王大哲
（西安建筑科技大學(xué)環(huán)境與市政工程學(xué)院）

前言

　　我國冷卻塔工業(yè)經(jīng)過幾十年的發(fā)展，在設(shè)計制造及運行管理方面均有很大提高，在設(shè)計計算上采用焓差法，和國外己沒有什么區(qū)別，在研究方面己有所前進，在加工制造上也正在接近世界先進水平，總的來看我國冷卻塔工業(yè)己趨于成熟。本文就冷卻塔驗收測試規(guī)程作一簡單介紹。

1 冷去塔性能驗收測試

　　1．驗收測試的必要性：冷卻塔是根據(jù)使用單位提出的要求而設(shè)計建造的，這些要求是指在當(dāng)?shù)貧庀髼l件下，將某一水量從水溫t1降低到水溫t2，水溫差達到△t，或者水散出多少熱量。設(shè)計建造 好的冷卻塔是否能達到這一要求，必須經(jīng)過現(xiàn)場性能測試，據(jù)此結(jié)果確定冷卻塔是否達到設(shè)計要求 可否驗收。
　　2．性能達不到要求原因：性能達不到用戶提出的要求也是經(jīng)常存在的，原因也是多方面的，其主要原因如下。
　?。?）設(shè)計方面：由于所選的淋水填料性能偏高，或者是塔體設(shè)計不合理氣流通過塔阻力大，造成風(fēng)量減小，以及配水系統(tǒng)設(shè)計不合理配水不均勻等原因，均造成性能達不到設(shè)計要求。
　?。?）加工安裝方面：如淋水填料加工制作不標(biāo)準(zhǔn)，波紋達不到原設(shè)計尺寸要求，材質(zhì)上存在問題引起波形改變，以及風(fēng)機風(fēng)量達不到設(shè)計要求等。
　?。?）冷卻塔市場不規(guī)范：目前國內(nèi)生產(chǎn)冷卻塔工廠比較多，而且大部分屬于鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)，有的技術(shù)力量較差，加之市場競爭激烈，有些廠對冷卻塔的冷卻能力有所垮大，也使運行后的冷卻塔性能 達不到要求。
　　通過以上分析可以看出為了保證冷卻塔的質(zhì)量，滿足生產(chǎn)要求，冷卻塔性能驗收測試是必不可少的。

2 國內(nèi)外冷卻塔驗收試驗概況

　　1．國外冷卻塔試驗：國外冷卻塔建成投入運行后一般要進行性能驗收試驗，以便確定冷卻塔的熱力性能是否達到設(shè)計要求，在引進國外冷卻塔時也帶來了有關(guān)冷卻塔的驗收標(biāo)準(zhǔn)，國外的冷卻塔 驗收試驗標(biāo)準(zhǔn)有美國冷卻塔協(xié)會標(biāo)準(zhǔn)，即CTIode ATC--105，美國機械工程師協(xié)會標(biāo)準(zhǔn)ANSI／ASME，英國標(biāo)準(zhǔn)BSI BS4485 Powt2，德國標(biāo)準(zhǔn)DIN 1947，日本標(biāo)準(zhǔn)JIS8609以及原蘇聯(lián)標(biāo)準(zhǔn)BCH25－80， 其中日本標(biāo)準(zhǔn)是為小型機械通風(fēng)冷卻塔試驗用的，蘇聯(lián)標(biāo)準(zhǔn)主要用干自然通風(fēng)冷卻塔的原體觀測。一般標(biāo)準(zhǔn)幾年后就要修訂一次，如美國CTI標(biāo)準(zhǔn)，就有1982年，1990年及1997年版本，目前使用比較廠泛的是CTI標(biāo)準(zhǔn)，如美國馬利公司，法國赫爾蒂公司冷卻塔驗收的均采用該標(biāo)準(zhǔn)。
　　2．國內(nèi)冷卻塔試驗:國內(nèi)開展冷卻塔試驗工作比較早，早期的試驗主要是設(shè)計部門為了解投入運行后冷卻塔的冷卻效果，通風(fēng)阻力及配水情況等而進行的試驗，其目的是為設(shè)計積累資料，為冷卻塔合理運行提供依據(jù)。隨著經(jīng)濟體制的改革，冷卻塔生產(chǎn)廠的出現(xiàn)，冷卻塔己經(jīng)作為一種商品，所以購買或改造后的冷卻塔性能是否達到要求，性能試驗己成為必須執(zhí)行合同的一部分。
　　六十年代之前國內(nèi)沒有專門為冷卻塔試驗制定的標(biāo)準(zhǔn)，僅在一些書中對冷卻塔試驗作了介紹，如1962年由中國工業(yè)出版社出版的“火力發(fā)電廠循環(huán)冷卻設(shè)備的運行和試驗導(dǎo)則”1965年由有色冶金總院出版的“中小型冷卻塔的設(shè)計與計算”有關(guān)于試驗的章節(jié)，七十年代初由于新型林水填料的研制，玻璃鋼冷卻塔的出現(xiàn)，我國冷卻塔處于快速發(fā)展階段，冷卻塔的性能是否達到要求，應(yīng)該制定統(tǒng)一試驗標(biāo)準(zhǔn)，以便進行比較，當(dāng)時中國建筑科學(xué)研究院建筑標(biāo)準(zhǔn)研究所提出制定冷卻塔測試標(biāo)準(zhǔn)，在征求意見時，當(dāng)時建議先編一本冷卻塔測試方法，這就是1979年由建筑工業(yè)出版社出版的“工業(yè)冷卻塔測試方法”。該書主要由我校、西安熱工研究所及上海工業(yè)建筑設(shè)計院負責(zé)編寫，經(jīng)多次廣泛征求意見，最后經(jīng)過20多個單位的專家審查定稿，可以說是大家共同努力的結(jié)果，一直當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)使用。另外，化工部給排水設(shè)計中心站組織人編制“機力通風(fēng)冷卻塔測試規(guī)程”（試行）本，1983年由化工部設(shè)計公司出版。在冷卻塔作為單獨設(shè)計規(guī)范，即GBJ102-87“工業(yè)循環(huán)水冷卻設(shè)計規(guī)范”編制完成后，由能源部電力設(shè)計規(guī)劃管理局下達任務(wù)，由東北電力設(shè)計院負責(zé)同我校一起編制了能源部標(biāo)準(zhǔn)，即NDJ89-89“工業(yè)冷卻塔測試技術(shù)規(guī)定”，1990年施行，一直使用到現(xiàn)在。在能源部標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)上總結(jié)了近些年來國內(nèi)外性能測試經(jīng)驗，中國工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會下達任務(wù)，由我校負責(zé)會同東北電力設(shè)計院、西安熱工研究院以及機械部工業(yè)第四設(shè)計研究院一起編制了“冷卻塔驗收測試規(guī)程”即CECS118：2000，并批準(zhǔn)于2000年12月1日施行，這就是國內(nèi)冷卻塔試驗標(biāo)準(zhǔn)編制及使用的概況，為國內(nèi)冷卻塔試驗提供了依據(jù)，目前一般改造或新建冷卻塔合同中都加上性能驗收測試的條款。性能測試己引起用戶的普遍重視。

3 CECE118：2000冷卻塔驗收測試規(guī)程

1．規(guī)程內(nèi)容
　　該規(guī)程共分十章。1總則；2術(shù)語、符號；3測試前準(zhǔn)備工作；4測試大綱；5測試條件和要求；6測試儀表和測量方法；7測試數(shù)據(jù)處理；8測試結(jié)果評價；9小型玻璃鋼冷卻塔測試及評價；10測試報告。附錄A冷卻數(shù)近似計算公式：附錄B△t-τ關(guān)系曲線；附錄C冷卻塔驗收測試常用儀表，以及本規(guī)程用詞說明，并附錄了條文說明。因為噪聲和飄滴損失水量有的單位要求測試有的單位不要求測試，所以作為附錄給出，另外還有塔的振動問題，特別是鋼結(jié)構(gòu)塔結(jié)構(gòu)設(shè)計和風(fēng)機安裝上的不合理容易出現(xiàn)振動，是否要將振動測試也給出，待規(guī)程修訂時根據(jù)需要再考慮。
2．有關(guān)問題說明
　　（1）國內(nèi)使用的冷卻塔越來越多，需要進行驗收測試的塔也多起來，關(guān)于如何選擇測試單位總則中也作了規(guī)定，規(guī)定為具有測試能力、經(jīng)驗并具有資格的獨立單位，獨立單位是指和甲、乙兩方無關(guān)的第三方。目前選擇測試單位都是根據(jù)過去作過測試單位的推薦介紹來選擇，由于測試單位的不規(guī)范，有的單位不具備上述條件也在作測試，加之有些用戶并不了解，選擇的單位技術(shù)力量不強，使測試結(jié)果偏差較大，這方面的事例也不少。在編制該規(guī)程時也曾考慮到規(guī)范測試單位問題，初步考慮由國內(nèi)知名度高的冷卻塔專家、教授組成資格審查組，對提出作測試單位進行審查，合格者由中國工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會發(fā)給資格證書，這樣可以保證測試工作的質(zhì)量。
　?。?）本規(guī)程適用于氣水直接接觸進行濕、熱交換的冷卻塔，包括自然通風(fēng)冷卻塔和機械通風(fēng)冷卻塔，在編制過程征求意見時有人建議將小型冷卻塔也包括進去，所以增加了小型玻璃鋼冷卻塔的測試及評價一章。過去國內(nèi)進行的冷卻塔驗收測試多為單座塔的測試，從塔群中選出一間進行測試，本次內(nèi)容也包括了塔群的整體驗收測試。
　?。?）在第5章測試條件和要求中特別說明的是測試時空氣的濕球溫度，規(guī)定中提出濕球溫度偏離設(shè)計值不超過+5℃和-10℃，超過+5℃是不會出現(xiàn)的，對低于-10℃是否可行進行了分析論證，一般用戶都希望夏季最熱天進行試驗，濕球溫度低空氣溫度也低，為什么低到-10℃仍可作試驗，從理論上分析濕球溫度對冷卻塔的散熱特性沒多少影響，另外也參照了國外一些冷卻塔驗收試驗標(biāo)準(zhǔn)，美國冷卻塔協(xié)會CTI對濕球溫度偏離設(shè)計值的規(guī)定，1959年版為+3℃－7℃，1982年版為±10°F，1990年版為±15°F（8．5℃），在修訂過程中不斷擴大濕球溫度范圍，日本的標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的濕球溫度范圍是10--30℃，所以規(guī)程中規(guī)定變化范圍為+5℃--10℃，比原能源部標(biāo)準(zhǔn)±5℃，可低 5℃，這樣便使試驗的范圍擴大，不僅是夏季有的地方春秋季也可以進行驗收試驗。
　?。?）在測試數(shù)據(jù)處理一章中，給出了計算公式，以及公式中一些參數(shù)的取值，其目的是便于統(tǒng)一，如蒸發(fā)水量帶走熱量系數(shù)K，在英美的計算公式中是將K略去，在原蘇聯(lián)的書中考慮K值，國內(nèi)計算中也考慮K值，在推導(dǎo)公式時，即熱平衡方程式（1），有的將K值放在方程式左邊，式（1）是將K放在方程式右邊，現(xiàn)統(tǒng)一放在方程式右邊，這將使國內(nèi)的計算評價相統(tǒng)一。

　　關(guān)于冷卻數(shù)計算，逆流式冷卻塔給出了兩種計算方法，即辛普遜近似積分法，和切比ヨ夫積分法，這兩種方法勻可用，橫流塔冷卻數(shù)計算，給出了三種方法。其一是修正系數(shù)法，這種方法計算比較簡單，即橫流式冷卻塔的冷卻數(shù)按逆流式冷卻塔冷卻數(shù)計算，然后除修正系數(shù)，另一種是平均焓差法，這是過去國內(nèi)習(xí)慣用的方法，但要查圖表，顯然不是很好的方法，另外一種是中心差分法，這種方法計算精度要比其它方法高一些，但計算公式復(fù)雜，現(xiàn)己編寫了計算機程序，計算起來也方便。
　　目前國內(nèi)進行冷卻塔測試其進塔水溫有時偏離設(shè)計值比較多，因為水溫對塔的散熱特性影響比較大，所以本規(guī)程在評價時提出了對散熱特性數(shù)的修正，并給出了公式。
　　（1）通過冷卻塔測試及數(shù)據(jù)處理計算后要對冷卻塔作出評價，評價指標(biāo)為實測參數(shù)修正到設(shè)計條件下散熱能力達到設(shè)計冷卻能力的百分數(shù)，規(guī)程中規(guī)定評價指標(biāo)達到95％及以上即可驗收。這主要考慮測試中的誤差，例如測流量儀表其精度就在2％以內(nèi)，加上測溫儀表和測空氣量的誤差，整個誤差不會超過5％，所以達到95％。即認為可以驗收。
　　（2）關(guān)于小型玻璃鋼冷卻塔的測試和評價相對比較簡單，因為小塔一般有標(biāo)準(zhǔn)工況，運行中認為風(fēng)量不變，測試時可不測風(fēng)量，僅測進塔水流量，進出塔水溫以及進塔氣象參數(shù)就可進行評價，評價采用水溫對比法，也就是要比較水溫差，在玻璃鋼冷卻塔產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)中修正水溫差是由事先繪制好的圖中查得的，這樣使用不方便，也不夠準(zhǔn)確，本規(guī)程根據(jù)基本公式推出由計算方法求水溫差的計算公式，其結(jié)果與查圖方法很相近，所以也列人在規(guī)程中。

4 冷卻塔設(shè)計建造時應(yīng)考慮到冷卻塔的驗收測試

　　在冷卻塔設(shè)計規(guī)范GBJ102-87“工業(yè)循環(huán)水冷卻設(shè)計規(guī)范”第2．1．28條規(guī)定了應(yīng)考慮在測試的使用儀表的安裝位置和設(shè)施，而實際上往往對這方面考慮不夠，首先應(yīng)確定塔群是總體驗收試驗，還是選其中某一間塔進行驗收試驗，選單間搭試驗主要是當(dāng)集水池相互連通單間塔如何測量出塔水溫問題，在風(fēng)機進風(fēng)側(cè)風(fēng)筒測風(fēng)量的風(fēng)筒的留孔問題，測進塔水量的管道直段問題，這些問題最好在簽定冷卻塔購貨合同時加以考慮，如已選定測試單位，可請測試單位一起考慮。
　　另外，設(shè)計制造單位在提供新設(shè)計塔或老塔改造設(shè)計工況時同時應(yīng)給出塔的熱力特性曲線或公式，以及風(fēng)機電機的計算功率和配套功率，如果無設(shè)計計算功率將無法由測定風(fēng)機電機功率方法確定進塔空氣量。

5 結(jié)束語

　　本文就冷卻塔驗收測試的必要性國內(nèi)外的驗收試驗標(biāo)準(zhǔn)作了簡要介紹，重點介紹了國標(biāo)CECS118：2000“冷卻塔驗收測試規(guī)程”，在規(guī)程編制中因經(jīng)費等問題有一些工作作的尚不夠深入，希望在使用過程中發(fā)現(xiàn)不足及需修改之處隨時提出，以便下版改正。目前冷卻塔驗收測試工作己逐漸走上正規(guī)，以引起了各方的重視，為保證冷卻塔的設(shè)計制造質(zhì)量，應(yīng)作好冷卻塔驗收測試工作。