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循環(huán)冷卻塔漂水分析及安全性改造

文檔作者：劉學(xué)治雷天升崔倩倩文檔來(lái)源：山東華魯恒升化工股份有限公司		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2021年12月17日
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循環(huán)冷卻塔漂水分析
及安全性改造
山東華魯恒升化工股份有限公司(德州253000) 劉學(xué)治雷天升崔倩倩
【摘要】目前企業(yè)機(jī)械設(shè)備冷卻塔存在問(wèn)題，
尤其是循環(huán)水冷卻塔漂水現(xiàn)象嚴(yán)重，經(jīng)過(guò)對(duì)公司現(xiàn)場(chǎng)結(jié)
構(gòu)情況觀察檢測(cè)，并對(duì)其進(jìn)行分析，根據(jù)實(shí)際參數(shù)運(yùn)行
情況，找到問(wèn)題存在原因，對(duì)冷卻塔內(nèi)部機(jī)構(gòu)，改善循l
環(huán)水噴淋高度和對(duì)收水器收水情況進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，在現(xiàn)
有循環(huán)水冷卻塔設(shè)備上，對(duì)其進(jìn)行改造，通過(guò)對(duì)參數(shù)的
調(diào)整，使整體運(yùn)行有了好的效果，有效解決了循環(huán)水冷
卻塔漂水問(wèn)題，達(dá)到節(jié)水目的，運(yùn)行情況良好，工作效
率提高，冷卻塔的上回水溫差得到提高，同時(shí)可改善
環(huán)境，達(dá)到節(jié)約水資源效果。
【關(guān)鍵詞】機(jī)械設(shè)備通風(fēng)漂水改遣冷卻
塔
一．前言
機(jī)械通風(fēng)冷卻塔按風(fēng)機(jī)安裝位置不同可分為機(jī)械
鼓風(fēng)式和抽風(fēng)式塔，抽風(fēng)式塔的風(fēng)機(jī)安裝在冷卻塔頂
部，這種塔的優(yōu)點(diǎn)是適用于循環(huán)水量小，布局緊湊，濕
空氣回流小，初期投資小，建設(shè)工期短，降溫效率高。
出水干球溫度比空氣濕球溫度差小在3～5℃，自然通風(fēng)
風(fēng)筒涼水溫差一般>5℃。
但在實(shí)際的運(yùn)行中，存在冷卻塔出現(xiàn)較為嚴(yán)重的
漂水問(wèn)題。嚴(yán)重的漂水現(xiàn)象會(huì)造成塔的下風(fēng)向地面積
水，給風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)形成積垢，現(xiàn)場(chǎng)鋼結(jié)構(gòu)內(nèi)件腐蝕非常嚴(yán)
重，塔內(nèi)檢修通道、爬梯腐蝕掉落，同時(shí)由于循環(huán)水含i
鹽量較高，使用藥劑等原因漂水水滴中夾雜的雜質(zhì)落到
附著物表面形成難以清除的鈣垢和鹽析。
74伽W'W-W．嬲：啪糊期
二．冷卻塔運(yùn)行簡(jiǎn)述
公司2002年尿素裝置配套投用循環(huán)冷卻塔一套，
其循環(huán)水量為6 000m3／h，2004年擴(kuò)能改造增加循環(huán)水
量3 000m3／h，系統(tǒng)投用后長(zhǎng)期存在漂水現(xiàn)象，并且出
現(xiàn)了下風(fēng)向積水情況，即使在無(wú)風(fēng)無(wú)雨情況下積水位置
距離水站5～10m，后期針對(duì)填料、收水器進(jìn)行過(guò)一次
更換，無(wú)明顯好轉(zhuǎn)。在風(fēng)機(jī)正常運(yùn)行狀態(tài)下，風(fēng)筒內(nèi)壁
有明顯水珠、水線(xiàn)上漂現(xiàn)象。
1．冷卻塔運(yùn)行情況分析
(1)4”冷卻塔配置簡(jiǎn)介循環(huán)水量為8 000m3／h，
單塔設(shè)計(jì)負(fù)荷為2 000m3／h。外形尺寸為18m×16m，2
臺(tái)。塔體設(shè)計(jì)為框架鋼結(jié)構(gòu)機(jī)械通風(fēng)抽風(fēng)式冷卻塔。
循環(huán)水泵型號(hào)20SH一91A，單泵水_量Q=210m3／h，
揚(yáng)程H=52m，4開(kāi)1備運(yùn)行模式風(fēng)機(jī)型號(hào)為L(zhǎng)F856II型，
設(shè)計(jì)風(fēng)量為2 760 000m3／h。標(biāo)配2臺(tái)風(fēng)機(jī)，根據(jù)氣溫調(diào)
節(jié)開(kāi)停。
(2)冷卻塔正常運(yùn)行情況系統(tǒng)長(zhǎng)期滿(mǎn)負(fù)荷運(yùn)
行，夏季空氣極端溫度，干球溫度0。=31．9℃、濕球
溫度臼2=29．2℃，大氣壓j3p=101．4kPa。
實(shí)際運(yùn)行溫度見(jiàn)表1。
表1 冷卻塔運(yùn)行溫度統(tǒng)計(jì)
熙 簽舭怒麓蕊
萬(wàn)方數(shù)據(jù)
選取本年度最熱的一段時(shí)間作為樣本，且濕度最
高，根據(jù)表格數(shù)據(jù)對(duì)其進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，冷卻塔運(yùn)行溫濕
度對(duì)比，從表中可以看出，用于換熱的冷卻塔上回水溫
差在8。C左右，冷卻幅度最高可達(dá)11℃，降溫效率_r7為
69．8％。通過(guò)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)核對(duì)，涼水塔本體設(shè)計(jì)可符合標(biāo)
準(zhǔn)要求，理論計(jì)算符合，實(shí)際監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)計(jì)算得到漂水率
約為0．06％，對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)中o．005％其結(jié)果超出12倍。
而根據(jù)通風(fēng)設(shè)計(jì)風(fēng)量按照2 754 300m3／h，風(fēng)簡(jiǎn)直徑
為9m。風(fēng)筒后風(fēng)速為13．6m／s，計(jì)算得出進(jìn)入填料單位
面積風(fēng)速為2．7m／s，計(jì)算可得負(fù)荷情況設(shè)計(jì)符合要求。
2．循環(huán)水冷卻塔內(nèi)部結(jié)構(gòu)
原冷卻塔塔形結(jié)構(gòu)如圖1所示，通過(guò)對(duì)冷卻水塔
內(nèi)部結(jié)構(gòu)勘測(cè)：經(jīng)過(guò)進(jìn)入冷卻塔內(nèi)進(jìn)行實(shí)際測(cè)量。其
內(nèi)部機(jī)構(gòu)基本形式為：塔內(nèi)主管為碳鋼管道直徑為
DN500mm，支管為DN200玻璃鋼管道法蘭連接，噴頭
直接通過(guò)螺紋管箍接入管道。噴淋高度約為900ram。
填料層數(shù)為3層1 500mm，收水器平鋪在主管和分布管
上方，噴淋?chē)婎^距離收水器距離約200mm。
圖1 原冷卻塔塔形結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖
2016年暑期大修對(duì)冷卻水塔漂水問(wèn)題采取了填料
和冷卻水的全部更換，填料由之前的非再生·[生PVC材料
改為現(xiàn)在改性PVC塑料，材質(zhì)厚度為0．5±0．05mm，安
裝高度1 600mm，單層高度700mm，波形為雙斜s波；
收水器材質(zhì)也采用改性PVC，片材厚度為0．7mm，波形
為光面V形收水器，波高160mm，波間距100mm投用之
后循環(huán)水冷卻塔漂水問(wèn)題未得到解決。
三、冷卻塔改造方案
1．冷卻塔運(yùn)行情況
根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)勘測(cè)冷卻塔的外部?jī)?nèi)部結(jié)構(gòu)及運(yùn)行情
況，塔體內(nèi)部結(jié)構(gòu)收水器型號(hào)選型情況，加上收水器間
距大，選取間距噴頭距離小，在進(jìn)風(fēng)風(fēng)速偏高情況下，
收水器效果明顯不好，收水效果下降，此收水器沒(méi)有起
到良好收水效果。
此塔內(nèi)結(jié)構(gòu)的不合理性，也是影響結(jié)果的很重要
的因素之一，塔內(nèi)噴頭與收水器噴頭距離不夠，噴頭直
接分布在管上，其分布處主管支管材質(zhì)都為玻璃鋼管
道，收水器支架在管道上邊距，造成收水器與噴頭距離
之間距離短，這是其直接原因。
發(fā)現(xiàn)以上漂水問(wèn)題，對(duì)收水器與噴頭間距過(guò)小問(wèn)
題，根據(jù)測(cè)量情況，提出下降噴頭、抬高收水器、同時(shí)
采用多波功能收水器對(duì)漂水問(wèn)題進(jìn)行綜合改善。
2．具體實(shí)施方案
(1)上移收水器支架抬高收水器200mm，根據(jù)
現(xiàn)場(chǎng)情況，在分布管上方增設(shè)支架，采取螺栓連接和機(jī)
械加固方法，支架材質(zhì)采用輕型加固型合金鋼，延管道
上方進(jìn)行支撐，從而防止因增加支撐物而影響塔體負(fù)荷
和過(guò)流風(fēng)量，抬高200mm后實(shí)現(xiàn)收水器與噴頭距離達(dá)
至l[600mm以保證上升水汽有充分的撞擊空間，有助于
收水器凝結(jié)成水滴。
(2)噴頭下移根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)勘測(cè)噴頭距離填料距離
1 000mm，通過(guò)運(yùn)行情況，對(duì)其噴灑過(guò)程進(jìn)行分析，填
料距離大，在水滴下降過(guò)程中，收攏情況很明顯，填料
的水灑面積過(guò)大其落入其中會(huì)影響水汽的換熱，縮小填
料情況，從而縮小水汽的換熱面積。
根據(jù)配管情況，把分配管的噴頭通過(guò)管道增長(zhǎng)
210mm的距離，將噴淋?chē)婎^距離改為700mm，短管采
用管箍、螺紋對(duì)其緊固。
(3)改良選型本次擬選用的收水器型號(hào)為
MWDP型多波雙功能收水器，MWDP型收水器片材含
橡塑組分，比普通PVC收水器使用年限長(zhǎng)4-5倍。片材
厚度大于等于0．7±0．05mm，收水器支撐單點(diǎn)強(qiáng)度大于
等于6MPa，片型號(hào)選擇為正弦波型號(hào)。改良對(duì)比如圖2
所示。
‘(流攜帶水滴、F滑通過(guò)， 氣流經(jīng)過(guò)多次變向，
造成飄滴劬{火收水效率高
、＼、＼＼、
夾帶水滴的濕空氣
普通收水器
(a)普通收水器
夾帶水滴的濕空氣
多波艤功能收水器
b)多波雙功能收水器
圖2收水器改良對(duì)比圖
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