蘆斌，李健，時(shí)文津
（北京燕化石油化工股份有限公司合成橡膠事業(yè)部，北京 102500）

　　摘　要：通過(guò)對(duì)北京燕化橡膠事業(yè)部第二循環(huán)水場(chǎng)冷卻塔狀況及存在問(wèn)題的分析，提出了改造方案和技術(shù)措施。通過(guò)技術(shù)改造，冷卻塔的處理水量由350m³/h增加到650m³/h．
　　關(guān)鍵詞：循環(huán)水系統(tǒng)；冷卻塔；填料；收水器
　　中圖分類(lèi)號(hào)：TU991．42
　　文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B
　　文章編號(hào)：1009－2455（2002）0－0047－02

　　 北京燕化橡膠事業(yè)部第二循環(huán)水場(chǎng)冷卻塔于20世紀(jì)70年代建設(shè)，梁、柱、墻為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，單塔平面尺寸9m×9m，設(shè)計(jì)水量350m³/h。至今運(yùn)行20多年。由于該塔組塔型及水處理能力較現(xiàn)在新建相同塔型存在較大距離，于是2000年開(kāi)始對(duì)該塔組進(jìn)行分步改造。通過(guò)改造使冷卻塔的能力提高近1倍，達(dá)到了現(xiàn)在類(lèi)似塔型的處理能力?，F(xiàn)將該冷卻塔的改造經(jīng)驗(yàn)介紹如下。

1 原冷卻塔存在的問(wèn)題

1.1 冷卻能力低
　　原塔設(shè)計(jì)處理水量為350m³/h，而現(xiàn)在類(lèi)似塔處理水量均在600m³從以上。具體有以下原因：
　?、龠M(jìn)風(fēng)口高度不夠，單側(cè)進(jìn)風(fēng)風(fēng)速過(guò)大。該塔進(jìn)風(fēng)口高度為3.5m，進(jìn)風(fēng)面積S＝3.5m×9m＝31.5m²，《工業(yè)循環(huán)水冷卻設(shè)計(jì)規(guī)范》（GBJ102－87）第2．1．23條，“逆流式冷卻塔的進(jìn)風(fēng)口面積與淋水面積之比宜采用下列數(shù)值：機(jī)械通風(fēng)冷卻塔大于0.5”，而此塔的進(jìn)風(fēng)口面積與淋水面積之比為31.5/（9×9）≈0.39＜0.5，顯然該塔的進(jìn)風(fēng)口高度不夠，不符合國(guó)家設(shè)計(jì)規(guī)范。因塔的阻力與風(fēng)速的平方成正比，在一定的風(fēng)量下，進(jìn)風(fēng)口面積愈小，則阻力愈大，其整塔的冷卻性能就愈低。
　　②原塔老式噴頭中空現(xiàn)象嚴(yán)重，配水嚴(yán)重不勻。多層流噴頭模仿了德國(guó)GEA公司上噴式水嘴的結(jié)構(gòu)，濺水盤(pán)與GEA上噴式水嘴一樣，僅將淋水改為下噴式。專(zhuān)業(yè)廠(chǎng)家對(duì)這種水嘴所做的下噴淋試驗(yàn)表明，中空現(xiàn)象嚴(yán)重，噴灑嚴(yán)重不均勻，有明顯的水膜現(xiàn)象。
　　③原玻璃鋼材質(zhì)填料及塑料填料冷卻效果差，由于使用多年，發(fā)生堵塞，老化嚴(yán)重。
　?、芴盍现蚊鏋閷挻蟮乃嗔?，阻風(fēng)面積大，造成配風(fēng)配水不均勻，影響冷卻效果。
　　③原塔為混凝土結(jié)構(gòu)老式風(fēng)筒：經(jīng)多年使用，老化、脫落嚴(yán)重。并且風(fēng)筒與風(fēng)機(jī)葉片尖間隙達(dá)50－80mm，遠(yuǎn)大于規(guī)范值15－25mm。實(shí)驗(yàn)證明風(fēng)機(jī)葉尖與風(fēng)筒內(nèi)壁間隙越大，風(fēng)量越小，所以風(fēng)機(jī)的效率低，而造成冷卻效果降低。
1．2 飄滴損失水量大
　　由于歷史局限，原塔內(nèi)的收水器結(jié)構(gòu)不合理，收水能力差，加之多年使用，現(xiàn)已破損，性能有所下降，致使冷卻塔飄水嚴(yán)重。
1．3 冷卻塔進(jìn)風(fēng)口冬季掛冰
　　在寒冷時(shí)期，由于進(jìn)風(fēng)口風(fēng)速高，原防冰系統(tǒng)損壞，而使進(jìn)風(fēng)口處淋水成冰，給操作人員對(duì)塔的正常巡檢。維修造成危險(xiǎn)。
1．4 冷卻塔塔壁透風(fēng)、漏水
　　原塔壁為水泥預(yù)制而成，經(jīng)多年風(fēng)吹雨淋腐蝕，多處暴露鋼筋而損壞，造成透風(fēng)及漏水。

2 改造方案及技術(shù)措施

　　針對(duì)該塔組存在的問(wèn)題，滄州冷卻塔公司采用“良流線(xiàn)性逆流冷卻塔”的技術(shù)改造塔體結(jié)構(gòu)，用T25填料、WN－I蝸牛噴頭等代替原塔芯材料，改造措施如下：
2.1 進(jìn)風(fēng)口
　　對(duì)現(xiàn)有的進(jìn)風(fēng)口采用了該公司專(zhuān)有技術(shù)“逆流培進(jìn)風(fēng)口及填料切角均勻技術(shù)”，將進(jìn)風(fēng)口高度由原有的3.5m增加到4.7m；進(jìn)風(fēng)口面積由原來(lái)的31.5m²增加到42.3m²，進(jìn)風(fēng)口面積與淋水面積之比由原來(lái)的0.39提高到0.52，大大減小了進(jìn)風(fēng)口阻力，見(jiàn)圖1。

2．2 填料支撐梁
　　為減輕填料層面梁的阻風(fēng)面積，減小塔阻力，在高出原水泥梁1.2m處焊接由流線(xiàn)型鋼管組成的填料支撐結(jié)構(gòu)。
2．3 填料
　　將舊填料拆除，更換T25薄膜填料，并在進(jìn)風(fēng)口上沿加裝一定角度的斜角。該填料波形為復(fù)合式波形，填料裝填高度1.5m，其熱力特性方程為Ω=k×1.93^λ0.67，其中k取0.9。
2．4 布水方式
　　環(huán)形布水方式，在平衡管的作用下，使冷卻塔的淋水?dāng)嗝娌妓畨毫鞠嗤傮w布水均勻。噴頭采用WN-Ⅰ型蝸牛噴頭，使噴頭均勻霧滴化。
2．5 收水器
　　收水器采用該公司的MWDP型多波雙功能收水器，冷卻塔的飄滴損失率降至0.01％以下，站在塔頂平臺(tái)上幾乎感覺(jué)不到飄水。
2．6 墻板
　　將原水泥壁板拆除，利用原塔梁柱，外包玻璃鋼壁板，既美觀又實(shí)用。
2．7 風(fēng)筒
　　將原水泥風(fēng)筒更換為玻璃鋼材質(zhì)的風(fēng)筒，并將風(fēng)機(jī)葉片尖與風(fēng)筒壁間隙調(diào)至規(guī)定的范圍。
2．8 防凍
　　采用合理結(jié)構(gòu)的防冰系統(tǒng)，冬季寒冷時(shí)期，利用上塔熱水直接在進(jìn)風(fēng)口上沿的壁板處噴淋成熱水幕，從而防止進(jìn)風(fēng)口掛冰，給生產(chǎn)帶來(lái)方便。
2．9 防腐
　　原塔水泥部分采用氰凝PA－103涂刷3遍進(jìn)行防腐，可確保長(zhǎng)期運(yùn)行，延長(zhǎng)使用壽命。

3 改造結(jié)果與分析

　　在θ＝31.1℃，τ=26.4℃，t₁＝42℃，t₂＝32℃，p＝98.66kPa，風(fēng)機(jī)直徑4.7m，風(fēng)機(jī)額定風(fēng)量56.5×10⁴m³/h，淋水面積9m×9m＝81m²的條件下求得該塔的工作點(diǎn)各參數(shù)為：
　　設(shè)計(jì)氣水比：λc＝0.7285；
　　進(jìn)塔空氣量：G₁＝45×10⁴m³/h；
　　單塔冷卻水量：Q=G₁×ρ1DA/（1000λc）＝（45×10⁴×1.1074）/(1000×0.7285）＝684m³/h。
　　根據(jù)塔的實(shí)際運(yùn)行情況，冷卻塔的處理能力從原設(shè)計(jì)的單塔350m³/h增加到650m³/h以上，對(duì)于第二循冷卻塔組來(lái)說(shuō)，通過(guò)改造相當(dāng)于新建5、6座Φ4.7m的逆流塔，而場(chǎng)地并未增加。這樣既節(jié)約了土地征用，又節(jié)省了設(shè)計(jì)建設(shè)等可觀費(fèi)用。
　　運(yùn)行記錄表明，改造前后在風(fēng)機(jī)角度不變的情況下，風(fēng)機(jī)電機(jī)電流沒(méi)有多大變化。說(shuō)明雖然改造使冷卻塔的處理水量增加了近1倍，但能耗并未增加。

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　　作者簡(jiǎn)介：蘆斌（1963），男，吉林永吉縣人，現(xiàn)任北京燕化公司合成橡膠事業(yè)部動(dòng)力個(gè)車(chē)間主任，電話(huà)（010）69343846。