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水場的現狀及存在問題，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，并且進行實施，通過請第三方測試得出結論。
　　關鍵詞　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水場的冷卻水系統原設計循環水量為30000T/H，設置是七十年代末引進日本石川島播磨重3000T/H限霧型干濕式橫流木結構冷卻塔，共十間，乙稀擴建時增加4座冷卻塔，為國產冷卻塔，原冷卻塔經多年運行，塔體各部分都存在嚴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，冷卻能力只達到原設計能力的70-80%；配水不均以及風吹損失嚴重，影響周圍環境；冷卻效果差等問題。為滿足生產工藝要求，于1996年9月—2000年4月陸續對一循十座塔的填料、收水器進行改造，改造后進行性能測試，2000年8月進行測試，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）干段進行改造，并于2000年10月末對改造后的冷后的冷塔進行測試，達到了對干段進行改造的目的。

1．原塔狀況及存在的問題

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

2．存在的問題及原因分析

2.1 在夏季熱負荷高時，風機、電機一旦出現故障，循環水供水溫度就無法保證，供水溫度最高達到33℃，生產被動。冬季循環水量稍高，會在配水槽、熱水槽溢流，造成冷卻塔大量結冰，影響正常生產，威脅冷卻塔的安全及崗位人員人身安全。
　　由于溫水槽溢流，部分循環水溢入氣室中，由風機直接抽走，使補水量增大，冷卻塔周圍夏季一直如下毛毛雨，冬季塔周圍地面結冰嚴重，污染環境。
2.2 造成問題原因分析
　　由于干段散熱翅片管管徑為DN15，極易結垢堵塞，經過多年運行，管內壁都有不同程度的結垢，甚至堵塞，至使配水槽溢流，冬季造成冷卻塔結冰，翅片管漲裂；夏季溢流時循環水沒有經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水的正常運行，得不到徹底解決。
　　由于干、濕式冷卻塔的結構特點，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門，在干段與濕段中間設有一水平風門及翅片管，其目的：一是在冬季運行時打開垂直風門，關閉水平風門，使循環水經干段的翅片管進行間接冷卻，另一方面，空氣被加溫而濕度不隨之增加而變為干燥空氣，冷卻水進入濕段并在這里直接接觸空氣、降至規定溫度，空氣經加熱增濕而變為飽和狀態，來自各段空氣在風機和風桶部位混合為不飽和狀態從冷卻塔內排出，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，影響周圍環境；夏季運行時，關垂直風門，打開水平風門，靠濕段運行，由風機及填料進行冷卻，達到降溫的目的，由于現在水平風門大部分不能自由開關，并且銹蝕嚴重，水平風門所占有效通風面積的1/3，水平風門風阻較大，經測試風阻為16.78mm H₂O；垂直風門漏風，由于垂直風門有部分損壞，有明顯漏風區，使部分風在此處短路造成浪費，經過測試漏風量為9.43×10⁴m³/h；影響冷卻效果。
　　循環水內存在一定的粘泥、雜質，每年要定期對溫水槽進行清理，清除被沉積物堵塞的噴嘴，噴嘴堵塞影響配水及處理水量，由于冷卻塔的結構，翅片管下側與溫水槽之間距離過小，有一1.5m×12.81m×2側(一間塔)平面范圍內的噴嘴無法清理到，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．改造技術方案

3.1 冷卻塔干段拆除部分
　　拆除干段區域的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；拆除水平風門、垂直風門。
3.2 更新內容
　　在拆除干段翅片管區間內裝填體積為12.8mm（長）×3.0m（高）×3.0m（徑深）×2（側）的垂直波II型改性PVC填料，使原干段變為濕段，填料外側安裝百葉窗，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。
　　新增加填料區與溫水槽間留有800mm的距離，可以對溫水槽進行徹底清理，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，需在管式配水區域加裝一面擋風板，能有效地擋住蝸牛噴頭噴的水濺出塔外，又能使上述區間的氣流與塔內隔離，冷空氣只能通過填料熱交換后進入塔內。
　　改造后冷卻塔剖面圖見附圖2。

4．效果評價

4.1 現場觀察
　　干段改造前，往年的11月份，西塔（五間）一般情況下運行3臺風機可以保證供水溫度，改造后的今年11月份西塔只運行1臺風機可以滿足生產要求。
　　干段改造后，循環水量與往年相同的情況下，在塔上沒有溢流情況發生。
　　改造后，崗位人員不用調整水平風門、垂直風門的開關，使操作更簡單。
　　溫水槽與填料之間留有一定的作業空間，溫水槽的清理可以更徹底，對冷卻塔的維護更方便。
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進行測試，測試工作由能源部西安熱工研究所進行，通過測試結果可以看出：
　　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%，比原設計提高了17.3%。
　　風量由200.73×10⁴m³/h，提高到230.83×10⁴m³/h，風量提高了30.1×10⁴m³/h。
　　風阻由16.78mm H₂O，降到13.45mm H₂O，風阻下降了3.33mm H₂O。
　　測試結果見附表1

5．結論

　　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冰，夏季供水溫度超標等問題；同時也提高了處理水量；使操作單間，維護方便，改造是成功的。

附表1 冷卻塔改造前后測試結果：