王艷紅
(大慶石分公司水氣供水, 163000)

　　摘　要　主要介紹大慶石化公司水氣廠第一循環(huán)水場的現(xiàn)狀及存在問題，通過對存在問題的分析及研究，找出解決問題的辦法及途徑，并且進(jìn)行實施，通過請第三方測試得出結(jié)論。
　　關(guān)鍵詞　冷卻塔改造

The Technology Alteration of Cooling Tower in Circulation Water Equipment
Wang yanhong
(Water and gas factory of Daqin petroleum and chemical engineering company, 16300)

　　Abstract this paper mainly presents the actuality and existent problems in the first circulating water field of Hydrosphere Factory, Daqing Petrochemical Corporation. Through the analysis and research to the existent problems, the investigators find the measure to solve the problems and carry it into execution and the third party tests the modified effect.
　　Keywordcooling tower  modification

　　大慶石化公司水氣廠第一循環(huán)水場的冷卻水系統(tǒng)原設(shè)計循環(huán)水量為30000T/H，設(shè)置是七十年代末引進(jìn)日本石川島播磨重3000T/H限霧型干濕式橫流木結(jié)構(gòu)冷卻塔，共十間，乙稀擴(kuò)建時增加4座冷卻塔，為國產(chǎn)冷卻塔，原冷卻塔經(jīng)多年運行，塔體各部分都存在嚴(yán)重老化及填料損壞等問題，冷卻能力逐年下降，不能滿足工藝要求，冷卻能力只達(dá)到原設(shè)計能力的70-80%；配水不均以及風(fēng)吹損失嚴(yán)重，影響周圍環(huán)境；冷卻效果差等問題。為滿足生產(chǎn)工藝要求，于1996年9月—2000年4月陸續(xù)對一循十座塔的填料、收水器進(jìn)行改造，改造后進(jìn)行性能測試，2000年8月進(jìn)行測試，取得了較為理想的效果。2000年9月-10月期間，對一循5#塔（一間）干段進(jìn)行改造，并于2000年10月末對改造后的冷后的冷塔進(jìn)行測試，達(dá)到了對干段進(jìn)行改造的目的。

1．原塔狀況及存在的問題

1.1 冷卻塔概況
　　大慶地區(qū)位于北緯45°5×- 47°，年平均氣溫3.3°，冰凍期長達(dá)5個月，嚴(yán)酷的氣候條件給冷卻塔運行帶來困難；木結(jié)構(gòu)冷卻塔的平面尺寸為64.05m×20.13m，（5間）塔高14.662m（不包括水槽上緣風(fēng)桶高度）塔體為木框架結(jié)構(gòu)，做CCA防腐處理，配水系統(tǒng)為槽式配水，配有靶式噴頭2016只/單間塔，翅片管有效高度為4.65m，進(jìn)風(fēng)口為玻璃鋼波形瓦百葉窗，分為13層，91片（一側(cè)），淋水裝置為高效薄膜填料及拱形點滴填料混裝填技術(shù)，收水器為多波雙功能收水器，并在收水器下配置玻璃鋼導(dǎo)水盤，玻璃鋼垂直風(fēng)門，垂直風(fēng)門56扇/單塔，鋁制水平風(fēng)門，水平風(fēng)門24組/單塔，風(fēng)機(jī)選用TUF-LITE型軸流風(fēng)機(jī)，電機(jī)功率為180KW，直徑9.14m，砼結(jié)構(gòu)儲水池；原冷塔剖面圖見附圖1。
1.2 冷卻塔的設(shè)計參數(shù)
1.2.1 工藝參數(shù)
　　單塔循環(huán)水量3000T/H、回水溫度42℃、供水溫度30℃
1.2.2 氣象參數(shù)
　　濕球溫度24.3℃、干球溫度30℃、大氣壓力96Kpa
1.2.3 風(fēng)機(jī)
　　直徑9.14m、額定風(fēng)量 253.8×10⁴m³/h、電機(jī)功率180KW

2．存在的問題及原因分析

2.1 在夏季熱負(fù)荷高時，風(fēng)機(jī)、電機(jī)一旦出現(xiàn)故障，循環(huán)水供水溫度就無法保證，供水溫度最高達(dá)到33℃，生產(chǎn)被動。冬季循環(huán)水量稍高，會在配水槽、熱水槽溢流，造成冷卻塔大量結(jié)冰，影響正常生產(chǎn)，威脅冷卻塔的安全及崗位人員人身安全。
　　由于溫水槽溢流，部分循環(huán)水溢入氣室中，由風(fēng)機(jī)直接抽走，使補(bǔ)水量增大，冷卻塔周圍夏季一直如下毛毛雨，冬季塔周圍地面結(jié)冰嚴(yán)重，污染環(huán)境。
2.2 造成問題原因分析
　　由于干段散熱翅片管管徑為DN15，極易結(jié)垢堵塞，經(jīng)過多年運行，管內(nèi)壁都有不同程度的結(jié)垢，甚至堵塞，至使配水槽溢流，冬季造成冷卻塔結(jié)冰，翅片管漲裂；夏季溢流時循環(huán)水沒有經(jīng)過填料冷卻而直接落入儲水池，冷卻效果差，為此每年檢修需要更換大量翅片管，浪費人力、物力，以致這一問題始終困擾循環(huán)水的正常運行，得不到徹底解決。
　　由于干、濕式冷卻塔的結(jié)構(gòu)特點，在一次配水的熱水槽至二次配水的溫水槽中間有一垂直風(fēng)門，在干段與濕段中間設(shè)有一水平風(fēng)門及翅片管，其目的：一是在冬季運行時打開垂直風(fēng)門，關(guān)閉水平風(fēng)門，使循環(huán)水經(jīng)干段的翅片管進(jìn)行間接冷卻，另一方面，空氣被加溫而濕度不隨之增加而變?yōu)楦稍锟諝?，冷卻水進(jìn)入濕段并在這里直接接觸空氣、降至規(guī)定溫度，空氣經(jīng)加熱增濕而變?yōu)轱柡蜖顟B(tài)，來自各段空氣在風(fēng)機(jī)和風(fēng)桶部位混合為不飽和狀態(tài)從冷卻塔內(nèi)排出，這種不飽和的空氣即使與大氣混合、冷卻也不會成為水霧狀態(tài)，影響周圍環(huán)境；夏季運行時，關(guān)垂直風(fēng)門，打開水平風(fēng)門，靠濕段運行，由風(fēng)機(jī)及填料進(jìn)行冷卻，達(dá)到降溫的目的，由于現(xiàn)在水平風(fēng)門大部分不能自由開關(guān)，并且銹蝕嚴(yán)重，水平風(fēng)門所占有效通風(fēng)面積的1/3，水平風(fēng)門風(fēng)阻較大，經(jīng)測試風(fēng)阻為16.78mm H₂O；垂直風(fēng)門漏風(fēng)，由于垂直風(fēng)門有部分損壞，有明顯漏風(fēng)區(qū)，使部分風(fēng)在此處短路造成浪費，經(jīng)過測試漏風(fēng)量為9.43×10⁴m³/h；影響冷卻效果。
　　循環(huán)水內(nèi)存在一定的粘泥、雜質(zhì)，每年要定期對溫水槽進(jìn)行清理，清除被沉積物堵塞的噴嘴，噴嘴堵塞影響配水及處理水量，由于冷卻塔的結(jié)構(gòu)，翅片管下側(cè)與溫水槽之間距離過小，有一1.5m×12.81m×2側(cè)(一間塔)平面范圍內(nèi)的噴嘴無法清理到，長期以來，噴嘴基本堵塞，無法過水，使部分填料沒有起到應(yīng)有的作用，處理水量受到限制，造成配水不均，對冷卻效果、處理水量均有一定影響。

3．改造技術(shù)方案

3.1 冷卻塔干段拆除部分
　　拆除干段區(qū)域的2016根散熱翅片管；拆除一次配水的熱水槽；拆除主給水管下的配水箱；拆除水平風(fēng)門、垂直風(fēng)門。
3.2 更新內(nèi)容
　　在拆除干段翅片管區(qū)間內(nèi)裝填體積為12.8mm（長）×3.0m（高）×3.0m（徑深）×2（側(cè)）的垂直波II型改性PVC填料，使原干段變?yōu)闈穸危盍贤鈧?cè)安裝百葉窗，充分利用原塔的高度空間來提高冷卻塔冷卻效果。
　　在拆除鐵制一次配水的熱水槽處安裝玻璃鋼防滑蓋板，保證上塔巡檢人員的人身安全。
　　拆除主給水管下的配水箱后，在主給水管下端焊接一件F530鋼制法蘭，法蘭與下部管式配水聯(lián)接，有效解決了配水箱溢流問題。
　　在塔頂平臺下1米處，布置一層管式配水裝置，從而取代槽式配水，濺水噴頭可以拆裝，可以在堵塞時清理，有效解決了散熱翅片管堵塞帶來的熱水槽溢流問題。
　　新增加填料區(qū)與溫水槽間留有800mm的距離，可以對溫水槽進(jìn)行徹底清理，防止噴嘴堵塞造成的配水不均、處理水量減少等問題。
　　干段改為濕段后，單間塔在原干段部位需增加一道玻璃墻板，防止改造塔濕段水串到相鄰塔的干段，影響冷卻塔運行。
　　為了使空氣能全部有效的通過填料，需在管式配水區(qū)域加裝一面擋風(fēng)板，能有效地?fù)踝∥伵婎^噴的水濺出塔外，又能使上述區(qū)間的氣流與塔內(nèi)隔離，冷空氣只能通過填料熱交換后進(jìn)入塔內(nèi)。
　　改造后冷卻塔剖面圖見附圖2。

4．效果評價

4.1 現(xiàn)場觀察
　　干段改造前，往年的11月份，西塔（五間）一般情況下運行3臺風(fēng)機(jī)可以保證供水溫度，改造后的今年11月份西塔只運行1臺風(fēng)機(jī)可以滿足生產(chǎn)要求。
　　干段改造后，循環(huán)水量與往年相同的情況下，在塔上沒有溢流情況發(fā)生。
　　改造后，崗位人員不用調(diào)整水平風(fēng)門、垂直風(fēng)門的開關(guān)，使操作更簡單。
　　溫水槽與填料之間留有一定的作業(yè)空間，溫水槽的清理可以更徹底，對冷卻塔的維護(hù)更方便。
4.2 改造前主要性能對比
　　冷卻塔干段改造前后對各項指標(biāo)進(jìn)行測試，測試工作由能源部西安熱工研究所進(jìn)行，通過測試結(jié)果可以看出：
　　冷卻塔水量由2904.7T/H，提高到3518T/H，平均冷卻能力提高了21.1%，比原設(shè)計提高了17.3%。
　　風(fēng)量由200.73×10⁴m³/h，提高到230.83×10⁴m³/h，風(fēng)量提高了30.1×10⁴m³/h。
　　風(fēng)阻由16.78mm H₂O，降到13.45mm H₂O，風(fēng)阻下降了3.33mm H₂O。
　　測試結(jié)果見附表1

5．結(jié)論

　　干、濕式橫流冷卻塔干段改造成濕段運行，解決了冷卻塔溢流造成的冬季結(jié)冰，夏季供水溫度超標(biāo)等問題；同時也提高了處理水量；使操作單間，維護(hù)方便，改造是成功的。

附表1 冷卻塔改造前后測試結(jié)果：