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(huán)水場(chǎng)的現(xiàn)狀及存在問(wèn)題，通過(guò)對(duì)存在問(wèn)題的分析及研究，找出解決問(wèn)題的辦法及途徑，并且進(jìn)行實(shí)施，通過(guò)請(qǐng)第三方測(cè)試得出結(jié)論。
　　關(guān)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(huán)水場(chǎng)的冷卻水系統(tǒng)原設(shè)計(jì)循環(huán)水量為30000T/H，設(shè)置是七十年代末引進(jìn)日本石川島播磨重3000T/H限霧型干濕式橫流木結(jié)構(gòu)冷卻塔，共十間，乙稀擴(kuò)建時(shí)增加4座冷卻塔，為國(guó)產(chǎn)冷卻塔，原冷卻塔經(jīng)多年運(yùn)行，塔體各部分都存在嚴(yán)重老化及填料損壞等問(wèn)題，冷卻能力逐年下降，不能滿(mǎn)足工藝要求，冷卻能力只達(dá)到原設(shè)計(jì)能力的70-80%；配水不均以及風(fēng)吹損失嚴(yán)重，影響周?chē)h(huán)境；冷卻效果差等問(wèn)題。為滿(mǎn)足生產(chǎn)工藝要求，于1996年9月—2000年4月陸續(xù)對(duì)一循十座塔的填料、收水器進(jìn)行改造，改造后進(jìn)行性能測(cè)試，2000年8月進(jìn)行測(cè)試，取得了較為理想的效果。2000年9月-10月期間，對(duì)一循5#塔（一間）干段進(jìn)行改造，并于2000年10月末對(duì)改造后的冷后的冷塔進(jìn)行測(cè)試，達(dá)到了對(duì)干段進(jìn)行改造的目的。

1．原塔狀況及存在的問(wèn)題

1.1 冷卻塔概況
　　大慶地區(qū)位于北緯45°5×- 47°，年平均氣溫3.3°，冰凍期長(zhǎng)達(dá)5個(gè)月，嚴(yán)酷的氣候條件給冷卻塔運(yùn)行帶來(lái)困難；木結(jié)構(gòu)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(fēng)桶高度）塔體為木框架結(jié)構(gòu)，做CCA防腐處理，配水系統(tǒng)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(jìn)風(fēng)口為玻璃鋼波形瓦百葉窗，分為13層，91片（一側(cè)），淋水裝置為高效薄膜填料及拱形點(diǎn)滴填料混裝填技術(shù)，收水器為多波雙功能收水器，并在收水器下配置玻璃鋼導(dǎo)水盤(pán)，玻璃鋼垂直風(fēng)門(mén)，垂直風(fēng)門(mén)56扇/單塔，鋁制水平風(fēng)門(mén)，水平風(fēng)門(mén)24組/單塔，風(fēng)機(jī)選用TUF-LITE型軸流風(fēng)機(jī)，電機(jī)功率為180KW，直徑9.14m，砼結(jié)構(gòu)儲(chǔ)水池；原冷塔剖面圖見(jiàn)附圖1。
1.2 冷卻塔的設(shè)計(jì)參數(shù)
1.2.1 工藝參數(shù)
　　單塔循環(huán)水量3000T/H、回水溫度42℃、供水溫度30℃
1.2.2 氣象參數(shù)
　　濕球溫度24.3℃、干球溫度30℃、大氣壓力96Kpa
1.2.3 風(fēng)機(jī)
　　直徑9.14m、額定風(fēng)量 253.8×10⁴m³/h、電機(jī)功率180KW

2．存在的問(wèn)題及原因分析

2.1 在夏季熱負(fù)荷高時(shí)，風(fēng)機(jī)、電機(jī)一旦出現(xiàn)故障，循環(huán)水供水溫度就無(wú)法保證，供水溫度最高達(dá)到33℃，生產(chǎn)被動(dòng)。冬季循環(huán)水量稍高，會(huì)在配水槽、熱水槽溢流，造成冷卻塔大量結(jié)冰，影響正常生產(chǎn)，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(huán)水溢入氣室中，由風(fēng)機(jī)直接抽走，使補(bǔ)水量增大，冷卻塔周?chē)募疽恢比缦旅辏舅車(chē)孛娼Y(jié)冰嚴(yán)重，污染環(huán)境。
2.2 造成問(wèn)題原因分析
　　由于干段散熱翅片管管徑為DN15，極易結(jié)垢堵塞，經(jīng)過(guò)多年運(yùn)行，管內(nèi)壁都有不同程度的結(jié)垢，甚至堵塞，至使配水槽溢流，冬季造成冷卻塔結(jié)冰，翅片管漲裂；夏季溢流時(shí)循環(huán)水沒(méi)有經(jīng)過(guò)填料冷卻而直接落入儲(chǔ)水池，冷卻效果差，為此每年檢修需要更換大量翅片管，浪費(fèi)人力、物力，以致這一問(wèn)題始終困擾循環(huán)水的正常運(yùn)行，得不到徹底解決。
　　由于干、濕式冷卻塔的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，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(fēng)門(mén)，在干段與濕段中間設(shè)有一水平風(fēng)門(mén)及翅片管，其目的：一是在冬季運(yùn)行時(shí)打開(kāi)垂直風(fēng)門(mén)，關(guān)閉水平風(fēng)門(mén)，使循環(huán)水經(jīng)干段的翅片管進(jìn)行間接冷卻，另一方面，空氣被加溫而濕度不隨之增加而變?yōu)楦稍锟諝猓鋮s水進(jìn)入濕段并在這里直接接觸空氣、降至規(guī)定溫度，空氣經(jīng)加熱增濕而變?yōu)轱柡蜖顟B(tài)，來(lái)自各段空氣在風(fēng)機(jī)和風(fēng)桶部位混合為不飽和狀態(tài)從冷卻塔內(nèi)排出，這種不飽和的空氣即使與大氣混合、冷卻也不會(huì)成為水霧狀態(tài)，影響周?chē)h(huán)境；夏季運(yùn)行時(shí)，關(guān)垂直風(fēng)門(mén)，打開(kāi)水平風(fēng)門(mén)，靠濕段運(yùn)行，由風(fēng)機(jī)及填料進(jìn)行冷卻，達(dá)到降溫的目的，由于現(xiàn)在水平風(fēng)門(mén)大部分不能自由開(kāi)關(guān)，并且銹蝕嚴(yán)重，水平風(fēng)門(mén)所占有效通風(fēng)面積的1/3，水平風(fēng)門(mén)風(fēng)阻較大，經(jīng)測(cè)試風(fēng)阻為16.78mm H₂O；垂直風(fēng)門(mén)漏風(fēng)，由于垂直風(fēng)門(mén)有部分損壞，有明顯漏風(fēng)區(qū)，使部分風(fēng)在此處短路造成浪費(fèi)，經(jīng)過(guò)測(cè)試漏風(fēng)量為9.43×10⁴m³/h；影響冷卻效果。
　　循環(huán)水內(nèi)存在一定的粘泥、雜質(zhì)，每年要定期對(duì)溫水槽進(jìn)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(jié)構(gòu)，翅片管下側(cè)與溫水槽之間距離過(guò)小，有一1.5m×12.81m×2側(cè)(一間塔)平面范圍內(nèi)的噴嘴無(wú)法清理到，長(zhǎng)期以來(lái)，噴嘴基本堵塞，無(wú)法過(guò)水，使部分填料沒(méi)有起到應(yīng)有的作用，處理水量受到限制，造成配水不均，對(duì)冷卻效果、處理水量均有一定影響。

3．改造技術(shù)方案

3.1 冷卻塔干段拆除部分
　　拆除干段區(qū)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(fēng)門(mén)、垂直風(fēng)門(mén)。
3.2 更新內(nèi)容
　　在拆除干段翅片管區(qū)間內(nèi)裝填體積為12.8mm（長(zhǎng)）×3.0m（高）×3.0m（徑深）×2（側(cè)）的垂直波II型改性PVC填料，使原干段變?yōu)闈穸危盍贤鈧?cè)安裝百葉窗，充分利用原塔的高度空間來(lái)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(lián)接，有效解決了配水箱溢流問(wèn)題。
　　在塔頂平臺(tái)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(shí)清理，有效解決了散熱翅片管堵塞帶來(lái)的熱水槽溢流問(wèn)題。
　　新增加填料區(qū)與溫水槽間留有800mm的距離，可以對(duì)溫水槽進(jìn)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(wèn)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(yùn)行。
　　為了使空氣能全部有效的通過(guò)填料，需在管式配水區(qū)域加裝一面擋風(fēng)板，能有效地?fù)踝∥伵婎^噴的水濺出塔外，又能使上述區(qū)間的氣流與塔內(nèi)隔離，冷空氣只能通過(guò)填料熱交換后進(jìn)入塔內(nèi)。
　　改造后冷卻塔剖面圖見(jiàn)附圖2。

4．效果評(píng)價(jià)

4.1 現(xiàn)場(chǎng)觀察
　　干段改造前，往年的11月份，西塔（五間）一般情況下運(yùn)行3臺(tái)風(fēng)機(jī)可以保證供水溫度，改造后的今年11月份西塔只運(yùn)行1臺(tái)風(fēng)機(jī)可以滿(mǎn)足生產(chǎn)要求。
　　干段改造后，循環(huán)水量與往年相同的情況下，在塔上沒(méi)有溢流情況發(fā)生。
　　改造后，崗位人員不用調(diào)整水平風(fēng)門(mén)、垂直風(fēng)門(mén)的開(kāi)關(guān)，使操作更簡(jiǎn)單。
　　溫水槽與填料之間留有一定的作業(yè)空間，溫水槽的清理可以更徹底，對(duì)冷卻塔的維護(hù)更方便。
4.2 改造前主要性能對(duì)比
　　冷卻塔干段改造前后對(duì)各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試工作由能源部西安熱工研究所進(jìn)行，通過(guò)測(cè)試結(jié)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(shè)計(jì)提高了17.3%。
　　風(fēng)量由200.73×10⁴m³/h，提高到230.83×10⁴m³/h，風(fēng)量提高了30.1×10⁴m³/h。
　　風(fēng)阻由16.78mm H₂O，降到13.45mm H₂O，風(fēng)阻下降了3.33mm H₂O。
　　測(cè)試結(jié)果見(jiàn)附表1

5．結(jié)論

　　干、濕式橫流冷卻塔干段改造成濕段運(yùn)行，解決了冷卻塔溢流造成的冬季結(jié)冰，夏季供水溫度超標(biāo)等問(wèn)題；同時(shí)也提高了處理水量；使操作單間，維護(hù)方便，改造是成功的。

附表1 冷卻塔改造前后測(cè)試結(jié)果：