CN103900397B - 一种能节水防冻的轻型钢架结构塔间接空冷方法 - Google Patents

Abstract

本发明一种能节水防冻的轻型钢架结构塔间接空冷方法，属于冷却塔技术领域；所要解决的技术问题是提供了一种能节水防冻的轻型钢架结构塔间接空冷方法，利用该方法的冷却塔适用于水资源匮乏的地区，防冻效果显著；解决该技术问题采用的技术方案为：按功率等级确定间接空冷钢架结构塔的结构参数；根据得到的结构参数，确定风筒的几何尺寸；确定钢架结构塔的结构形式；钢架结构塔的防腐处理；钢架结构塔间接空冷的节水处理；钢架结构塔间接空冷的防冻处理；本发明可广泛应用在火力发电厂冷却塔上。

Description

一种能节水防冻的轻型钢架结构塔间接空冷方法

技术领域

本发明一种能节水防冻的轻型钢架结构塔间接空冷方法，属于冷却塔技术领域。

背景技术

冷却塔是工业水处理的重要设备，它广泛地应用于国民经济的许多部门，如电力、石油、化工、钢铁、建材等领域，是火力发电厂四大主机之一。

现有工业上，尤其是电力行业，使用的双曲线自然通风冷却塔为钢筋混凝土结构，钢筋混凝土结构的双曲线自然通风冷却塔有以下不利因素：

1、初期投资大。建造一台适用于600MW(塔高180米、直径150米)水泥结构的双曲线自然通风冷却塔的投资大约为12000万元，比同规模钢架结构塔价高出30％左右。

2、重量大。建造一座适用于600MW间冷水泥结构的双曲线自然通风冷却塔塔体(塔高180米、直径150米)，重量大约为85000吨，由于具有庞大的重量，因此对基础地质的要求也比较高，在地质较疏松的地方还必须打桩基来提高承载力，同时增大了投资。

3、施工周期长，施工场地大。建造一座适用于600MW(塔高180米、直径150米)水泥结构的双曲线自然通风冷却塔的施工期限最少需要18个月，同时在施工过程中必须使用大型塔吊等设备，备料及操作等必须有足够大的场地。

水泥双曲线自然通风冷却塔有上述不利因素，使这种冷却塔在电力行业以外的工业领域的使用受到很大的限制。

现有的自然通风湿式冷却塔只适用在水资源比较丰富的地区，通过冷却塔中的水与空气直接接触，进行传热和蒸发散热，把水中的热量传输给空气，这种冷却方式虽具有投资低、热交换效率高等优点，但最大缺点就是消耗大的水资源。

另外现有的自然通风湿式冷却塔底部在严寒地区的冬季会出现冻结现象，冻结后的冷却塔不能进行正常工作，不仅对设备造成损坏，而且还给间接空冷系统的运行造成很大影响。

发明内容

本发明克服了现有技术存在的不足，提供了一种能节水防冻的轻型钢架结构塔间接空冷方法，利用该方法的冷却塔适用于水资源匮乏的地区，防冻效果显著。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种能节水防冻的轻型钢架结构塔间接空冷方法，包括以下工艺步骤：

第一步：按功率等级确定间接空冷钢架结构塔的结构参数；

所述结构参数参考传统的钢筋混凝土结构的参数；

第二步：根据第一步中得到的结构参数，确定风筒的几何尺寸；

所述风筒采用双曲线形状，方程为：

y²/a²-x²/b²＝1

x----空冷塔喉部半径；m；

y----空冷塔喉部高度；m；

所述风筒的几何尺寸，依据国家标准GB/T50102－2003中的规定应满足以下的关系：

塔高与壳底直径的比1.2～1.6；

喉部面积与壳底面积的比0.30～0.40；

喉部高度与塔高的比0.75～0.85；

根据所述比例关系，最终确定风筒的几何尺寸；

第三步：确定钢架结构塔的结构形式；

所述钢架结构塔的结构形式为双层框架结构，外层镶嵌挡风板的结构形式，框架结构全部采用Q235B钢材，挡风板采用铝合金板；

所述钢架结构塔的进风口设计有45～55对X柱，X柱采用组合式钢结构，X柱的上部有环形梁，环形梁下段连接X柱，上段连接风筒；

所述钢架结构塔的风筒部分为双层框架钢结构形式，共75～90层，每层之间的间距为1.5～2米；每一层由沿周向均匀分布为完全相同的140～160个单元格，每个单元格的杆件共有7种，不同类型的杆件具有不同的长度和截面尺寸，且随着层数的改变而变化；

每个单元格的杆件用螺栓连接，钢架结构塔风筒部分的双层框架钢结构为承载结构，镶嵌的挡风板主要作用是挡风，保证空冷塔的抽力；

第四步：钢架结构塔的防腐处理；

采用热喷锌或热喷铝，外加防腐涂料，再采用环氧富锌漆封闭处理，构成长效防腐结构，其中喷锌或喷铝的涂层作为防腐涂料的底层；

第五步：钢架结构塔间接空冷的节水处理；

沿所述钢架结构塔的底部圆周设置一圈换热管束，所述一圈换热管束由多个换热管束单元首尾连接而成，所述每个换热管束单元均包括多个换热管，所述换热管竖直设置在换热管束单元内，所述换热管束单元的外壁设置有多个换热翅片，所述换热管束单元与换热管之间的空间内充满循环水，所述换热管的进汽口与汽轮机的排汽口连通，所述换热管的出汽口与锅炉的进汽口连通，从汽轮机排汽口排出的乏汽经换热管将多余的热量传递给循环水，所述吸热后的循环水通过换热翅片将热量传递给钢架结构塔内的空气，所述钢架结构塔外部的空气通过换热翅片间隙进入钢架结构塔内，将钢架结构塔内吸收热量的空气从钢架结构塔顶部的风筒排出；

第六步：钢架结构塔间接空冷的防冻处理；

在钢架结构空冷塔风筒的下部的几层可预留数个通风天窗，在冬季使用时，可将通风天窗开启，冷空气可直接进入空冷塔，减少冷空气通过换热翅片间隙的风量，可间接起到防冻的效果。

在所述换热翅片的外侧设置有百页窗，通过调节百页窗开启的角度大小调节冷空气通过换热翅片间隙的风量。

本发明与现有技术相比具有以下有益效果。

1、本发明整塔采用内置式双层钢架结构，在保证塔体强度的前提下，降低了塔体的自重；同时塔体外侧面板采用轻型材料，降低了制造成本。

2、本发明沿风筒外表面设置可调节的通风天窗，在冬季使用时可根据环境温度开启可调节的通风天窗，使外界的冷空气不通过管束直接进入塔内，与塔内的热空气混合，使热空气的温度降低，冷却塔的抽力减小，防止管束因温度低而冻结，该防冻措施在传统的水泥塔上是无法实现的。

3、本发明采用换热管束进行冷却，在换热管束单元与换热管之间的空间内充满循环水，将换热管的进汽口与汽轮机的排汽口连通，将换热管的出汽口与锅炉的进汽口连通，从汽轮机排汽口排出的乏汽经换热管将多余的热量传递给循环水，循环水通过换热翅片将热量传递给空冷塔本体内的空气，空冷塔本体外部的空气通过进风通道进入空冷塔本体内，将空冷塔本体内吸收热量的空气从风筒的顶部排出，在整个换热过程中只有热量的交换，循环水没有损失，因而节约了大量的水资源，特别适用于缺水的地区。

4、本发明具有施工造价低、周期短、重量轻、冷却效果好的特点，实现了冷却塔形式、技术的突破，是我国冷却塔技术的一个重大变革。

附图说明

下面结合附图对本发明做进一步的说明。

图1为本发明轻型钢架结构塔的结构示意图。

图2为本发明轻型钢架结构塔的俯视图。

图3为本发明中换热管束的结构示意图。

图中，1为换热管束、2为换热管束单元、3为换热管、4为换热翅片、5为循环水、6为通风天窗。

具体实施方式

如图1、图2和图3所示，本发明一种能节水防冻的轻型钢架结构塔间接空冷方法，包括以下工艺步骤：

第一步：按功率等级确定间接空冷钢架结构塔的结构参数；

所述结构参数参考传统的钢筋混凝土结构的参数；

第二步：根据第一步中得到的结构参数，确定风筒的几何尺寸；

所述风筒采用双曲线形状，方程为：

y²/a²-x²/b²＝1

x----空冷塔喉部半径；m；

y----空冷塔喉部高度；m；

所述风筒的几何尺寸，依据国家标准GB/T50102－2003中的规定应满足以下的关系：

塔高与壳底直径的比1.2～1.6；

喉部面积与壳底面积的比0.30～0.40；

喉部高度与塔高的比0.75～0.85；

根据所述比例关系，最终确定风筒的几何尺寸；

第三步：确定钢架结构塔的结构形式；

所述钢架结构塔的结构形式为双层框架结构，外层镶嵌挡风板的结构形式，框架结构全部采用Q235B钢材，挡风板采用铝合金板；

所述钢架结构塔的进风口设计有45～55对X柱，X柱采用组合式钢结构，X柱的上部有环形梁，环形梁下段连接X柱，上段连接风筒；

所述钢架结构塔的风筒部分为双层框架钢结构形式，共75～90层，每层之间的间距为1.5～2米；每一层由沿周向均匀分布为完全相同的140～160个单元格，每个单元格的杆件共有7种，不同类型的杆件具有不同的长度和截面尺寸，且随着层数的改变而变化；

每个单元格的杆件用螺栓连接，钢架结构塔风筒部分的双层框架钢结构为承载结构，镶嵌的挡风板主要作用是挡风，保证空冷塔的抽力；

第四步：钢架结构塔的防腐处理；

采用热喷锌或热喷铝，外加防腐涂料，再采用环氧富锌漆封闭处理，构成长效防腐结构，其中喷锌或喷铝的涂层作为防腐涂料的底层；

第五步：钢架结构塔间接空冷的节水处理；

沿所述钢架结构塔的底部圆周设置一圈换热管束1，所述一圈换热管束1由多个换热管束单元2首尾连接而成，所述每个换热管束单元2均包括多个换热管3，所述换热管3竖直设置在换热管束单元2内，所述换热管束单元2的外壁设置有多个换热翅片4，所述换热管束单元2与换热管3之间的空间内充满循环水5，所述换热管3的进汽口与汽轮机的排汽口连通，所述换热管3的出汽口与锅炉的进汽口连通，从汽轮机排汽口排出的乏汽经换热管3将多余的热量传递给循环水5，所述吸热后的循环水5通过换热翅片4将热量传递给钢架结构塔内的空气，所述钢架结构塔外部的空气通过换热翅片4间隙进入钢架结构塔内，将钢架结构塔内吸收热量的空气从钢架结构塔顶部的风筒排出；

第六步：钢架结构塔间接空冷的防冻处理；

在钢架结构空冷塔风筒的下部的几层可预留数个通风天窗6，在冬季使用时，可将通风天窗6开启，冷空气可直接进入空冷塔，减少冷空气通过换热翅片4间隙的风量，可间接起到防冻的效果。

在所述换热翅片的外侧设置有百页窗，通过调节百页窗开启的角度大小调节冷空气通过换热翅片间隙的风量。

下面结合600MW等级间接空冷钢架结构塔为例来进行详细说明。

(一)600MW等级间接空冷钢架结构塔参数来源。

600MW等级间接空冷钢架结构塔的基本参数来源于600MW机组的间接空冷塔，具体参数如下：

以上为传统的钢筋混凝土结构的参数，轻型钢结构的间接空冷塔的风筒的外形尺寸参数参考上表中的基本数据。

(二)双曲线钢架结构塔特征尺寸的确定。

钢架结构塔塔体的风筒的特征尺寸是根据热力计算来确定的，根据热力计算确定了风筒的底直径和高度后，做如下工作：

a、钢架结构塔塔体的风筒几何尺寸计算：

自然通风冷却塔的塔体的风筒采用双曲线形状，其方程为：

R2/a2－Y2/b2＝1

双曲线自然通风冷却塔的风筒的几何尺寸，依据国家标准GB/T50102－2003中的规定应满足以下的关系。现双曲线型风筒壳体几何尺寸应满足：

塔高与壳底直径的比1.2～1.6；

喉部面积与壳底面积的比0.30～0.40；

喉部高度与塔高的比0.75～0.85；

b、600MW机组间接空冷钢架结构塔风筒的基本参数：

c、600MW机组间接空冷塔钢架结构塔的特征尺寸：

600MW机组间接空冷钢架结构塔主要由三个部分组成，钢架结构塔的基础、钢架结构塔的X柱和钢架结构塔的风筒。

(三)钢架结构塔的结构形式

600MW机组间接空冷钢架结构塔的结构形式为双层框架结构，外层镶嵌挡风板的结构形式。框架结构全部采用Q235B钢材，挡风板采铝合金板。

钢架结构塔的进风口设计有50对X柱，X柱采用组合式钢结构。X柱的上部有环形梁，环形梁下段连接X柱，上段连接风筒。

钢架结构塔的风筒部分双层框架钢结构形式，共84层，每层之间面板的间距为1.8米。

每一层由沿周向均匀分布为完全相同的150个单元格，每个单元格的杆件共有7种，不同类型的杆件具有不同的长度和截面尺寸，且随着层数的改变而变化。

每个单元格的杆件用螺栓连接。钢架结构塔风筒部分的双层框架钢结构为承载结构，镶嵌的挡风板主要作用是挡风，保证空冷塔的抽力。

各个部分的详细说明如下：

1、钢架结构塔的基础；

钢架结构塔的基础采用钢筋混凝土结构，在钢架结构塔的基础上有16条M64的预埋螺栓，对于钢架结构塔的基础，将根据力学计算的结果提出基础上的荷载，该荷载为基础的设计依据。

基础上的荷载有a、静荷载100kN；

b、Z向荷载压力2000kN/拉力1800kN；

c、X、Y任意向800kN；

d、基础的地基承载力要求大于77.6kN；

该基础为独立基础，也可以为环型的，具体由设计院确定。

2、钢架结构塔的X柱；

钢架结构塔的X柱用φ325的管材组合而成。

3、钢架结构塔的风筒；

①风筒的结构形式；

600MW机组间接空冷钢架结构塔的结构形式为双层框架结构，外层镶嵌挡风板的结构形式。钢架结构塔的风筒部分双层框架钢结构形式，共84层，每层之间面板的间距为1.8米。每一层由沿周向均匀分布为完全相同的150个单元格，每个单元格的杆件共有7种，不同类型的杆件具有不同的长度和截面尺寸，且随着层数的改变而变化。每个单元格的7种杆件分别是：外立柱、内立柱、横直梁、外横梁、内横梁、横十字梁和竖十字梁

②挡风板；

外层挡风板的结构为镶嵌形式，挡风板采铝合金板。面板的厚度为2mm，在面板上，根据面板宽度压出宽度200mm高度30mm的加强筋，加强筋的数量4～6个。外立柱和外横梁嵌有铝合金的拉挤型材。每个单元格镶嵌一块面板，单元格的外立柱和外横梁组成一个方格，面板从内侧镶嵌。在铝合金拉挤型材与面板之间有密封条，密封条的材质采用具有良好防老化性能的丁晴橡胶。面板的连接形式采用铆接，拉铆钉的间距为100mm。

4、钢架结构塔的防腐；

钢架结构塔的框架用普通钢材加工制造，在大气环境下的钢结构受阳光、风沙、雨雪、霜露及一年四季的温度和湿度变化作用，其中大气中的氧和水分是造成户外钢铁结构腐蚀的重要因素。

钢结构的防腐非常重要，采用热喷锌或热喷铝，外加防腐蚀涂料，采用环氧富锌漆封闭处理，构成长效防腐结构，可大大延长涂层的使用寿命，从理论和实际应用的效果来看，喷锌或喷铝的涂层是防腐涂料的最好底层。金属喷涂层与防腐涂料涂层的复合涂层的防护寿命较金属喷涂层和防腐涂料防护层二者寿命之和还要长，为单一涂料防护层寿命的数倍。有效防护期一般可达到30～40年，最长有效记录国外已有60年之久的记录。

金属锌、铝具有很大的耐大气腐蚀的特性。在钢铁构件上喷锌或喷铝对钢结构的基体有双重保护作用，一方面，起着物理覆盖作用，将钢铁与水和空气的腐蚀介质隔离开，从而起到保护作用；另一方面，锌、铝的电化学性能比较活泼，电极电位比钢低，在这个腐蚀电池中，锌、铝是负极电位，钢铁为正极电位，形成牺牲阳极保护作用从而使钢铁基本得到了保护。

主要工艺流程：

金属表面处理(处焊疤、毛刺)---清洁处理(除油污)---糙化处理(喷砂)---喷金属涂层(锌或铝)---涂刷封闭层。

执行标准：

喷砂按GB/T11373-1989执行，达到Sa3标准；

喷锌(铝)按GB/T9793-1997执行；

封闭层(涂料层)按JB/T7706-1995或JB/T9188-1999执行。

涂层性能检测方法：

金属涂层性能检测方法按GB/T9793-1997标准中的具体规定检测；①、金属涂层与钢基体的结合强度，采用划格方法；②金属涂层厚度，采用非磁性测厚仪，最小局部厚度应达到设计要求。

有机涂料层(环氧树脂层)的检测方法按机械工业部JB/T7706-1995或JB/T9188-1999中具体要求执行。

铝合金拉挤型材和铝合金面板采用表面钝化防腐处理，铝是一种活性很强的金属，很容易与氧结合，生成一层致密坚硬的氧化保护层，有效地防止铝进一步氧化。

所有连接螺栓采用高强度热镀锌螺栓。在关键部位可采用不锈钢螺栓。

5、钢架结构塔的防冻措施；

间接空冷塔的防冻一般是由安装在换热器外侧的百叶窗来完成，为进一步提高防冻效果。在钢结构空冷塔风筒的下部的几层可预留数个通风天窗6。在冬季使用时，可将通风天窗6开启，冷空气可直接进入空冷塔，减少冷空气通过换热翅片4间隙的风量，可间接起到防冻的效果。

6、钢架结构塔间接空冷的节水处理；

沿所述钢架结构塔的底部圆周设置一圈换热管束1，所述一圈换热管束1由多个换热管束单元2首尾连接而成，所述每个换热管束单元2均包括多个换热管3，所述换热管3竖直设置在换热管束单元2内，所述换热管束单元2的外壁设置有多个换热翅片4，所述换热管束单元2与换热管3之间的空间内充满循环水5，所述换热管3的进汽口与汽轮机的排汽口连通，所述换热管3的出汽口与锅炉的进汽口连通，从汽轮机排汽口排出的乏汽经换热管3将多余的热量传递给循环水5，所述吸热后的循环水5通过换热翅片4将热量传递给钢架结构塔内的空气，所述钢架结构塔外部的空气通过换热翅片4间隙进入钢架结构塔内，将钢架结构塔内吸收热量的空气从钢架结构塔顶部的风筒排出。

(四)钢架结构塔的生产和安装；

1、钢架结构塔的生产加工；

钢架结构塔的所有零部件均在工厂内加工完成，步骤：原材料供应—下料—加工(主要是焊接)--制孔—防腐—检验—成品。

各步骤的质量控制和检验；

①原材料的质量控制和检验；

钢架结构塔的所有杆件用的原材料为钢材和焊接材料，钢材均采用材质为Q235B的钢材，焊接材料用焊条。

钢材的品种、规格、性能等应符合现行国家产品标准和设计要求；

检验方法：检查钢材质量合格证明文件、中文标志及检验报告等。

焊接材料的品种、规格、性能等应符合现行国家产品标准和设计要求；

检验方法：检查焊接材料质量合格证明文件、中文标志及检验报告等。

②钢结构零部件的下料方法主要是切割，钢材切割的主控项目是切割面应无裂纹、夹渣、分层和大于1mm的缺棱。

检验方法：观察或用放大镜及百分尺检查，有疑义时作渗透、磁粉或超声波探伤检查。

切割的允许偏差：

项目	允许偏差
		零部件宽度、长度	±2mm
边缘缺棱	1.0mm
		型钢顶部的垂直度	2.0mm

③钢结构零部件的加工方法主要是焊接，焊接的主控项目是：a、焊条、焊丝和焊剂等焊接材料与母材的匹配应符合国家现行业标准《建筑钢结构焊接技术规程》JGJ81的规定；

b、焊工必须经考试合格并取得合格证书，持证焊工必须在其考试合格项目及其认可范围内施焊。

c、焊缝表面不得有裂纹、焊瘤等缺陷，要求的一、二级焊缝不得有表面气孔、夹渣、弧坑裂纹、电弧擦伤等缺陷。

检验方法：观察检查或用放大镜、焊缝量规和钢尺检查，当存在疑义时，采用渗透、磁粉探伤检查。

④钢结构零部件的制孔的精度是保证安装的前提，螺栓孔的允许偏差：直径0.0～+1mm；圆度1mm；垂直度0.03t且不应大于2mm。

螺栓孔孔距的允许偏差(mm)：

⑤钢构件(半成品)外形尺寸验收

钢构件外形尺寸主控项目的允许偏差(mm)见下表：

⑥防腐处理：按特定的工艺流程执行。

2、钢架结构塔的现场施工；

钢架结构塔的安装是厂内加工合格后的构件运输到施工现行，在现场安装施工，施工步骤如下：

基础处理---X柱和环形梁的安装—风筒安装—防腐修复。

各步骤的质量控制和检验；

①基础处理；

钢架结构塔的基础为钢筋混凝土结构，安装前必须先对基础进行处理，钢架结构塔的钢筋混凝土基础上设计有预埋螺栓，对基础做如下处理：

a、确定钢架结构塔基础的定位轴线、基础轴线和标高、预埋螺栓的规格和位置是否符合设计要求；

检验方法：用经纬仪、水准仪和钢尺进行现场测量。

b、调节基础基准面，

基础基准面是保证钢架结构塔安装的前提，按设计要求，基准面的精度应符合如下要求：

经向偏差---1/1000；水平度偏差±20.mm。

检验方法：用经纬仪、水准仪和钢尺进行现场确定。

②、X柱和环形梁的安装；

X柱和环形梁是钢架结构塔中的大型构件，使用地面吊车安装，形成环形整体结构，环形梁顶端平面通过基础上的调节螺栓进行调节，环形梁顶端平面的精度应符合如下要求：

水平度偏差±20.mm；椭圆度≤±1/1000。

③风筒的安装；

钢架结构塔的风筒共84层，每层分为相同的150格，每格7种杆件，最大杆件的单重不足40Kg，安装时，根据安装的人数在塔内安装数台小型卷扬机(起重重量300Kg)，逐层安装，每层之间设计有数个人工梯子，供安装人员使用。

④螺栓连接；

钢架结构塔的所有杆件均通过螺栓连接，螺栓采用高强度螺栓，高强度螺栓连接的施拧顺序和初拧、复拧扭矩应符合设计要求和国家现行行业标准《钢结构高强度螺栓连接的设计施工及验收规程》JGJ82的规定。

高强度螺栓连接施工的预紧力应符合下表的规定：

M12	M16	M20	M22	M24	M30
						40kN	75kN	120kN	150kN	170kN	270kN

所有高强度螺栓的性能等级为8.8级。

钢架结构塔全部安装完成后，对全部连接螺栓复检。

⑤整塔的安装技术要求；

经向公差≤±1/500；

垂直度公差≤±1/500。

⑥防腐消缺；

对整塔进行防腐消缺处理。

本发明同国内外同类技术对比具有独特的优点：

(1)造价低。该新型冷却塔与传统水泥冷却塔相比造价可以降低20％～50％，在建造水泥塔地材比较低的地区，造价可节省20％以上，在地材比较贵的地区，可节省投资达到40％。

(2)重量轻。冷却塔采用的是金属框架镶嵌玻璃钢面板结构，设计合理的金属框架结构具有较高的整体强度，而且重量大大降低，该轻型塔的自身重量为4000吨左右，传统的水泥塔的自身重量大约85000吨，只有传统水泥塔的二十分之一，减低了冷却塔基础对地质条件的要求，从而也降低了地质的处理成本，可在地质较差的地区使用，要求基础地基的承载力，在湿形冷却的条件下大于70KPa；干式冷却的条件大于120KPa即可。

(3)施工方便且施工周期短。该新型塔的施工十分方便，与传统的水泥塔不同，不需要大型的施工设备，如天吊。该塔最重的件不足40Kg。施工场地也比较小，有水泥塔施工场地的十分之一足可以施工安装。同时可以大大缩短施工周期，与水泥塔施工相比，施工周期可以缩短工期60％以上。

(4)施工环保无污染。在施工过程中没有粉尘和噪声污染，施工环保清洁。

(5)有效的防冻措施。本塔可以在面板的第三层设计安装一周可调节通风天窗，在冬季使用时可根据环境温度开启通风天窗，使外界的冷空气直接进入塔内，与塔内的热空气混合，使热空气的温度降低，冷却塔的抽力减小，通过管束的风量大大降低，防止管束因温度低冻结，该防冻措施在传统的水泥塔上是无法实现的。

(6)抗冻性好。

在北方严寒地区，钢筋混凝土冷却塔长期处在寒冷潮湿环境下运行，其受冻融破坏影响尤为突出，塔筒检修频繁、工作量大，且需停塔检修，很难满足连续运行要求。而本塔采用钢架结构塔，可以避免上述问题发生，因此在北方严寒地区采用钢架塔就更加适用。

(7)外型美观。该新型塔采用的是玻璃钢面板，面板的表面可达到镜面的效果，而塔体颜色可以根据用户的要求制作，可与环境浑然一体，成为工厂的一大景观。

(8)维修方便可以折迁。由于风筒的框架结构为内外双层结构，安装时可作为脚手架使用，平时维修时，人很容易达到风筒任何一个部位，不需要另外搭架子，维修不需要吊车。如遇企业搬迁时，本塔还可以拆迁，易地安装。

上面结合附图对本发明的实施例作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (2)

1.一种能节水防冻的轻型钢架结构塔间接空冷方法，其特征在于，包括以下工艺步骤：

第一步：按功率等级确定间接空冷钢架结构塔的结构参数；

所述结构参数参考传统的钢筋混凝土结构的参数；

第二步：根据第一步中得到的结构参数，确定风筒的几何尺寸；

所述风筒采用双曲线形状，方程为：

y²/a²-x²/b²＝1

x----空冷塔喉部半径；m；

y----空冷塔喉部高度；m；

所述风筒的几何尺寸，依据国家标准GB/T50102－2003中的规定应满足以下的关系：

塔高与壳底直径的比1.2～1.6；

喉部面积与壳底面积的比0.30～0.40；

喉部高度与塔高的比0.75～0.85；

根据所述比例关系，最终确定风筒的几何尺寸；

第三步：确定钢架结构塔的结构形式；

所述钢架结构塔的结构形式为双层框架结构，外层镶嵌挡风板的结构形式，框架结构全部采用Q235B钢材，挡风板采用铝合金板；

所述钢架结构塔的进风口设计有45～55对X柱，X柱采用组合式钢结构，X柱的上部有环形梁，环形梁下段连接X柱，上段连接风筒；

所述钢架结构塔的风筒部分为双层框架钢结构形式，共75～90层，每层之间的间距为1.5～2米；每一层由沿周向均匀分布为完全相同的140～160个单元格，每个单元格的杆件共有7种，不同类型的杆件具有不同的长度和截面尺寸，且随着层数的改变而变化；

每个单元格的杆件用螺栓连接，钢架结构塔风筒部分的双层框架钢结构为承载结构，镶嵌的挡风板主要作用是挡风，保证空冷塔的抽力；

第四步：钢架结构塔的防腐处理；

采用热喷锌或热喷铝，外加防腐涂料，再采用环氧富锌漆封闭处理，构成长效防腐结构，其中喷锌或喷铝的涂层作为防腐涂料的底层；

第五步：钢架结构塔间接空冷的节水处理；

沿所述钢架结构塔的底部圆周设置一圈换热管束(1)，所述一圈换热管束(1)由多个换热管束单元(2)首尾连接而成，所述每个换热管束单元(2)均包括多个换热管(3)，所述换热管(3)竖直设置在换热管束单元(2)内，所述换热管束单元(2)的外壁设置有多个换热翅片(4)，所述换热管束单元(2)与换热管(3)之间的空间内充满循环水(5)，所述换热管(3)的进汽口与汽轮机的排汽口连通，所述换热管(3)的出汽口与锅炉的进汽口连通，从汽轮机排汽口排出的乏汽经换热管(3)将多余的热量传递给循环水(5)，所述吸热后的循环水(5)通过换热翅片(4)将热量传递给钢架结构塔内的空气，所述钢架结构塔外部的空气通过换热翅片(4)间隙进入钢架结构塔内，将钢架结构塔内吸收热量的空气从钢架结构塔顶部的风筒排出；

第六步：钢架结构塔间接空冷的防冻处理；

在钢架结构空冷塔风筒的下部的几层可预留数个通风天窗(6)，在冬季使用时，可将通风天窗(6)开启，冷空气可直接进入空冷塔，减少冷空气通过换热翅片(4)间隙的风量，可间接起到防冻的效果。

2.根据权利要求1所述的一种能节水防冻的轻型钢架结构塔间接空冷方法，其特征在于，在所述换热翅片的外侧设置有百页窗，通过调节百页窗开启的角度大小调节冷空气通过换热翅片间隙的风量。