双曲线冷却塔
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浅议双曲线冷却塔施工控制重点为解决脱硫烟气从烟囱排放温度偏低、排放效果差的问题,冷却塔排烟技术应运而生。
本文结合实际工程,探讨分了双曲线冷却塔的施工应控制的重点,以及构造方面进行掌控。
对冷却塔建造施工及有借鉴和参考意义。
标签:双曲线冷却塔;施工;火力发电厂;构造一、引言冷却塔作为火力发电厂最主要的构筑物之一,因其特有的构造,使其在生产生活中得到广泛应用。
对比以往的常规施工,不仅需要大量的投入人力物力,而且自身施工速度慢,勞动强度大并且难以保证质量。
二、双曲线冷却塔筒壁施工双曲线冷却塔一般包括环形池壁、池底、双曲线筒壁、人字柱等部位的施工。
在双曲线冷却塔中,作为基础环壁和池底的底板都需要有一定的抗渗能力,而筒壁则需要具有极强的抗冻能力,因此,在双曲线冷却塔中,筒壁施工是冷却塔在施工期间的核心。
这就要求施工者在对双曲线冷却塔的筒壁实施施工时,要严格按照以下步骤进行:首先,由冷却塔的中心点自内向外放出模版线,通过搭设脚手架,建立内模。
当内模检验合格后,进行第二步,使用钢筋进行绑扎,建立外模,使用对拉螺栓来防止漏浆;第三,在完成外膜构建后,要进行倒模施工,在下层混凝土凝固前对上层混凝土进行浇筑;第四,为了保证混凝土在浇筑时不留缝隙,这需要施工者合理使用钢筋进行绑扎,在进行钢筋绑扎时,应该先确定箍筋的位置,然后绑定主筋,在固定箍筋时,要保持其垂直向心,并且保证各个主筋的接头位置相互错开,插筋的底端要与环基进行点焊,并在上部进行绑扎,来防止箍筋的移位和倾覆。
当长时间无法进行浇筑,则应采用缓凝土缓凝剂对其进行浇灌。
三、冷却塔人字柱的构造人字柱的构造主要分为三个过程,首先要对人字柱附近的钢筋进行选择,人字柱箍筋应选择螺纹型箍筋;其次,依据支墩的标注,对人字柱的位置进行固定,在人字柱中插入支墩和环梁部分时,应按照顺序依次进行,不能随意进行交叉重叠;最后是对人字柱支墩的构建,在人字柱的钢筋绑扎位置固定准确无误后,就可以进行对人字柱支墩的施工,人字柱支墩多数为不规则的四棱台形,支墩的斜坡面为了防止在浇筑时上浮,模板底部需要与底部预埋的钢筋焊牢。
双曲线冷却塔施工方案引言冷却塔是工业领域中常见的设备,用于降低水温或冷却工艺过程中产生的热量。
双曲线冷却塔具有结构简单、运行稳定等优点,因此在工程领域中得到了广泛应用。
本文将详细介绍双曲线冷却塔的施工方案,包括工程准备、施工流程、质量控制等内容,旨在提供一份全面的指导,确保冷却塔的施工质量和安全。
工程准备设计方案确认在开始施工前,需要与设计方案的负责人确认双曲线冷却塔的设计方案。
确认包括但不限于以下几个方面: - 冷却塔的尺寸和形状 - 冷却介质的流量和温度 - 冷却效果要求 - 环境要求和周围设备的布置施工材料根据设计方案和预算,准备好所需的施工材料,包括但不限于以下几个方面:- 钢结构材料:用于支撑和固定冷却塔的主体结构 - 冷却填料:用于增加冷却塔的表面积和提高冷却效果 - 水泵和管道:用于流动冷却介质 - 电气设备:用于控制冷却塔的运行和监测工程人员准备确定施工团队的人员配置和工作任务分配,确保每个人员具备相关的技能和经验。
人员准备包括但不限于以下几个方面: - 工程经理:负责全面控制和监督冷却塔的施工工作 - 施工工人:负责具体的施工操作,如钢结构安装、填料布置等 - 电气工程师:负责冷却塔的电气设备安装和调试施工流程场地准备在施工前,需要对施工场地进行清理和平整,确保没有障碍物和安全隐患。
同时,需要根据冷却塔的尺寸布置好支撑结构的基础。
钢结构安装根据设计方案和施工图纸,进行钢结构安装。
具体流程包括以下几个步骤: 1. 安装主体结构:根据图纸指引,将钢柱和钢梁等部件进行组装和连接,确保结构稳固。
2. 安装平台和护栏:根据设计要求,安装各级平台和护栏,确保工作人员的安全。
填料布置填料是提高冷却塔效果的重要组成部分,准确布置填料对于冷却塔的性能有着重要的影响。
填料布置的具体流程如下: 1. 选择合适的填料材料:根据设计方案和预算,选择合适的填料材料,如喷淋式填料或者湿式填料。
2. 填料的安装和固定:根据设计方案,将填料逐层铺设在冷却塔中,并采取必要的固定措施,确保填料的密度和稳定性。
双曲线冷却塔施工工法一、特点及适用范围本工法是双曲线冷却塔的倒模板施工工法,是目前我国火电厂多采用的3000㎡的钢筋砼双曲线冷却塔的最成熟施工方法,由于在倒模板结构中,采用自主设计的可变平行四边形模板支撑结构,能较好的解决收分难题,并且结构简单,易于操作,质量、安全有保证等特点,所以,本施工方法有广泛的运用前景,在施工中也能更好的节约成本,具有较好的经济效益。
特别适合大中型双曲线冷却塔(3000㎡和5000㎡)的施工。
二、工艺原理本工法是根据双曲线冷却塔的结构要求和倒模板施工特点,采用倒模板分层进行收分扩分钢筋砼施工,从而完成整个工程结构施工。
三、工艺流程及操作要点(一)、冷却塔工程主要工作内容该施工方法为设计面积为3000m2钢筋砼双曲线冷却塔,其主要结构形式为:钢筋砼环基、池底板、整体式池壁、圆柱形人字柱、刚性环梁、筒壁井、上环梁;塔内淋水装臵为杯基淋水构架柱、中央竖井、主次梁、水泥淋水网格板、主配水槽、塑料喷溅装臵、玻璃钢收水器、循环回水及压力钢管和循环水沟分别与中央井及池壁连接。
塔外另设上塔爬梯、进塔门、避雷装臵、塔筒内壁及淋水构件均刷防腐涂料。
(二)、主要施工流程场地平整——挖基坑——铺筑垫层——塔心杯形基础施工——环基施工-浇筑混凝土底板——池壁施工——回填土——安装塔吊——人字柱、中央竖井施工——筒壁、刷涂料、安装爬梯、塔芯构件预制——焊刚性环栏杆——塔吊拆除——塔芯结构吊装、做散水——竣工(三)、主要操作要点1、工程测量控制及沉降观测:(1)、首先,建立冷却塔工程定位放线控制网,控制网设在不受建筑物障碍的开阔地带,用混凝土和铁板建立控制点。
中心控制点的建立:在池底板塔中心位臵预埋一块300×300铁板,重新依据塔外控制网将塔的中心投在铁板上,作好轴线十字线和中心点作为塔中心的控制点。
标高的控制也用水准仪投到中心铁板上,作为控制塔体标高和水平面的依据。
(2)、在施工水池壁,人字柱和环梁时。
双曲线冷却塔施工工法双曲线冷却塔施工工法一、前言:双曲线冷却塔是一种常见的工业设备,用于降低热水或冷却介质的温度,广泛应用于化工、发电、石油、钢铁等行业。
双曲线冷却塔施工工法是指在建设双曲线冷却塔时使用的施工方法和技术措施。
本文将对双曲线冷却塔施工工法进行详细介绍。
二、工法特点:双曲线冷却塔施工工法具有以下特点:1. 适用范围广:双曲线冷却塔施工工法适用于各种规模和类型的冷却塔建设,可以根据具体需求进行灵活设计和施工。
2. 施工周期短:采用双曲线冷却塔施工工法可以有效缩短施工周期,提高工程进度,节约施工时间和成本。
3. 施工质量高:双曲线冷却塔施工工法采用先进的施工技术和质量控制手段,能够保证施工质量符合设计要求。
4. 安全可靠:双曲线冷却塔施工工法注重施工安全,制定详细的安全措施,保障施工人员的安全。
三、适应范围:双曲线冷却塔施工工法适用于各种规模和类型的冷却塔建设,无论是新建、改造还是扩建,都能够根据具体情况进行设计和施工。
不论是小型工业设备还是大型发电厂,都可以采用双曲线冷却塔施工工法。
四、工艺原理:双曲线冷却塔施工工法的工艺原理基于对施工工法与实际工程之间的联系和采取的技术措施进行详细分析和解释。
该工法在施工过程中,通过选用适当的建材和施工方式,确保双曲线冷却塔的结构稳定,工艺流程顺利进行。
五、施工工艺:双曲线冷却塔施工工法各个施工阶段的描述如下:1. 基础施工:首先进行基础施工,包括地面准备、地基开挖、基础浇筑等。
确保冷却塔的底座牢固可靠。
2. 结构施工:在基础施工完成后,进行结构施工,包括立柱安装、梁板安装等。
形成冷却塔的主体骨架。
3. 外壳施工:在结构施工完成后,进行外壳施工,包括安装外壳板、防腐涂料等,确保冷却塔的防腐能力和美观度。
4. 冷却系统施工:最后进行冷却系统施工,包括水管安装、风叶安装等,确保冷却塔的冷却性能。
六、劳动组织:双曲线冷却塔施工工法需要组织和管理一支高效的施工队伍。
双曲线冷却塔电力建设施工验收技术规范1. 引言1.1 目的本文档为双曲线冷却塔电力建设施工验收技术规范,旨在建立一套统一的验收标准,确保双曲线冷却塔电力建设施工的质量和安全符合相关规定和要求。
1.2 适用范围本规范适用于双曲线冷却塔电力建设施工过程中的验收工作。
1.3 参考文献•《双曲线冷却塔施工及验收规范》•《双曲线冷却塔设计规范》•《双曲线冷却塔建设工程质量验收规范》2. 术语和定义2.1 术语定义•双曲线冷却塔:一种用于工业生产中进行冷却的设备。
•电力建设:对双曲线冷却塔进行电气连接和配套设备安装的工作。
3. 施工准备3.1 设计文件准备在施工前,应准备相关设计文件,包括但不限于以下内容:•双曲线冷却塔电气设计图纸。
•电器设备清单。
•配电箱布置图。
•直线导线、接地装置和电缆等材料的技术要求和质量证明文件。
3.2 材料准备施工前应将所需电气材料按照设计文件清单准备齐全,并按照要求对材料进行检查验收。
4. 施工过程4.1 电器设备安装根据设计要求,对双曲线冷却塔的电器设备进行安装,包括但不限于以下步骤:1.根据设计图纸的要求,在适当的位置安装配电箱。
2.按照设计图纸的要求,将直线导线、接地装置和电缆等连接到相应的部件上。
3.安装并连接电器设备,确保其位置准确且牢固可靠。
4.对安装完成的电器设备进行检查,确保连接正确并无短路、漏电等问题。
4.2 配电箱布线根据设计要求,对配电箱进行布线,包括但不限于以下步骤:1.根据设计图纸的要求,将导线按照正确的路径引入配电箱内。
2.在配电箱内进行导线连接,确保连接牢固可靠。
3.对配电箱内的导线进行绝缘处理,确保安全可靠。
4.3 联动控制系统安装根据设计要求,安装双曲线冷却塔的联动控制系统,包括但不限于以下步骤:1.安装并连接液位控制装置、温度探测装置等设备。
2.连接各个设备的信号线,确保信号传输正常且准确。
3.完成联动控制系统的调试,确保各个设备之间的协调运作。
双曲线冷却塔施工方案双曲线冷却塔是一种高效的冷却系统,能够以较小的占地面积实现较大的冷却效果。
以下是一份双曲线冷却塔施工方案。
一、前期准备工作1. 确定施工区域:根据冷却需求和土地条件,确定冷却塔的施工区域。
2. 土壤检测:对施工区域的土壤进行检测,确保地基承载力满足要求,并进行必要的土质改良。
3. 施工图纸设计:根据冷却需求和施工区域的限制条件,绘制冷却塔的施工图纸,确定冷却塔的尺寸、结构和构造。
二、基础工程施工1. 地基处理:根据土壤检测结果,对施工区域的地基进行处理,如加固、填土等,以确保基础的稳定性。
2. 基础施工:根据施工图纸的要求,进行基础的施工,包括基础板浇筑、基础墙的建设等。
三、结构施工1. 钢结构制作:根据施工图纸,制作冷却塔的钢结构,包括支撑结构、塔体结构等。
2. 钢结构安装:将制作好的钢结构进行现场安装,确保结构的稳定性和安全性。
3. 板材安装:将预制好的板材安装在冷却塔的支撑结构上,形成冷却塔的外壳。
四、设备安装1. 风机安装:选择适当数量和规格的风机,并将其安装在冷却塔的顶部或侧面,用于风力冷却。
2. 动力系统安装:根据冷却需求,安装相应的冷却水泵和管道系统,确保水能够流动和循环。
3. 控制系统安装:安装冷却塔的自动控制系统,实现对温度、压力等参数的监控和调节。
五、调试和验收1. 设备调试:按照施工图纸和设计要求,进行冷却塔的设备调试,确保设备正常运行和冷却效果满足要求。
2. 安全检查:对冷却塔的结构和设备进行安全检查,确保施工质量和安全要求达到标准。
3. 完成验收:完成施工后,进行冷却塔的竣工验收,确保施工符合法规和技术要求。
以上是一份双曲线冷却塔施工方案,通过精心的规划和施工,可以确保冷却塔的质量和使用效果。
为什么电⼚冷却塔是双曲线⾼⼆书中的双曲线冷却塔好像在哪⾥见过。
(⾼⼆数学⼈教版选修2—1)为了搞清楚书中的插图是什么,亲⾃开车来到电⼚观察。
先观察再提问【电⼚的冷却塔为什么是这个样⼦的?】要想搞清楚这个问题,必须按步骤把它分解成3个问题来解答。
1、它是什么?有什么⽤?2、它的⼯作原理是什么?3、为什么选择双曲线,⽽不是圆柱形,塔形,或者其他形状,双曲线的意义在哪⾥?我们先从第⼀问题下⼿⼀、它是什么?有什么作⽤?它是发电⼚循环⽔⾃然通风冷却塔,也叫双曲线冷却塔。
它的作⽤就是利⽤循环⽔⾃然风进⾏降温的冷却系统。
⽐如我们电脑CPU需要降温,它⼀般⽤的是风扇降温。
汽车的发动机是靠⽔冷和风冷联合达到降温效果的。
⼆、双曲线冷却塔的⼯作原理是什么?⾸先我们可以从我们学过的知识⾥⾯找(教科书)在这道题中涉及的相关知识其实我们都学过,只是从来都没有联系的观点看问题,或者你已经把学过的知识还给了⽼师。
我现在⼀⼀把它从教科书中为⼤家找出来。
1.双曲线(⾼⼆数学)2.热传递(⼩学四年级⾃然和初⼆物理)2.热传递(⼩学四年级⾃然和初⼆物理)3.对流⾬(⾼⼀地理)4.双曲线冷却塔⼯作原理电⼚⼯作原理动态⽰意图烟窗效应)。
将从汽轮发电机冷凝器中出现在热电⼚的冷却塔都采⽤双曲线外形,塔形⽐较⾼。
由于上下的空⽓压差,就有风从塔底进⼊,从塔顶流出(烟窗效应来的热⽔打到⽔塔中部喷射成⽔滴状,⽔滴下落,冷风上升,从⽽冷却了热⽔,⽽加热了空⽓,使得空⽓在⽔塔中的流动更快,冷却热⽔的效果更好。
被冷却的⽔滴下落到塔底的⽔池内收回,重新打⼊汽轮发电机的凝结器(换热装置),继续循环。
三、冷却塔为什么选择双曲线(正视图),⽽不是圆柱形,圆弧形,抛物线或者其他形状,双曲线的意义在哪⾥?1、烟囱效应烟囱效应,是指户内空⽓沿着有垂直坡度的空间向上升或下降,造成空⽓加强对流的现象。
当烟囱由宽变窄时,⽓流就会加速。
2、马格努斯效应(解决为什么是曲⾯)流体压强流体在流速⼤的地⽅压强较⼩,在流速⼩的地⽅压强较⼤。
双曲线冷却塔面积计算一、双曲线冷却塔面积计算的重要性双曲线冷却塔在工业中可太常见啦,就像那种默默在背后干活的小助手一样。
那为啥要计算它的面积呢?这就好比你要给它穿一件合适的衣服,得先知道它的身材尺寸吧。
计算面积呢,有助于工程师们合理规划材料的使用,要是算错了,那可就浪费材料或者不够用啦,就像做饭的时候不知道锅有多大,放多了米或者少了米一样尴尬。
而且准确计算面积对于冷却塔的散热效率之类的性能也有着很重要的影响呢。
二、计算双曲线冷却塔面积的基础公式双曲线冷却塔的形状有点复杂,它可不是那种规规矩矩的形状。
它的侧面是双曲线形状。
对于它的面积计算,咱们可以把它拆分开来计算。
它的表面积可以大致分为侧面面积和底面面积。
底面面积如果是圆形的话,那就用圆的面积公式,π乘以半径的平方。
这里的半径可得测量准确哦,就像量身高得站直了一样。
而侧面面积的计算就有点麻烦啦。
咱们可以想象把侧面展开,它有点像一个扇形,但是又不完全是。
这里就需要用到一些复杂一点的数学知识啦。
有一种方法是利用积分来计算,但是这对于咱们大多数人来说有点头疼。
咱们可以用近似的方法,把双曲线的侧面分成很多小的部分,每个小部分近似看成梯形,然后把这些梯形的面积加起来。
比如说把侧面沿着高度方向分成10个小部分,每个小部分高度为h,然后测量每个小部分对应的上底和下底的长度,然后用梯形面积公式(上底 + 下底)× h÷2来计算每个小部分的面积,最后把这些小部分的面积都加起来就得到侧面面积的近似值啦。
三、计算中的实际困难和解决办法在实际计算双曲线冷却塔面积的时候,那困难可不少呢。
首先就是测量的准确性问题。
冷却塔那么大,要准确测量它的各种尺寸可不容易,就像给一个调皮的小动物量身高一样。
这时候就需要用到一些专业的测量工具啦,比如激光测距仪之类的,而且最好多测量几次取平均值,就像考试的时候多检查几遍答案一样。
还有就是计算过程中的误差问题。
咱们用的近似计算方法肯定会有误差的,那怎么减小误差呢?可以增加分割的小部分的数量,就像把蛋糕切得更碎一样,这样算出来的面积就会更接近真实值啦。
双曲线型冷却塔工作原理双曲线型冷却塔又称为双曲型冷却塔,是一种高效的工业冷却设备。
它的工作原理是基于水蒸气与空气之间的传质和传热作用,将水中的热量通过水滴的传导和冷却塔中的冷却介质(通常是空气)之间的传质和传热,从而将水冷却。
结构组成:双曲线型冷却塔主要由以下部分组成:1. 塔身:双曲线型冷却塔的塔身通常由玻璃钢或金属材料制成,它的外形呈双曲线型,通常会有两层或多层喷水器。
水从喷水器中喷出,在空气中形成雾状水滴。
2. 喷水器:双曲线型冷却塔中的喷水器通常是由PVC或金属制成的,由其上部供水管接入水源,并将水均匀地喷洒在塔身内侧。
每个喷口可以通过调整阀门控制水的流量和压力。
3. 填料:填料是双曲线型冷却塔中的冷却介质,可以是金属骨架结构的层叠式金属填料、PVC塑料填料、铝合金填料等。
填料所占的体积比较大,可以扩大空气和水的接触面积,提高传热效率。
4. 风机:风机通常安装在塔的顶部,用于将空气送入塔内,并增强空气和水的传质和传热效果。
风机的功率大小取决于冷却塔的设计及其工作条件。
工作原理:1. 水从供水管中流入冷却塔的上部,通过喷水器喷洒在填料的表面,形成雾状水滴,在填料中形成水膜。
2. 风机带动空气通过塔内,使填料床保持湿润状态,形成了大量水滴和空气之间的接触面积。
3. 空气中水分子的蒸发需要耗费热量,通过水滴与空气之间的传质和传热作用,水蒸气将热量带到空气中。
4. 空气中的相对湿度随着水分子的增加而逐渐增大,在达到饱和状态后,水分将以滴形式从下端排出。
5. 排出的水回流到底部水槽,再通过循环泵输送到上部喷水器中,从而实现了循环使用。
优点:1. 高效节能:由于填料的设计和空气流动的优化,双曲线型冷却塔可以高效地将热量排放到空气中,从而达到节能的效果。
2. 体积小:相比于其他形状的冷却塔,双曲线型冷却塔的体积要小得多,节省了工厂的空间。
3. 低噪音:双曲线型冷却塔的设计使其噪音非常低,对周围环境的影响也很小。
双曲线冷却塔的由来及原理
冷却塔做成双曲线形的是为了提高冷却的效率,底部有最大的圆周,可以最大限度地进入冷空气,冷空气到达最细部位时,接触热水,这时首先由于管径变小,空气流速加快,可以尽快的带走热水中的热量,其次由于管径变小,冷空气的体积也受到压缩,故压力也有增加,而压力增加流体的含热能力会随之增加,于是在细腰部冷空气可以最大限度的吸收热水的热量从而使热水冷却。
到了最上部,管径再次扩大,已携带了大量热量的空气由于速度减慢,压力减小,又将所含的热量释放出来形成白色的水蒸气。
19世纪中叶,人们在煤矿开发过程中首次提出冷却塔的概念。
20世纪初,世界上最早的钢筋混凝土冷却塔由时任荷兰国家矿产部的学者Frederik Von Iterson提出。
1918年,经过Iterson的不懈努力,其提出的双曲线旋转薄壳冷却塔终于成为了现实。
英国最早使用这种冷却塔。
20世纪30年代以来在各国广泛应用,40年代在中国东北抚顺电厂、阜新电厂先后建成双曲线型冷却塔群。
建筑结构中,当建筑的外围要承重、维持结构,这是个既简单又牢固的结构。
广州塔“小蛮腰”也是采用这种结构,既实用又美观。
每一条承重的柱子都是直的,“一扭”就成了双曲面。
双曲线冷却塔结构优化计算与选型(2008-12—14 22:20:52)转载分类: 天力知识标签:杂谈【Optimized Calculation and Model Selection of Double Curved Cooling Towers】[摘要]目前,火电厂机组容量不断增大,其冷却塔亦向超大型方向发展.对冷却塔结构进行优化可保证冷却塔设计的安全性、经济性、合理性.冷却塔优化包含热力选型优化和结构本体优化,其中热力选型优化包括塔高与淋水面积的选配,塔高主要部位几何尺寸的相关比值等;结构本体优化包括在合适的荷载组合下,保证热力选型所确定的冷却塔主要尺寸、风筒几何尺寸比值、壳底斜率及壁厚等。
通过优化计算,进行几个较优方案的技术经济性的比较,找出安全性、经济性、合理性最优的方案。
[关键词]冷却塔结构计算设计优化0概论双曲线逆流式自然通风冷却塔是火力发电厂循环水系统中应用最广泛的冷却设备。
随着电厂机组容量的不断增大,冷却塔的淋水面积和塔高也不断增大、增高,冷却塔的结构优化计算和选型显得十分重要,它是冷却塔尤其是超大型冷却塔设计的经济性、合理性和安全性的基本保证。
冷却塔主要由钢筋混凝土双曲线旋转薄壳通风筒、斜支柱、环型基础或倒“T"型基础(含贮水池)及塔芯淋水装置组成,详见图1.冷却塔通风筒包括下环梁、筒壁、塔顶刚性环3部分.下环梁位于通风筒壳体的下端,风筒的自重及所承受的其他荷载都通过下环梁传递给斜支柱,再传到基础.筒壁是冷却塔通风筒的主体部分,它是承受以风荷载为主的高耸薄壳结构,对风十分敏感。
其壳体的形状、壁厚,必须经过壳体优化计算和曲屈稳定来验算,是优化计算的重要内容。
塔顶刚性环位于壳体顶端,是筒壳在顶部的加强箍,它加强了壳体顶部的刚度和稳定性。
斜支柱为通风筒的支撑结构,主要承受自重、风荷载和温度应力。
斜支柱在空间是双向倾斜的,按其几何形状有“人"字形、“V”字形和“X”字形柱,截面通常有圆形、矩形、八边形等。
基础主要承受斜支柱传来的全部荷载,按其结构形式分有环形基础(包括倒“T”型基础)和单独基础.基础的沉降对壳体应力的分布影响较大、敏感性强.故斜支柱和基础在冷却塔优化计算和设计中亦显得十分重要。
1冷却塔优化计算及选型1.1优化目的冷却塔结构优化是根据工艺专业循环水系统优化的结果,以及风荷载、温度、塔体自重和施工要求等因素,对通风筒的形状(包括选用的曲线)、壁厚、塔底倾角、塔顶倾角及人支柱对数、直径、基础型式和宽度等设计参数以及冷却塔全部几何尺寸进行优化选择,得出技术合理及混凝土和钢筋用量最省的塔型,以保证冷却塔设计的安全、经济、合理性。
1。
2冷却塔结构优化选型冷却塔结构优化选型一般分为2个阶段:(1)在工艺系统优化和热力选型时,进行冷却结构总体的前期优化,即所谓热力优化选型.(2)冷却塔经热力计算选型后,应对冷却塔结构本体进行全面优化选型,即所谓结构本体优化选型.1。
2。
1热力优化选型应根据循环水系统优化结果确定的各基本技术参数、水文气象、场地地质等工程具体条件,选择技术、经济合理的塔体主要尺寸,即塔体应是工艺设计与结构计算的良好结合体,具有技术可靠性和经济合理性.一般应考虑以下原则:1。
2。
1.1塔高与淋水面积的合理选配(1)塔芯投资或地基处理费用较贵时,可考虑适当减少塔的淋水面积和相应提高塔的高度。
(2)在大风地区建塔,为了改善结构的受力条件,可考虑适当减少塔的高度和增加塔的淋水面积。
(3)在地震烈度高的地区建塔,为了结构的安全并节省投资,应充分考虑地基条件和水塔的淋水面积与塔高之间的关系,通常采用减少塔高,增加淋水面积的方法.1.2。
1.2选取合理的塔筒主要部位几何尺寸的相关比值(1)水塔总高度与塔底直径的比值H/Db这是确定塔筒外形比例的基本比值,根据优化计算,一般情况下取:H/Db=1.2~1。
4低值用于大风地区;高值用于地基处理费用高、塔的单位面积造价高的塔。
(2)进风口的高度与塔底直径的比值H1/Db该值直接影响进风口高度范围内的空气流态和空气动力阻力,优化计算时,该值一般取:H1/Db=0.08~0。
09(3)Da/Db和Ha/H值Da/Db即喉部直径与塔底直径的比值,Ha/H为喉部高度与塔总高之比.这2个比值主要影响塔筒出口直径D0.Da/Db增大,Ha/H减小,会使D0增大,有利于减小出口阻力,但会加大塔筒钢筋混凝土用量和子午向应力,同时也会干扰塔顶气流流态,影响冷却效率,一般常用比值为:Da/Db=0.5~0。
6Ha/H=0.7~0.81.2.1.3在本阶段中,必须遵循供水系统优化结果,以保证冷却塔的冷却效率.热力选型中确定的塔体尺寸必须再经结构优化计算反馈给工艺专业,再经热力计算定型。
1。
2。
2结构本体优化选型在这一阶段应根据冷却塔热力选型的计算结果,对冷却塔结构本体的全部几何尺寸进行优化选择,从结构和施工的角度选择最优的塔型。
目前一般利用比利时哈蒙公司的结构计算软件TPH3033S进行优化计算分析.该程序可根据热力尺寸选择合适的双曲线(面),按屈曲稳定选择壁厚,按薄膜理论计算内力,估算塔体混凝土体积、钢筋数量,并输出壳体、斜支柱、支墩详细几何尺寸。
在冷却塔结构优化计算选型时一般应考虑以下原则:1。
2.2.1保证热力选型所确定的冷却塔主要尺寸(1)淋水填料的直径及其相应标高;(2)塔的总高度;(3)喉部直径;(4)进风口高度。
1。
2.2。
2选取风筒几何尺寸比值II即喉部至塔顶距离与塔总高的比值,它直接影响到壳体的应力和水塔基底的上拔力,在塔筒优化时,应慎重选用.一般该值可取0.15~0。
3。
采用较高值可降低风应力和水塔基底的上拔力,I=0.15一般用于矮胖形水塔,高塔可以采用较高的值。
由于TPH3033S程序中一般采用喉部上下2段不同的双曲线,因而建议I值采用0.25。
当I大于0。
25时,考虑到塔顶倾角不宜过大,这时应选用较小的a/b值(a、b为双曲线顶点的实虚轴坐标值),但这样会引起喉部及以下部位应力增大,故选用较大的I时应仔细比较塔体内应力状态,慎重确定I值。
1。
2。
2.3选择合理的壳底斜率tanφ壳底斜率tanφ是指壳体底部边缘与垂直轴夹角的正切。
采用较大的斜率能降低风应力从而减少壳体和基底的上拔力,但采用过大的斜率tanφ会使斜支柱建造困难,影响壳体稳定并在基础内产生较大的水平力。
哈蒙公司一般采用值为0。
20~0。
32,经常采用值为0。
30。
我国过去常用塔型为1个双曲线,无偏置半径,斜率为0.34~0.35.西德在设计中则限制基底倾斜角不大于19°~20°,即tanφ不大于0。
344~0.364。
考虑到上述因素,建议在大风地区采用tanφ=0。
32~0.35;小风地区采用tanφ=0。
30~0.33。
在优化选型时,应采用多个tanφ进行比选。
1。
2。
2。
4确定壳体的壁厚双曲线自然通风冷却塔筒体壁厚主要是根据强度、屈曲稳定及施工条件来确定。
火力发电厂《水工设计技术规定》(NDGJ5-88)规定筒壁最小厚度不宜小于表1中的数值。
有关冷却塔筒壁的最小厚度还必须根据冷却塔的规模大小、气象条件和屈曲稳定计算来确定。
关于壁厚的选择,程序中考虑了2个公式复核屈曲稳定,即Dunkerly和Mungan公式。
但Dunkerly公式仅能复核自重效应,而Mungan公式则同时考虑了风效应,故建议采用Mungan公式复核屈曲稳定。
在程序填数中屈曲安全系数应不小于5。
塔顶刚性环处的筒壁厚度应渐变加厚,在程序填数中应填入塔顶局部加厚段的模板节数。
壳体底部最大厚度hmax一般等于斜支柱截面高度加2倍的壳底环梁箍筋、环筋直径和保护层厚。
程序填数中必须填入壳体底部最大厚度,并填入其渐变的模板节数和变化率。
壳体厚度的变化主要有变厚和等厚2种形式。
由于等厚塔临界屈曲应力较变厚塔小,故大塔受稳定控制设计,趋向为变厚塔。
但对于中小型塔由于最小构造壁厚已在12~14cm左右,已满足一定稳定要求,故中小型塔或大塔在小风地区可考虑采用等厚塔,以便于施工,节省混凝土和钢筋量。
对于大塔建议采用变厚塔。
1。
2.2。
5确定荷载和荷载组合荷载的准确选取和合理组合是冷却塔优化设计中重要环节和内容.火力发电厂《水工设计技术规定》(NDGJ5—88)规定了在设计冷却塔塔筒时,应对承载力和正常使用2种极限状态分别进行荷载效应组合,并分别取其最不利情况进行设计.冷却塔设计中的荷载主要有结构自重、风、温度、地震和施工荷载,此外还应考虑由于湿胀、日照和地基不均匀沉降对冷却塔的影响。
我们在进行冷却塔优化计算时,特别是应用哈蒙优化程序(TPH3033S)进行计算选型时,应特别注意进行荷载组合计算时荷载和组合系数的正确选用和填写.程序中给出了不同荷载和组合计算入口,荷载组合时必须根据优化的对象及内容具体确定。
1.2.2。
6重要荷载的选取和组合风荷载是冷却塔设计中的重要设计荷载,尤其是在大风地区大型冷却塔的设计和计算往往起着控制的作用,有时甚至起决定作用。
故此,风荷载的合理选取和与其他荷载间的组合显得十分重要。
作用在双曲线冷却塔表面上的等效风荷载按下列公式计算:q(Z,θ)=βCp(θ)K(Z)q0 (1)式中q(Z,θ)——作用在双曲线冷却塔表面上的等效风荷载,kPa;β-—风振系数;Cp (θ)-—平均风压分布系数;K(Z)-—风压高度变化系数;q0—-基本风压,kPa。
基本风压qo应根据建塔的区域位置乘以不同的调整系数,特别是对山区的基本风压,应通过实际调查和对比观测,经分析后确定。
风振系数β和风压高度变化系数K(Z)的计算必须根据不同的地貌选取不同的值进行计算。
在群塔设计计算时,若塔之间间距较小不满足规程规定的间距时,应考虑风的“屏蔽”作用。
建议在塔的优化计算中,适当提高风压计算系数的值,选择更合理的塔型。
另外,在运用哈蒙优化程序(TPH3033S)进行计算分析时还必须考虑风的内吸力作用,通常内吸力系数按0.5考虑。
关于风振系数β,在进行塔筒计算分析时必须考虑其作用.鉴于风荷载是瞬时荷载,阵风反应的风振部分更是瞬时影响,加上地基对风振的衰减作用,因而在地基的容许承载力验算中,不考虑风振系数的影响,在程序填数时,必须扣除β值。
但在进行冷却塔基础上拔力平衡验算时,应考虑风振影响。
冷却塔的温度作用,是指塔外气温、日辐射强度及塔内进、出水温和塔内气温的作用,使塔体产生内外温度差,因而产生温度应力。
在进行优化计算时,冬季塔外计算气温按30年一遇的最低气温计算,筒壁温差应按淋水填料上下不同部位分别计算并填入程序中进行计算.地震荷载作用的计算应按《构筑物抗震设计规范》(GB50191—93)中的规定进行设计计算。
一般来说,地震基本烈度为8度及以上地区,冷却塔应进行抗震验算。