冷却塔的振动监测
冷却塔利用冷却液的蒸发来散热。一般来说，冷却塔具有喷嘴，喷嘴会把冷却液喷向空气中。液体在塔顶释放，并向下流过一系列通风的架子。塔顶的风扇通过通风的架子和喷出来的水吸入新鲜空气。空气冷却液体，然后收集、过滤并返回输送系统以收集更多热量。
应用
冷却塔通常用于炼油厂、发电厂、天然气加工厂、石化厂和其他工业加工设施。冷却塔作为一种特殊类型的热交换器，可以冷却工业设备和工艺流程所加热的水。在冷却塔中，热量通过蒸发（湿）和对流（干）冷却从工质流体（水）排放到大气（空气）中。
对于蒸发式冷却塔，来自工业流程的热水被泵送到冷却塔的顶部，然后分配到浸水层，接着向下流过填充材料（格子结构）。同时，空气通过进气百叶窗吸入，迫使水分蒸发。蒸发导致热量被带走。最后，冷水循环回工业流程之中。就空气-水的流动模式而言，冷却塔可分为两类：横流冷却塔和逆流冷却塔。二者的示意图如下所示。
在干式冷却塔中，水分不会在工艺流程中蒸发。热的工质流体在管束内流动。管束具有非常大的对流表面积。较低温度的环境气流从外部管束吹出。热的工质流体因此被冷却。流程图如下所示。
首先，气流可以由冷却塔中的自然通风或诱导/强制通风驱动。在自然通风中，由于从冷却塔的冷底部到热顶部的温度有梯度变化，气流便会产生。另一方面，诱导通风系统在顶部排放区使用风扇将空气向上拉过塔，而强制通风系统在进气百叶窗处使用风扇将空气推入塔内。
在诱导/强制通风冷却塔中，风扇在空气循环中起着至关重要的作用。有两种常用的冷却塔风扇驱动设计，变速箱驱动式风扇和皮带驱动式风扇。变速箱驱动式风扇将电机安装在风扇单元的侧面，并使用轴来驱动风扇。若使用皮带式驱动风扇，电机使用皮带来驱动风扇。皮带驱动式风扇通常用于较小的冷却塔，而变速箱驱动式风扇可用于较大的冷却塔。从下图可以看出这两种风扇的区别。
故障和原因
冷却塔的灾难性故障会给工厂的业务运营带来严重后果，例如其他设备的故障、安全隐患、停机、生产收入损失、昂贵的维修费用和健康问题。冷却塔组件故障的常见原因通常与组件不对中或不平衡有关。研究表明，冷却塔部件中最常见的故障与电机（60%）、变速箱（30%）、风扇（2%）和其他部件（8%）有关。更具体地说，电机故障可能是由电机不平衡、轴不对中、转子条有缺陷、轴承有缺陷和不正确的基础安装引起的。变速箱故障的原因包括冷却塔气流中的应力、齿轮与电机不对中、齿轮轮齿的应力增加和轴承故障。风扇故障的原因可能是风扇叶片不平衡、叶片间距发生变化或错误。
资产保护
在了解冷却塔故障后果并分析故障原因后，优先防止灾难性灾难的发生，从而实现资产保护。测量关键振动参数和分析来自冷却塔的振动数据是最重要的举措。
OEM 建议在变速箱和/或风扇轴承上安装至少一个振动传感器。传感器安装位置如上图所示，说明如下：
若要收集变速箱驱动式风扇的振动数据，必须同时监测电机和变速箱。若要收集皮带式驱动风扇的振动数据，必须监测风扇内侧座架、电机内侧轴承和风扇轴上的中间轴承。
一般来说，大多数冷却塔风扇的运行速度在每分钟 90 到 300 转（rpm）之间，而冷却塔的电机通常以 1500 到 1800rpm 左右的速度运行。有两个组织制定了冷却塔风扇的振动标准。冷却技术研究所（CTI）振动标准以位移单位（mils pk-pk、μm pk-pk）表示，并且取决于结构类型（钢、玻璃纤维、木材或混凝土）和频率。CTI 没有给出整体振动标准。技术协会（TA）机器特定标准涉及整体振动水平，并且取决于驱动类型（紧耦合直接驱动、紧耦合皮带驱动或空心驱动长轴）。TA 标准以速度单位表示（ips-pk、mm/s-pk）。
Metrix 产品
Metrix 为振动测量和机器保护提供完整的解决方案。
对于冷却塔应用，振动传感器/开关和监测/控制仪器的主要安装位置如下所示。
基本安装概念：
传感器（SA6200A）应始终与机器外壳上的滚动轴承对齐安装。
对于带有内部传感器的开关，我们建议监测组件的整体运动，而不是具体的轴承位置。
安装方法
螺柱安装
扣板安装
DIN 导轨支架安装
Metrix 拥有丰富的产品选择，可满足各种冷却塔应用。从以下系统解决方案中选一个最适合您的应用的。
监测解决方案
440内部传感器
| 440外部传感器 提供本地触点以及 4-20mA 输出，用于连接 PLC/DCS 或其他过程监测器。电子设备和设定点控件需位于潮湿区域之外。 | |
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| 5535/45 提供 4-20mA 输出接口与 PLC/DCS 或其他过程监测器相连。提供本地液晶显示器。提供滤波器和电流隔离措施。还有用于动态信号分析的 BNC 输出 | ST5484E 提供 4-20mA 输出，用于连接 PLC/DCS 或其他过程监测器。提供高通和低通滤波器。简单的 2 线安装。 | |
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