冷卻水塔

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揚(yáng)州麥克維爾機(jī)械有限公司

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冷卻塔的基本工作原理及操作方法


冷卻塔是利用水和空氣的接觸,通過蒸發(fā)作用來散去工業(yè)上或制

冷空調(diào)中產(chǎn)生的廢熱的一種設(shè)備。工業(yè)生產(chǎn)或制冷工藝過程中產(chǎn)生的廢熱,一般要用冷卻水來導(dǎo)走。從江、河、湖、海等天然水體中吸取一定量的水作為冷卻水,冷卻工藝設(shè)備吸取廢熱使水溫升高,再排入江、河、湖、海,這種冷卻方式稱為直流冷卻。當(dāng)不具備直流冷卻條件時(shí),則需要用冷卻塔來冷卻。冷卻塔的作用是將挾帶廢熱的冷卻水在塔內(nèi)與空氣進(jìn)行熱交換,使廢熱傳輸給空氣并散人大氣。

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一、冷卻塔工作基本原理

干燥(低焓值)的空氣經(jīng)過風(fēng)機(jī)的抽動(dòng)后,自進(jìn)風(fēng)網(wǎng)處進(jìn)入冷卻

塔內(nèi);飽和蒸汽分壓力大的高溫水分子向壓力低的空氣流動(dòng),濕熱(高焓值)的水自播水系統(tǒng)灑入塔內(nèi)。當(dāng)水滴和空氣接觸時(shí),一方面由于空氣與不的直接傳熱,另一方面由于水蒸汽表面和空氣之間存在壓力差,在壓力的作用下產(chǎn)生蒸發(fā)現(xiàn)象,帶到目前為走蒸發(fā)潛熱,將水中的熱量帶走即蒸發(fā)傳熱,從而達(dá)到降溫之目的。

二、冷卻塔的工作過程

以圓形逆流式冷卻塔的工作過程為例:

熱水自主機(jī)房通過水泵以一定的壓力經(jīng)過管道、橫喉、曲喉、中

心喉將循環(huán)水壓至冷卻塔的播水系統(tǒng)內(nèi),通過播水管上的小孔將水均勻地播灑在填料上面;干燥的低晗值的空氣在風(fēng)機(jī)的作用下由底部入風(fēng)網(wǎng)進(jìn)入塔內(nèi),熱水流經(jīng)填料表面時(shí)形成水膜和空氣進(jìn)行熱交換,高濕度高晗值的熱風(fēng)從頂部抽出,冷卻水滴入底盆內(nèi),經(jīng)出水管流入主機(jī)。

一般情況下,進(jìn)入塔內(nèi)的空氣、是干燥低濕球溫度的空氣,水和

空氣之間明顯存在著水分子的濃度差和動(dòng)能壓力差,當(dāng)風(fēng)機(jī)運(yùn)行時(shí),在塔內(nèi)靜壓的作用下,水分子不斷地向空氣中蒸發(fā),成為水蒸氣分子,剩余的水分子的平均動(dòng)能便會(huì)降低,從而使循環(huán)水的溫度下降。

從以上分析可以看出,蒸發(fā)降溫與空氣的溫度(通常說的干球溫度)低于或高于水溫?zé)o關(guān),只要水分子能不斷地向空氣中蒸發(fā),水溫就會(huì)降低。但是,水向空氣中的蒸發(fā)不會(huì)無休止地進(jìn)行下去。

當(dāng)與水接觸的空氣不飽和時(shí),水分子不斷地向空氣中蒸發(fā),但當(dāng)、

水氣接觸面上的空氣達(dá)到飽和時(shí),水分子就蒸發(fā)不出去,而是處于一種動(dòng)平衡狀態(tài)。蒸發(fā)出去的水分子數(shù)量等于從空氣中返回到水中的水分子的數(shù)量,水溫保持不變。由此可以看出,與水接觸的空氣越干燥,蒸發(fā)就越容易進(jìn)行,水溫就容易降低。

三、冷卻塔組成

1)淋水填料

將需要冷卻的水(熱水)多次濺灑成水滴或形成水膜,以增加水

和空氣的接觸面積和時(shí)間,促進(jìn)水和空氣的熱交換。水的冷卻過程主要在淋水填料中進(jìn)行。

2)配水系統(tǒng)

將熱水均勻分布到整個(gè)淋水填料上,熱水分布均勻與否,對(duì)冷卻

效果影響很大。如水量分配不均勻,不僅直接降低冷卻效果,也會(huì)造成部分冷卻水滴飛濺而飄逸到塔外。

3)通風(fēng)設(shè)備

在機(jī)械通風(fēng)冷卻塔中利用通風(fēng)機(jī)產(chǎn)生預(yù)計(jì)的空氣流量,以保證要

求的冷卻效果。

4)空氣分配裝置

利用進(jìn)風(fēng)口、百葉窗和導(dǎo)風(fēng)板等裝置,引導(dǎo)空氣均勻分布于冷卻

塔整個(gè)截面上。

5)通風(fēng)筒

通風(fēng)筒的作用是創(chuàng)造良好的空氣動(dòng)力條件,減少通風(fēng)阻力,并將

排出冷卻塔的濕熱空氣送往高空減少濕熱空氣回流。機(jī)械通風(fēng)冷卻塔的通風(fēng)筒又稱風(fēng)筒。風(fēng)筒式自然通風(fēng)冷卻塔的通風(fēng)筒起通風(fēng)和將濕熱空氣送往高空的作用。

6)除水器

將排出濕熱空氣中所攜帶的水滴與空氣分離,減少逸出水量損失

和對(duì)周圍環(huán)境的影響。

7)塔體

冷卻塔的外部圍護(hù)結(jié)構(gòu),機(jī)械通風(fēng)冷卻塔和風(fēng)筒式自然通風(fēng)冷卻

塔的塔體是封閉的,起到支撐、維護(hù)和組織合適氣流的功能;開放式冷卻塔的塔體沿塔高做成開敞的,以便自然風(fēng)進(jìn)入塔體。

8)集水池

設(shè)于冷卻塔下部,匯集淋水填料落下的冷卻水,有時(shí)集水池還具

有一定的儲(chǔ)備容積,起調(diào)節(jié)流量作用。

9)輸水系統(tǒng)

進(jìn)水管將熱水送到配水系統(tǒng),進(jìn)水管上設(shè)置閥門,以調(diào)節(jié)冷卻塔

的進(jìn)水量,出水管將冷卻后的水送往用水設(shè)備或循環(huán)水泵。在集水池還裝設(shè)補(bǔ)充水管、排污管、溢流管、放空管等,必要時(shí)還可在多臺(tái)冷卻塔之間設(shè)連通管。

10)其他設(shè)施

包括檢修門、檢修梯、走道、照明、電氣控制、避雷裝置以及必

要時(shí)設(shè)置的飛行障礙標(biāo)志等,有時(shí)為了測(cè)試需要還設(shè)置冷卻塔測(cè)試部件。

上述各種部件的不同組合,構(gòu)成各種形式和用途的冷卻塔:開放

點(diǎn)滴式冷卻塔、風(fēng)筒式自然通風(fēng)冷卻塔、抽風(fēng)(或鼓風(fēng))逆流式冷卻塔、抽風(fēng)橫流式冷卻塔等。

四、冷卻塔的適用范圍

工業(yè)生產(chǎn)或制冷工藝過程中產(chǎn)生的廢熱,一般要用冷卻水來導(dǎo)走。

冷卻塔的作用是將挾帶廢熱的冷卻水在塔內(nèi)與空氣進(jìn)行熱交換,使廢熱傳輸給空氣并散入大氣中。

例如:火電廠內(nèi),鍋爐將水加熱成高溫高壓蒸汽,推動(dòng)汽輪機(jī)做

功使發(fā)電機(jī)發(fā)電,經(jīng)汽輪機(jī)作功后的廢汽排入冷凝器,與冷卻水進(jìn)行熱交換凝結(jié)成水,再用水泵打回鍋爐循環(huán)使用。這一過程中乏汽的廢熱傳給了冷卻水,使水溫度升高,挾帶廢熱的冷卻水,在冷卻塔中將熱量傳遞給空氣,從風(fēng)筒處排入大氣環(huán)境中。

冷卻塔應(yīng)用范圍:主要應(yīng)用于空調(diào)冷卻系統(tǒng)、冷凍系列、注塑、

制革、發(fā)泡、發(fā)電、汽輪機(jī)、鋁型材加工、空壓機(jī)、工業(yè)水冷卻等領(lǐng)域,應(yīng)用最多的為空調(diào)冷卻、冷凍、塑膠化工行業(yè)。

五、冷卻塔的安裝參考

(一)環(huán)境選擇

1、應(yīng)避免裝于防水通道、易反射音量的高墻,應(yīng)裝于屋頂或空氣

流通的地方。

2、兩臺(tái)或以上冷卻塔并用時(shí),應(yīng)注意塔身間距。

3、不應(yīng)安裝在四面有外墻或密不透風(fēng)的地方,并應(yīng)注意塔身與外

墻間距。

4、應(yīng)避免安裝有煤煙及灰塵較多的地方,防上面堵塞膠片。

5、應(yīng)遠(yuǎn)離廚房及鍋爐房等到較熱的地方。

(二)安裝要點(diǎn)

1、基礎(chǔ)應(yīng)水平不能傾斜,冷卻塔中心線垂直于水平面,否則影響

布不及電機(jī)工作。

2、對(duì)于175t以上的冷卻出入水管應(yīng)調(diào)協(xié)支座。

3、當(dāng)兩臺(tái)或以上菜用水泵時(shí),應(yīng)在不盆之間加一平衡水管。

4、循環(huán)出入水接駁,宜用避震喉連接。

5、冷卻塔斯社風(fēng)機(jī)葉片應(yīng)與塔壁間隙一致,決不允許兩面三刀側(cè)

間隙相差太大發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)解決。

6、電機(jī)及減速器要定期檢修,減速器應(yīng)檢查油位。

(三)啟動(dòng)檢查

1、所有螺絲是否緊塔內(nèi)是否有雜物。

2、風(fēng)扇及淋水系統(tǒng)轉(zhuǎn)動(dòng)是否順暢。

3、 檢查電源與馬達(dá)電壓是否一致。

4、皮帶組合安裝是否正確。

5、開啟補(bǔ)水閥將水盆及水管完全注滿,水位低于滿水喉25mm。

6、起動(dòng)時(shí),先于水泵、后開風(fēng)機(jī),檢查風(fēng)向、及風(fēng)量,及時(shí)調(diào)整

直至達(dá)到要求為止。

7、停止時(shí),先停風(fēng)機(jī)后停水泵。

(四)運(yùn)行檢查

1、保持水塔內(nèi)清潔,定期做水質(zhì)處理。

2、運(yùn)行約60h后,須重新檢查皮帶拉力確保正常。

3、齒輪減速箱油位及運(yùn)行150h后須更換潤(rùn)滑油。

、冷卻塔選型的依據(jù)

通常選用冷卻塔是根據(jù)其制冷量而定,空調(diào)制冷系統(tǒng)冷卻塔的循

環(huán)水量,由制冷機(jī)的制冷能力、冷卻水進(jìn)出口水溫差而定,通常所指的進(jìn)出口水溫差是指標(biāo)準(zhǔn)工況下設(shè)計(jì)的。即進(jìn)水溫度為37℃ 、出水溫度為32℃、濕球溫度為28℃。

當(dāng)冷卻塔所在地區(qū)濕球溫度不是標(biāo)準(zhǔn)工況,進(jìn)出水溫也變化時(shí),

其逼近度(逼近度為出水溫度與濕球溫度之差)也將變化。如在北京地區(qū),濕球溫度為26.4℃、進(jìn)水溫度為35℃、出水溫度為 29.5℃,其逼近度為3℃。

逼近度直接影響冷卻塔的制冷量,逼近度越小,其冷卻能力越?。?

反之,逼近度越大,其冷卻能力越大。標(biāo)準(zhǔn)型100水噸冷卻塔在逼近度為4度時(shí);可冷卻水100噸,在逼近度為3度時(shí),只可冷卻水量85噸,而要冷卻100噸水量時(shí),冷卻塔必須選擇標(biāo)準(zhǔn)型125噸冷卻塔。

七、冷卻塔的正確操作方法

冷卻塔雖然是空調(diào)制冷系統(tǒng)中的附屬設(shè)備,但它卻擔(dān)負(fù)著散發(fā)整

個(gè)系統(tǒng)所吸收的總熱量的重要任務(wù)因此,對(duì)冷卻塔的操作正確與否,直接關(guān)系到整個(gè)空調(diào)系統(tǒng)的制冷效果和節(jié)能。由于以上談到的冷卻塔的誤操作比較普遍,并且從開機(jī)到關(guān)機(jī)的整個(gè)過程都存在,所以其危害極大,應(yīng)引起有關(guān)操作人員和管理人員的高度重視。

冷卻塔正確的操作方法和要求是:

(1)冷卻塔的使用臺(tái)數(shù)與機(jī)組的開啟臺(tái)數(shù)相匹配。

(2)關(guān)閉不開風(fēng)機(jī)的冷卻塔的進(jìn)、出水閥,防止冷卻水在不使用

的塔中流過。

(3)臨時(shí)增開的冷卻塔風(fēng)機(jī),在關(guān)掉該風(fēng)機(jī)后,千萬不要忘記關(guān)

閉該塔的進(jìn)、出水閥,

(4)每班開機(jī)后均要檢查冷卻塔的運(yùn)行情況.發(fā)現(xiàn)未開風(fēng)機(jī)的冷

卻塔有冷卻水經(jīng)過.都要及時(shí)關(guān)閉該塔進(jìn)出水閥,將托水盤水位調(diào)節(jié)好空調(diào)系統(tǒng)的冷凝器、蒸發(fā)器、螺桿式冷水機(jī),有的機(jī)組裝有電動(dòng)閥,但電動(dòng)閥容易出故障、失靈,故應(yīng)加強(qiáng)檢查,確保系統(tǒng)正常、正確運(yùn)行制冷過程實(shí)際上是一個(gè)熱交換過程。冷水機(jī)組的熱交換較之窗式、分體式、柜式空調(diào)復(fù)雜,前者為間接制冷,后者為直接制冷。

八、冷卻塔的噪聲治理

聲源分析:冷卻塔大量應(yīng)用于城市賓館、飯店、商場(chǎng)、寫字樓等

冷卻水循環(huán)系統(tǒng),同時(shí)在石油、化工、發(fā)電、冶金等工業(yè)企業(yè)中廣泛使用。

冷卻塔噪聲源由以下幾部分組成:1)風(fēng)機(jī)進(jìn)排氣噪聲;2)淋水

噪聲;3)風(fēng)機(jī)減速器和電動(dòng)機(jī)噪聲;4)冷卻塔水泵、配管和閥門噪聲。

由于冷卻風(fēng)機(jī)的工作產(chǎn)生了旋轉(zhuǎn)噪聲、渦旋噪聲和機(jī)械噪聲。它

們的噪聲頻譜均具寬頻帶特性。它的噪聲值不很大,但它穿透力強(qiáng)。對(duì)四周圍居民及建筑均會(huì)構(gòu)成影響,同時(shí)也是其他噪聲源的形成原因之一。其中,主要是風(fēng)機(jī)運(yùn)行進(jìn)排氣噪聲和淋水噪聲,風(fēng)機(jī)通過進(jìn)排氣口和塔體向外輻射噪聲。排氣口噪聲比進(jìn)氣口噪聲高約5-10 dB(A),其頻譜特性是以低頻為主的連續(xù)譜,屬低頻噪聲。循環(huán)熱水從淋水裝置下落時(shí),與塔底接水盤中的積水撞擊產(chǎn)生的淋水聲,屬高頻噪聲,淋水聲的大小與淋水高度有關(guān),和單位時(shí)間的水流量有關(guān)。冷卻塔整體噪聲為以低頻為主的連續(xù)譜,沒有突出的噪聲風(fēng)值,一般在31.5~2000Hz之間,噪聲級(jí)約為55~85dB(A)。

治理方法:1、控制冷卻塔進(jìn)出風(fēng)口噪聲,根據(jù)情況選用消聲器和

隔聲屏障等不同降噪設(shè)備。2、控制塔體淋水噪聲,根據(jù)不同情況采用隔聲間和隔聲屏障等不同降噪設(shè)備。3、控制集水盤落水噪聲,根據(jù)情況采用消聲水墊和落水消聲器等不同降噪設(shè)備。4、控制冷卻塔振動(dòng),采用減振器和橡膠軟接等減振設(shè)備。

特別注意:在冷卻塔噪聲治理的同時(shí),要根據(jù)實(shí)地情況充分考慮

冷卻塔的運(yùn)行通風(fēng)需求,保證降噪設(shè)備安裝后不能影響冷卻塔的運(yùn)行。

九、冷卻塔維護(hù)及保養(yǎng)知識(shí)

冷卻塔維護(hù)保養(yǎng):冷卻塔的維護(hù)保養(yǎng)工序分三個(gè)階段,即停機(jī)后

的清洗保養(yǎng),開機(jī)前的檢查調(diào)試,正式開機(jī)運(yùn)行中的巡視檢查。

(一)冷卻塔停機(jī)后的清洗、保養(yǎng)

1、散水系統(tǒng)

① 檢查冷卻塔主水管、分水管、噴頭有無破損松動(dòng),及時(shí)時(shí)行修

補(bǔ)、固定。徹底清除布水管及噴頭內(nèi)部的污物,以保證水管暢通,噴頭布水均勻。

② 徹底沖洗冷卻塔水盤及出水過濾網(wǎng)罩,避免水垢污物積存堵住

管道。清洗完畢應(yīng)打開泄水閥門,放盡水盤內(nèi)積水,以免凍壞。

③ 檢查水盤、塔腳是否漏水,如有漏點(diǎn),及時(shí)補(bǔ)膠。

2、散熱系統(tǒng)

① 清洗冷卻塔所有換熱材(填料),徹底清除掉熱材表面、孔間

的水垢污物,保證換熱材的潔凈。拆裝換熱材時(shí)行修補(bǔ)更換。裝填時(shí)注意布放緊密,不留間隙。

② 清洗擋水簾、消音毯,去除污物。對(duì)破損處進(jìn)行修補(bǔ)更換。擋

水簾碼放時(shí)要求緊密,防止漂水。將冷卻塔充水,檢查是否漏水(特別是塔體連接處),若漏則更換密封件。

3、傳動(dòng)系統(tǒng)

 電機(jī):檢查電機(jī)的接線端子是否完好,電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)是否正常,電

機(jī)接絲盒作密封,電機(jī)軸承加油潤(rùn)滑,電機(jī)外殼重新噴漆。長(zhǎng)期停機(jī),建議業(yè)主每個(gè)月至少運(yùn)轉(zhuǎn)電機(jī)3個(gè)小時(shí),保持電機(jī)線圈干燥,并潤(rùn)滑軸承表面。

 減速機(jī):檢查減速機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)是否正常,如有異聲,立即更換減速

機(jī)軸承。

 皮帶、皮帶輪:調(diào)節(jié)頂絲,松開皮帶,延長(zhǎng)皮帶使用壽命。檢

查皮帶有無破損、裂紋,必要時(shí)建議業(yè)主更換新皮帶。校核皮帶輪,馬達(dá)架水平度,緊固松動(dòng)螺栓,有銹蝕螺栓予以更換。

 風(fēng)扇:清洗扇葉表面污物,檢查扇葉角度,扇葉與風(fēng)胴間隙,

并進(jìn)行調(diào)整。

4、塔體外觀

① 對(duì)風(fēng)胴、塔、入風(fēng)導(dǎo)板進(jìn)行徹底清洗,保證外觀清潔美觀。

② 重新緊固各部位螺栓,并更換生銹螺栓。

③ 檢查塔體外觀有無破損、裂紋,及時(shí)予以修補(bǔ)。

④ 檢查塔體壁板立縫處是否嚴(yán)密,必要時(shí)重新刷膠修補(bǔ)。

5、冷卻塔附件

① 檢查自動(dòng)補(bǔ)水裝置--浮球有無損壞、工作是否正常。發(fā)現(xiàn)異常及

時(shí)修理、更換。

② 對(duì)冷卻塔鐵件螺栓重新緊固、更換生銹螺栓,對(duì)銹蝕鐵件新刷

漆。

③ 檢查進(jìn)、出水管,補(bǔ)水管的塔體法蘭盤有無破損、漏水、冷卻

塔清洗保養(yǎng)完畢,建議業(yè)主用彩條圍擋布將冷卻塔風(fēng)胴包裹密封,以防雜物進(jìn)入冷卻塔內(nèi)部。

(二)冷卻塔開機(jī)前的檢查、調(diào)式

① 去掉風(fēng)胴遮擋,調(diào)節(jié)頂絲,調(diào)整皮帶松緊程度。

② 認(rèn)真檢查冷卻塔傳動(dòng)系統(tǒng)的電機(jī)、減速機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)是否正常。

③ 檢查清理冷卻塔水盤、過濾網(wǎng)處污物,放水檢查水盤,塔腳的

密閉性,調(diào)整浮球位置,使水盤水位符合使用要求。

④ 調(diào)整扇葉角度,測(cè)度電機(jī)電流,使其達(dá)到最佳工況標(biāo)準(zhǔn)。

⑤ 調(diào)節(jié)冷卻塔進(jìn)、出水閥門,使冷卻塔水流量達(dá)到要求。要求具

備,正式開機(jī)。

(三)冷卻塔運(yùn)行中的巡視、檢查

① 定期巡視檢查運(yùn)行中的冷卻塔,征求用戶意見,了解冷卻塔使

用情況。

② 認(rèn)真測(cè)試?yán)鋮s塔進(jìn)、出水溫度、電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)電流等技術(shù)數(shù)據(jù)。

③ 仔細(xì)檢查電機(jī)、減速機(jī)等傳動(dòng)裝置的運(yùn)轉(zhuǎn)狀況。檢查布水系統(tǒng)

的實(shí)際工況。

④ 發(fā)現(xiàn)故障,立即處理。

十、冬季密閉式冷卻塔注意事項(xiàng)

為了防止銅管(散熱器)和散布水的凍結(jié),請(qǐng)注意下面幾點(diǎn):

在密閉式冷卻塔循環(huán)水中加入不凍液、或在配管中加入輔助防凍電熱器;可以防止循環(huán)水的凍結(jié)。

密閉式冷卻塔在循環(huán)水中加不凍液后,凍結(jié)溫度下降,不容易

凍結(jié)。不凍液的濃度越高,凍結(jié)溫度越下降,但是熱傳導(dǎo)率會(huì)下降,所以,在冷卻塔選型時(shí)要注意;還有如有漏水,補(bǔ)充水時(shí)會(huì)稀釋不凍液,而使凍結(jié)溫度上升,請(qǐng)注意。

密閉式冷卻塔的循環(huán)水泵運(yùn)行時(shí),防凍電熱器加熱,水不會(huì)凍結(jié)。如果有循環(huán)水泵停止的場(chǎng)合,就另外需要輔助循環(huán)水泵,這里我們建議使用整套防凍器(包括輔助循環(huán)水泵、防凍電熱器、配管)。

密閉式冷卻塔的循環(huán)水系統(tǒng)設(shè)置3方向閥門,在循環(huán)水通過旁通管來控制容量的場(chǎng)合,如果增加旁通管的流量,會(huì)降低銅管內(nèi)的流速,就是有負(fù)荷時(shí)也可能會(huì)產(chǎn)生凍結(jié)。請(qǐng)?jiān)O(shè)定冷卻塔最小循環(huán)水量。

密閉式冷卻塔為了防止散水水泵和散水配管的凍結(jié),請(qǐng)使用防凍電熱器,來保持下部水槽的溫度。

十一、密閉式冷卻塔使用其他注意事項(xiàng):

 運(yùn)行、操作、作業(yè)前必須閱讀操作維修說明書,請(qǐng)遵守禁止事項(xiàng)、作業(yè)要領(lǐng);

運(yùn)行時(shí)絕對(duì)不要進(jìn)入冷卻塔內(nèi)。并不要爬到塔體上部;

送風(fēng)機(jī)有可能運(yùn)行時(shí),絕對(duì)不要去碰送風(fēng)機(jī);

防凍電熱器會(huì)發(fā)熱,請(qǐng)不要用手去碰;

請(qǐng)不要飲用冷卻塔的水,進(jìn)入眼睛時(shí)請(qǐng)立即沖洗。作業(yè)后,請(qǐng)漱口、洗手;

塔體各部貼有警告標(biāo)貼、注意標(biāo)貼,請(qǐng)遵守標(biāo)貼記載的內(nèi)容。

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