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

　　摘　要：通過對北京燕化橡膠事業部第二循環水場冷卻塔狀況及存在問題的分析，提出了改造方案和技術措施。通過技術改造，冷卻塔的處理水量由350m³/h增加到650m³/h．
　　關鍵詞：循環水系統；冷卻塔；填料；收水器
　　中圖分類號：TU991．42
　　文獻標識碼：B
　　文章編號：1009－2455（2002）0－0047－02

　　 北京燕化橡膠事業部第二循環水場冷卻塔于20世紀70年代建設，梁、柱、墻為鋼筋混凝土結構，單塔平面尺寸9m×9m，設計水量350m³/h。至今運行20多年。由于該塔組塔型及水處理能力較現在新建相同塔型存在較大距離，于是2000年開始對該塔組進行分步改造。通過改造使冷卻塔的能力提高近1倍，達到了現在類似塔型的處理能力。現將該冷卻塔的改造經驗介紹如下。

1 原冷卻塔存在的問題

1.1 冷卻能力低
　　原塔設計處理水量為350m³/h，而現在類似塔處理水量均在600m³從以上。具體有以下原因：
　　①進風口高度不夠，單側進風風速過大。該塔進風口高度為3.5m，進風面積S＝3.5m×9m＝31.5m²，《工業循環水冷卻設計規范》（GBJ102－87）第2．1．23條，“逆流式冷卻塔的進風口面積與淋水面積之比宜采用下列數值：機械通風冷卻塔大于0.5”，而此塔的進風口面積與淋水面積之比為31.5/（9×9）≈0.39＜0.5，顯然該塔的進風口高度不夠，不符合國家設計規范。因塔的阻力與風速的平方成正比，在一定的風量下，進風口面積愈小，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象嚴重，配水嚴重不勻。多層流噴頭模仿了德國GEA公司上噴式水嘴的結構，濺水盤與GEA上噴式水嘴一樣，僅將淋水改為下噴式。專業廠家對這種水嘴所做的下噴淋試驗表明，中空現象嚴重，噴灑嚴重不均勻，有明顯的水膜現象。
　　③原玻璃鋼材質填料及塑料填料冷卻效果差，由于使用多年，發生堵塞，老化嚴重。
　　④填料支撐面為寬大的水泥梁，阻風面積大，造成配風配水不均勻，影響冷卻效果。
　　③原塔為混凝土結構老式風筒：經多年使用，老化、脫落嚴重。并且風筒與風機葉片尖間隙達50－80mm，遠大于規范值15－25mm。實驗證明風機葉尖與風筒內壁間隙越大，風量越小，所以風機的效率低，而造成冷卻效果降低。
1．2 飄滴損失水量大
　　由于歷史局限，原塔內的收水器結構不合理，收水能力差，加之多年使用，現已破損，性能有所下降，致使冷卻塔飄水嚴重。
1．3 冷卻塔進風口冬季掛冰
　　在寒冷時期，由于進風口風速高，原防冰系統損壞，而使進風口處淋水成冰，給操作人員對塔的正常巡檢。維修造成危險。
1．4 冷卻塔塔壁透風、漏水
　　原塔壁為水泥預制而成，經多年風吹雨淋腐蝕，多處暴露鋼筋而損壞，造成透風及漏水。

2 改造方案及技術措施

　　針對該塔組存在的問題，滄州冷卻塔公司采用“良流線性逆流冷卻塔”的技術改造塔體結構，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 進風口
　　對現有的進風口采用了該公司專有技術“逆流培進風口及填料切角均勻技術”，將進風口高度由原有的3.5m增加到4.7m；進風口面積由原來的31.5m²增加到42.3m²，進風口面積與淋水面積之比由原來的0.39提高到0.52，大大減小了進風口阻力，見圖1。

2．2 填料支撐梁
　　為減輕填料層面梁的阻風面積，減小塔阻力，在高出原水泥梁1.2m處焊接由流線型鋼管組成的填料支撐結構。
2．3 填料
　　將舊填料拆除，更換T25薄膜填料，并在進風口上沿加裝一定角度的斜角。該填料波形為復合式波形，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
　　環形布水方式，在平衡管的作用下，使冷卻塔的淋水斷面布水壓力基本相同，總體布水均勻。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，站在塔頂平臺上幾乎感覺不到飄水。
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，既美觀又實用。
2．7 風筒
　　將原水泥風筒更換為玻璃鋼材質的風筒，并將風機葉片尖與風筒壁間隙調至規定的范圍。
2．8 防凍
　　采用合理結構的防冰系統，冬季寒冷時期，利用上塔熱水直接在進風口上沿的壁板處噴淋成熱水幕，從而防止進風口掛冰，給生產帶來方便。
2．9 防腐
　　原塔水泥部分采用氰凝PA－103涂刷3遍進行防腐，可確保長期運行，延長使用壽命。

3 改造結果與分析

　　在θ＝31.1℃，τ=26.4℃，t₁＝42℃，t₂＝32℃，p＝98.66kPa，風機直徑4.7m，風機額定風量56.5×10⁴m³/h，淋水面積9m×9m＝81m²的條件下求得該塔的工作點各參數為：
　　設計氣水比：λc＝0.7285；
　　進塔空氣量：G₁＝45×10⁴m³/h；
　　單塔冷卻水量：Q=G₁×ρ1DA/（1000λc）＝（45×10⁴×1.1074）/(1000×0.7285）＝684m³/h。
　　根據塔的實際運行情況，冷卻塔的處理能力從原設計的單塔350m³/h增加到650m³/h以上，對于第二循冷卻塔組來說，通過改造相當于新建5、6座Φ4.7m的逆流塔，而場地并未增加。這樣既節約了土地征用，又節省了設計建設等可觀費用。
　　運行記錄表明，改造前后在風機角度不變的情況下，風機電機電流沒有多大變化。說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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　　作者簡介：蘆斌（1963），男，吉林永吉縣人，現任北京燕化公司合成橡膠事業部動力個車間主任，電話（010）69343846。