大小。但由于A聲級是所有頻率的綜合反映，同一個A聲級的兩種噪聲頻譜可以大不相同，因而引起的干擾也就不同。為此，就采用第二種評價標準—噪聲評價曲線或稱噪聲評價指數，圖10-15是目前應用比較廣泛的國際標準化組織ISO推薦的噪聲評價曲線，N值等于中心頻率為1000Hz倍頻程聲壓級的分貝數。曲線已考慮到高頻噪聲比低頻噪聲對人們的影響嚴重些的因素，故在同一曲線上的各倍頻噪聲級，可以認為具有相同程度的干擾。顯然，用噪聲評價曲線進行噪聲評定是把某一測點，按圖中不同的倍頻程中心頻率測得相應的倍頻程聲壓級dB值，然后把測得的各值點到評價曲線圖上，再把各點連接起來成曲線，來分析和評價該冷卻塔的噪聲。如按圖10215中倍頻中心頻率63～8K，在測點2測得的聲壓級dB分別為61、62、5、61、43、5、32、23，則繪到噪聲評價曲線上如虛線所示，則該點的噪聲評價符合N60。4、噪聲測試報告噪聲測試報告包括以下內容：1委托單位：寫明委托單位全名稱。2測試對象：寫明冷卻塔的型號、水量、配用的風機及電機含電機功率。3測試內容：噪聲測試。4工況：淋水與不淋水。5使用儀器：測試儀器及型號。6環境條件：測試當地、當時的環境噪聲，溫度濕度，風向風速等。7測試地點：8測試人員：9測試時間：10測點布置：附上測點布置圖11測試儀器系統圖：12測試記錄表：見附表1，即噪聲特性測定結果。并在倍頻程評價曲線上選代表性的測點繪出倍頻程中心頻率與倍頻程聲壓級曲線。13分析與建議：對測定結果與國內外同類型冷卻塔進行比較，作出評價及提出建議。對測試中出現或存在的問題進行分析。