劉榮甫，趙文正
(滄州化工集團公司設計所，河北 滄州061000)

　　摘　要：對逆流冷卻塔填料，提出了改進設想。對設想開發的填料，空氣在其內部是沿著流線型的曲面運行，冷卻水與空氣不在同一通道，改變傳統逆流塔填料氣水接觸的方式，大幅度減少了對空氣的阻力，使效率空前提高，也降低了冷卻塔的咸本，有望成為換代產品。
　　關鍵詞：冷卻塔；填料；流線型填料帶；螺旋式曲面結構
　　中圖分類號：TU991.42
　　文獻標識碼：B
　　文章編號：1009-2455(2001)02-0048-02

前言

　　隨著工業的發展和水資源的日趨緊張，冷卻塔的用量正高速增長。冷卻塔是循環冷卻水系統的主要構筑物，冷卻塔中填料的片型的合理與否，直接影響冷卻效果。本文就逆流式冷卻塔填料存在的問題及填料的開發談些設想。

1 目前冷卻塔存在的問題：

1.1 風阻大
　　目前逆流塔最大的缺點就是空氣阻力大，這就直接影響了換熱效果，因為冷卻塔處理的水，是靠空氣把熱量帶走的，所以處理能力與所通過的空氣量成正比。空氣阻力大，必然導致能力不足，即效率偏低。
1.2 淋水密度小
　　造成空氣阻力過大的原因，是因為空氣和水都是從同一填料的孔隙中穿過的，水是自上而下運行，不僅要求流動緩慢，而且要求盡量分散，以達到與空氣充分接觸的目的。這必然要求填料的孔隙小，而且要多次彎折才行。空氣則是從下向上運行，以暢通無阻為佳，要求填料的孔隙盡量大，并且運行時要少彎折，這與水的要求正好相反。除此以外，逆流塔的淋水分散性不好，水流總是集中在填料的壁上流動，而很難向空中分散開，所以淋水密度偏小，影響了冷卻效率。

2 開發螺旋式填料的設想

　　為了改善逆流塔水流的分散性，就要縮小填料的孔徑，同時加大曲折的程度，這就進一步加大了空氣阻力。也就是說水流的分散性和空氣阻力是相互制約的，它們不能同時改善，這就是現在的逆流塔效率不能提高的關鍵問題所在。
　　多少年來人們一直努力探索，試圖設計和生產理想的冷卻塔，以提高溫差或達到降低成本的目的，也都取得了不同程度的進展，只是收效不大。比如設計成波紋形狀的填料，為減少空氣阻力而設計的曲線型塔面等。但是由于沒有從根本上改進冷卻塔的運行結構，所以橫流塔的風量不均和逆流塔的空氣阻力過大以及相互制約的問題，始終未能解決。為此，我們設計了一種新結構的填料即螺旋式填料，具有風阻小、體積小、氣流相對均勻和淋水密度大的綜合優點，可以從根本上解決逆流塔所存在的種種問題。

3 新型填料的結構

　　該結構是一種流線型的帶狀曲面填料，填料帶呈蜂窩狀曲線結構，水可以穿過這種填料帶，并且被重新分散與分配，形成均勻的水滴。空氣則不能穿 過這種填料帶，而是沿兩條填料帶之間的空隙運行，且不改變方向。由于各填料帶之間的空隙較大，所以對空氣的阻力就相當小，從而使效率得以提高。
　　螺旋式填料的安裝示意圖如圖1所示。填料的結構及工作狀態分別見圖2、圖3。

　

　　從圖1看出，有幾層相互平行的填料帶，與水平面呈一定夾角，共繞在中心柱上，而每層填料只有一片，所以耗用材料很少。此技術最適用于圓形塔。

4 冷卻原理

　　在運行時，水穿過多層的斜面填料帶，每穿過一層，便被重新分散一次，同時也使下落速度減慢一次。空氣不是與水從同一孔隙中穿過，而是沿著流線型的填料帶橫向旋轉向上，沒有彎折，所以阻力極小，淋水的密度也可以增大，提高了效率，也從根本上解決了空氣與水相互制約的問題。

5 加工方式

5.1 曲面式填料帶
　　采用PVC等材料薄板，一次模壓成型，單層裝配。由于對強度要求較高，所以填料板材應稍厚，實踐證明用氯化聚乙烯改性后的材料，其韌性、耐溫和抗拉強度明顯提高。板材在模壓之前如能進行雙向拉伸處理測強度最佳。
5.2 支架
　　單層的填料曲面需由支架支撐，支架采用玻璃鋼材料，具體規格可由設計人員根據強度給出。

6　與現有填料的比較

6.1 普通逆流塔填料
　　逆流塔填料是密集型結構，它是把眾多的波折型填料片板粘結在一起而成為一個整體，這樣，在整體的內部便形成了密密的孔隙群，水和空氣同時從這些孔隙中穿過，所以結構不合理。此填料占用材料多[1]，空氣運行曲折，而且阻力大，水的分散不好，填料的高度極其有限，且不能改進。
6.2 新型填料
　　即本文講的螺旋式填料帶是單層板斜放，前后聯接成一體，呈螺旋式裝配，板面上面經模壓制成密集的小孔洞，專供水流從這些孔洞中穿出。空氣則是在空間很大的兩層填料帶之間運行，其運行路線是螺旋向上。空氣運行曲線也光滑。整個填料層占用料材料少，填料高度也可以加大，從而保證了對水的冷卻效果。

7 預期的效果

　　減小了對空氣的阻力，即提高了空氣流量，這樣可提高水的溫差。在處理水量相同的情況下，冷卻塔的體積可以縮小，成本可以降低，還能把風葉與電機的功率減小，起到了節能作用。

參考文獻：

　　 [1] 畢永堯.實現橫流塔配風配水均勻的薄膜、點滴填料混裝技術[J].化工給排水設計，1994，(1)：18－24.

---

　　作者簡介：劉榮甫，男。