王大哲
（西安建筑科技大學環(huán)境與市政工程學院）

前言

　　我國冷卻塔工業(yè)經(jīng)過幾十年的發(fā)展，在設計制造及運行管理方面均有很大提高，在設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計建造的，這些要求是指在當?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)此結果確定冷卻塔是否達到設計要求 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。
　　（1）設計方面：由于所選的淋水填料性能偏高，或者是塔體設計不合理氣流通過塔阻力大，造成風量減小，以及配水系統(tǒng)設計不合理配水不均勻等原因，均造成性能達不到設計要求。
　　（2）加工安裝方面：如淋水填料加工制作不標準，波紋達不到原設計尺寸要求，材質上存在問題引起波形改變，以及風機風量達不到設計要求等。
　　（3）冷卻塔市場不規(guī)范：目前國內生產冷卻塔工廠比較多，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量，滿足生產要求，冷卻塔性能驗收測試是必不可少的。

2 國內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計要求，在引進國外冷卻塔時也帶來了有關冷卻塔的驗收標準，國外的冷卻塔 驗收試驗標準有美國冷卻塔協(xié)會標準，即CTIode ATC--105，美國機械工程師協(xié)會標準ANSI／ASME，英國標準BSI BS4485 Powt2，德國標準DIN 1947，日本標準JIS8609以及原蘇聯(lián)標準BCH25－80， 其中日本標準是為小型機械通風冷卻塔試驗用的，蘇聯(lián)標準主要用干自然通風冷卻塔的原體觀測。一般標準幾年后就要修訂一次，如美國CTI標準，就有1982年，1990年及1997年版本，目前使用比較廠泛的是CTI標準，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準。
　　2．國內冷卻塔試驗:國內開展冷卻塔試驗工作比較早，早期的試驗主要是設計部門為了解投入運行后冷卻塔的冷卻效果，通風阻力及配水情況等而進行的試驗，其目的是為設計積累資料，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。
　　六十年代之前國內沒有專門為冷卻塔試驗制定的標準，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)冷卻設備的運行和試驗導則”1965年由有色冶金總院出版的“中小型冷卻塔的設計與計算”有關于試驗的章節(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，應該制定統(tǒng)一試驗標準，以便進行比較，當時中國建筑科學研究院建筑標準研究所提出制定冷卻塔測試標準，在征求意見時，當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)建筑設計院負責編寫，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果，一直當標準使用。另外，化工部給排水設計中心站組織人編制“機力通風冷卻塔測試規(guī)程”（試行）本，1983年由化工部設計公司出版。在冷卻塔作為單獨設計規(guī)范，即GBJ102-87“工業(yè)循環(huán)水冷卻設計規(guī)范”編制完成后，由能源部電力設計規(guī)劃管理局下達任務，由東北電力設計院負責同我校一起編制了能源部標準，即NDJ89-89“工業(yè)冷卻塔測試技術規(guī)定”，1990年施行，一直使用到現(xiàn)在。在能源部標準基礎上總結了近些年來國內外性能測試經(jīng)驗，中國工程建設標準化協(xié)會下達任務，由我校負責會同東北電力設計院、西安熱工研究院以及機械部工業(yè)第四設計研究院一起編制了“冷卻塔驗收測試規(guī)程”即CECS118：2000，并批準于2000年12月1日施行，這就是國內冷卻塔試驗標準編制及使用的概況，為國內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)程內容
　　該規(guī)程共分十章。1總則；2術語、符號；3測試前準備工作；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，特別是鋼結構塔結構設計和風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．有關問題說明
　　（1）國內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，選擇的單位技術力量不強，使測試結果偏差較大，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標準化協(xié)會發(fā)給資格證書，這樣可以保證測試工作的質量。
　　（2）本規(guī)程適用于氣水直接接觸進行濕、熱交換的冷卻塔，包括自然通風冷卻塔和機械通風冷卻塔，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，本次內容也包括了塔群的整體驗收測試。
　　（3）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準，美國冷卻塔協(xié)會CTI對濕球溫度偏離設計值的規(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，日本的標準中規(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℃，比原能源部標準±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。
　　（4）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，國內計算中也考慮K值，在推導公式時，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，這將使國內的計算評價相統(tǒng)一。

　　關于冷卻數(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，這是過去國內習慣用的方法，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，但計算公式復雜，現(xiàn)己編寫了計算機程序，計算起來也方便。
　　目前國內進行冷卻塔測試其進塔水溫有時偏離設計值比較多，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，評價指標為實測參數(shù)修正到設計條件下散熱能力達到設計冷卻能力的百分數(shù)，規(guī)程中規(guī)定評價指標達到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，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，因為小塔一般有標準工況，運行中認為風量不變，測試時可不測風量，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，在玻璃鋼冷卻塔產品標準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，其結果與查圖方法很相近，所以也列人在規(guī)程中。

4 冷卻塔設計建造時應考慮到冷卻塔的驗收測試

　　在冷卻塔設計規(guī)范GBJ102-87“工業(yè)循環(huán)水冷卻設計規(guī)范”第2．1．28條規(guī)定了應考慮在測試的使用儀表的安裝位置和設施，而實際上往往對這方面考慮不夠，首先應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集水池相互連通單間塔如何測量出塔水溫問題，在風機進風側風筒測風量的風筒的留孔問題，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，設計制造單位在提供新設計塔或老塔改造設計工況時同時應給出塔的熱力特性曲線或公式，以及風機電機的計算功率和配套功率，如果無設計計算功率將無法由測定風機電機功率方法確定進塔空氣量。

5 結束語

　　本文就冷卻塔驗收測試的必要性國內外的驗收試驗標準作了簡要介紹，重點介紹了國標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，為保證冷卻塔的設計制造質量，應作好冷卻塔驗收測試工作。