第３Ｏ卷第１期 ２０１０年１月 工业水处理 Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ胁ｔｅｒ乃 ａｔｍｅｎｔ Ｖｏ１．３０ Ｎｏ．１ Ｊａｎ．，２０１０ 横流冷却塔改造成逆流冷却塔的实施及效果 蔡兴明 （上海吴泾化工有限公司，上海 ２００２４１） ［摘要］介绍了逆流冷却塔的冷却特点和热工性能，并将逆流冷却塔应用到公司对原横流冷却塔的改造中，成功 地将单塔冷却水量从２ ７００ ｔ／ｈ提升到３ ０００ ｔ／ｈ。同时对冷却塔改造的热焓平衡进行了验算。从改造后冷却塔的实际 运行情况可知，对冷却塔的改造达到了预期的效果。 ［关键词】横流冷却塔；逆流冷却塔；循环冷却水 ［中图分类号］ＴＱ０８５［文献标识码］Ｂ［文章编号】１００５－８２９Ｘ（２０１０）０１－００９３－０３ Ａｃｔｕａｌｉｚａｔｉｏｎ ａｎｄ ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｔｈｅ ｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｏｆ ｃｒｏｓｓ－ｆｌｏｗ ｔｙｐｅ ｃｏｏｌｉｎｇ ｔｏｗｅｒｓ ｉｎｔｏ ｃｏｕｎｔｅｒ—ｆｌｏｗ ｔｙｐｅ ｃｏｏｌｉｎｇ ｔｏｗｅｒｓ Ｃａｉ Ｘｉｎｇｍｉｎｇ （Ｓｈａｎｇｈａｉ Ｗｕｊｉｎｇ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｓｈａｎｇｈａｉ ２００２４１，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｃｏｏｌｉｎｇ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ ａｎｄ ｔｈｅｒｍａｌ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｏｆ ｔｈｅ ｃｏｕｎｔｅｒ—ｆｌｏｗ ｔｙｐｅ ｃｏｏｌｉｎｇ ｔｏｗｅｒｓ ａｒｅ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．Ｉｔ ｈａｓ ｂｅｅｎ ａｐｐｌｉｅｄ ｔｏ ｔｈｅ ｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｏｒｉｇｉｎａｌ ｃｒｏｓｓ—ｌｆｏｗ ｔｙｐｅ ｃｏｏｌｉｎｇ ｔｏｗｅｒｓ ｉｎ Ｓｈａｎｇｈａｉ Ｗｕｊｉｎｇ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．Ｔｈｅ ｑｕａｎｔｉｔｙ ｏｆ ｃｏｏｌｉｎｇ ｗａｔｅｒ ｉｓ ｓｕｃｃｅｓｓｆｕｌｌｙ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ ｆｒｏｍ ２ ７００ ｔ／ｈ ｔｏ ３ ０００ ｔ／ｈ． Ａｔ ｔｈｅ ｓａｍｅ ｔｉｍｅ，ｔｈｅ ｅｑｕｉｌｉｂｒｉｕｍ ｏｆ ｈｅａｔ ａｎｄ ｅｎｔｈａｌｐｙ ｏｆ ｔｈｅ ｃｏｏｌｉｎｇ ｔｏｗｅｒ ｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｉｓ ｃａｌｃｕｌａｔｅｄ ａｎｄ ｃｈｅｃｋｅｄ．Ｉｔ ｉｓ ｋｎｏｗｎ ｔｈａｔ ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｔｈｅ ａｃｔｕａｌ ｒｕｎｎｉｎｇ ｉｎｓｔａｎｃｅｓ ｏｆ ｔｈｅ ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｄ ｃｏｏｌｉｎｇ ｔｏｗｅｒ，ｔｈｅ ｐｒｅｄｉｃｔｅｄ ｒｅｓｕｌｔ ｏｆ ｔｈｅ ｃｏｏｌｉｎｇ ｔｏｗｅｒ ｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｈａｓ ｂｅｅｎ ｏｂｔａｉｎｅｄ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｃｒｏｓｓ—ｆｌｏｗ ｔｙｐｅ ｃｏｏｌｉｎｇ ｔｏｗｅｒ；ｃｏｕｎｔｅｒ－ｆｌｏｗ ｔｙｐｅ ｃｏｏｌｉｎｇ ｔｏｗｅｒ；ｃｉｒｃｕｌａｔｉｎｇ ｃｏｏｌｉｎｇ ｗａｔｅｒ 按塔内通风方式不同冷却塔可分为自然通风 冷却塔、机械通风冷却塔；按塔内水和空气的流动 方向不同可分为逆流式冷却塔和横流式冷却塔：按 司扩产后对循环水的需要。 １原老式横流冷却塔现状 原横流冷却塔群共１０座，２座１组，始建于 １９７６年，至今已３０多ａ，目前除７ 、８ 两座仍在使用 外，其余均闲置。受公司扩建的要求，需要在现在基 塔内淋水装置（填料）不同，又可分为点滴式冷却 塔、薄膜式冷却塔和点滴薄膜式冷却塔等。冷却塔 一般由风筒、导流罩配水系统、淋水装置（填料）、通 础上提高冷却塔冷却能力，因此决定对其中的ｌ 一４ 冷却塔进行改造以便能够利用。１ ４ 冷却塔受 １９８０年６月的火灾影响，其框架结构遭受不同程度 的损坏，后通过增加支撑和部分立柱、主梁，次梁表 风设备（风机、导风扇）收水器和水池组成。逆流冷 却塔以其热工性能高、补水均匀、单位冷却水量大、 已愈来愈多地在工业循环冷却水系统中得到应用， 并渐趋主导［１＿２】。 面粉刷修复维持至今。２００５年４月，经专业单位对 ｌ 、２＃冷却塔结构检测，综合评定为三级，但必须对 １ 冷却塔的部分立柱、主梁进行植筋加固。冷却 塔的内部改造工程由某冷却塔股份有限公司通过竞 标而中标，拟实施横流塔改逆流塔的改造方案。 ２逆流冷却塔设计参数 上海吴泾化工有限公司一号工程的配套项目循 环水装置，选址在原３０万ｔ循环水系统界区内，利 用原有的１Ｏ座横流塔的主体框架（立体、主梁、风 筒、水池），采用新的技术、新的工艺、新的材料，将原 老式横流塔改造成逆流塔。以提高冷却塔的热工效 率，最大幅度地提高冷却能力，满足吴泾化工有限公 逆流冷却塔设计参数见表１。 一９３— 经验交流 工业水处理２０１０一Ｏ１，３０（１） （２）在进风口淋水段采取适当的阻尼措施，来均 表１逆流冷却塔设计参数 衡塔体平面各区域的风量。 （３）在靠近进风口处的最下层填料采用改性直 波填料，增加靠进口处边层填料的进风量。 （４）通过调整进风口处边层填料的布置方式，减 少该处断面的配风阻力，增大该处进风量。 （５）选配合适的风机。风机选用上海化工机械二 厂的玻璃钢轴流风机，该风机有改良的减速箱和碳 纤维传动轴，风量大、运行平稳、振动小。风机的技术 ３逆流冷却塔单塔的热工性能验证 参数见表２。 表２选配风机的技术参数 风机技术参数 配用电机 根据气象条件和工艺参数，实际设计的逆流塔 冷却水量能力最大为３ ０００ ｍ３／ｈ，设计方案的可行 性可以通过麦克尔热平衡方程予以验证。 工艺设备放热可通过式（１）计算。 性能对比—瓦ｉ７＿— ７＿ （ｍ３・ｈ ）Ｐａ 改造要求 —面 Ｐａ ｋＷ —面雨 率，ｋｗ ｌ６ｏ Ｐａ １．８４ｘ１ ０６ １４８．２Ｏ ４ｏ．１０ １８８．３０ １３７．６０ 样本性能曲线ｌ，９５ｘｌ １３５．６８ ５３．３５ １８９．０３ １１９．０６ ｉ６０ Ｗ．＝Ｑｘ（ｔｌ－ｔ２）ｘＣｘｐ 式中： 放——工艺设备放出的热量，ｋＪ／｝ｌ； ｐ——单塔设计水量，ｍ３／ｈ； ｔｌ——进塔温度，ｏＣ； ￡广出塔温度，ｏＣ； 水的比热容，４．２ ｋＪ／（ｋｇ・ｏＣ）； 水的密度，１．ＯｘｌＯ ｋｇ，ｍ 。 （１） ４；２改造内容 针对公司塔群存在的状况，在总结同类型横流 冷却塔进行逆流塔改造的经验基础上。通过对塔体 内部的配水系统、收水系统及填料的改造，使改造后 的冷却塔单塔处理能力由２ ７００ ｍ３／ｈ提高到３ ０００ ｍａ／ｈ。这样既可以充分利用逆流塔热工效率高、原横 流塔占地面积大的特点，又无需改变原塔的风机动 Ｑ＝３ ｏ００ ｍａ］ｈ，ｔ１＝４２℃，ｔ２＝３２℃，由式（１）计算 得 放＝１．２６ｘ１０ ｋＪ／ｈ。 力系统，可最大程度地挖掘该塔的潜力。根据这样的 设计思路和要求，我们进行了以下的具体改造工作。 （２） 冷却塔吸热可按式（２）计算。 吸：ｆＧ×（ ２一 ｌ）× × 式中： 暖——冷却塔吸收热量，ｌ【Ｊ／ｌｌ； Ｇ——进风量。ｍ３／ｈ： 。——（１）按某冷却塔股份有限公司的技术要求，拆除 标高１．７０、４．９０、８．１０ ｍ平面的部分次梁，对保留的 主梁、立柱及部分次梁按吴泾化工设计院的设计进 进塔空气的热焓，ｋＪ／ｋｇ； 出塔空气的热焓，ｋＪ／ｋｇ； 行植筋加固处理，并用环氧沥青涂料对塔内壁，砼结 构进行整体防腐。 （２）对原塔两侧进风方向，从标高４．９ ｍ处向上 至原配水池底用玻璃板封堵，原横流塔改为尺寸 厂ｒ空气的密度，ｋｇ／ｍ。； 冷却效率。 ｉｌ＝８９．５ ｋ ｇ，ｉ２＝１５０．４ ｋＪ／ｋｇ，ｒｇ＝１．１８３ ５ ｋｇ／ｍ￣， １１．０ ｍｘｌ８．０ ｍ、进风窗高度为３．２ ｍ的逆流塔。风机 直径和电机功率不变。 ７＝０．９５，根据麦克尔公式，只有当Ｗ吸＞ 放时，冷却塔 的热工性能方能满足工艺放热，计算可知Ｇ≥ １．８４ｘ１０ ｍ３／ｈ．而逆流冷却塔选用匹配的风机风量为 １．９５ｘ１０ ｍ３／ｈ，满足这一要求。 ４改造措施及改造内容 ４．１改造措施 （３）在原塔的气室空间４．９ ｍ标高的平面上安 装玻璃钢型材填料架，并利用原来设置填料层的填料 架．设置高为１．７５ ｍ，平面尺寸为１１．０ ｍｘｌ８．０ ｍ的 双梯波薄膜填料层，该填料基片厚（０．４０￣０．０５）ｍｍ， 其表面积大．热力和阻力综合性能好，材质为改性 ＰＶＣ。 为了保证改造后逆流冷却塔的冷却效果．针对 原横流塔塔身较低，为避免改造后逆流冷却塔的进 风口风量较小的不利影响．在改造中采取了以下几 （４）废除原塔池式配水系统，采用管式配水系统 三溅式防松喷头喷淋，配水管线采用回路网状布置， 并设置平衡管，以保证管路各部分水压力均匀。配水 管安装采用支撑与悬吊结合的方法。主管及支管下 项措施来降低风速，增大进风量。 （１）适当提高填料高度，增大进风量。 －——９４．—— 工业水处理２０１０一Ｏ１，３０（１） 部装有喷头以防止停车时管道积水和运行时管道污 蔡兴明：横流冷却塔改造成逆流冷却塔的实施及效果 横流塔改成逆流冷却塔，不仅能充分利用原有场地 和设备、节省了投资，而且大幅度地提高了热工性 能，提高了单塔的出水量。另外，通过对逆流冷却塔 的热工性能验算，验证了本塔在给定气象条件和工 艺参数下。实现单塔冷却水量３ ０００ ｍ 的现实性 和可能性。 泥沉淀，使配水管道不存在污泥沉淀的情况，避免了 配水管道进行人工清洗的麻烦。 本次改造中喷水采用下喷方式。三溅式防松喷 头布水，该喷头布水均匀、工作水压低、压力适应范 围大、不易堵塞。塔内喷头布置时适当内缩，减少了 溅洒到塔壁上的水量，大大减少了冷却塔的壁流量。 （５）废除原塔收水系统。在配水系统上重新设置 配水支撑，安装收水器。收水器采用某公司的专利 产品ＳＪ型高效加筋弧型收水器，该收水器具有收水 效率高、气流阻力小、强度高、安装维修方便、阻燃能 强的优点，且收水率达０．００１％，远低于国际值 ０．０１％。另外由于该收水器阻力较其他高效收水器 要低，因而电机所消耗的电耗相对较低。由于其为 挤拉成型，片厚为０．６～Ｏ．８ ｍｌｎ，故其强度高，整体刚 性好，使用寿命长。 （６）为使气流顺畅、防止形成涡流，在塔顶设置 ＦＲＰ导流板。拆除并更换原塔砖墙封堵板以下的进 风百叶窗。 项目改造完成后，改造后的逆流冷却塔通过 ２ ａ多的实际运行以及对各项参数的测试和分析。 单塔处理水量大于３ ０００ ｍ３／ｈ，凉水塔实际温差为 ８～ｌＯ℃：冷却塔按改造设计工况时运行冷却能力改 为１０５．１％，达到处理能力要求；冷却塔运行稳定，布 水管网设计合适，淋水较均匀，运行能耗低于规定要 求，水质处理及时；改造后的钢混型逆流式机械通风 冷却塔，外观整体规范，收水器及配水系统，填料结 构合理，布置规范。本次改造循环水系统的逆流冷却 塔单塔水量和冷却效率都达到了预期的效果。 ［参考文献】 ［１］中．发电厂水处理工程［Ｍ］．北京：中国电力出版社，１９８５： ２６０—２６３． （７）本塔水池、３．２ ｍ进风窗以上及塔体护围和 风筒全部采用聚酯玻璃钢面板进行装饰，玻璃钢产 品的固化度＞８０％，弯曲强度＞１４７ ＭＰａ，巴氏硬度＞ ３５，结构层树脂质量分数为５０％，原辅材料采用 １８９ 、１９１ 面板，耐高温树脂。表面采用防老化、抗紫 外线性能卓越的胶衣树脂，长久使用不褪色龟裂。 ５改造后逆流冷却塔的运行情况 ［２］金熙，项成林，齐冬子．工业水处理技术问答及常用数据［Ｍ］．北 京：化学工业出版社．１９９７：２３一ｌｌＯ． ［作者简介】蔡兴明（１９６５一），１９８６年毕业于上海应用技术学院。电 ｉ￣：０２１－－６４３４２２４０，Ｅ－ｍａｉｌ：ｃａｉｘｉｎｇｍｉｎｇ＠ｗｊｃｈｅｍ．ｃｎ。 ［收稿日期】２００９－０９－０５（修改稿） 本次循环水系统项目改造，冷却塔利用原老式 ・简 讯・ 平流沉淀池清淤装置 平流沉淀池清淤装置是仿制人工清理污泥的原理而设 由于行走速度很慢，加之污水的密度仅为１．２～１．４ ｍ３，物体 计的。新上的机械装置可带动几台泵同时进行纵向移动排 在水中的移动阻力可以忽略，因此主要依据克服摩擦力进行 选型。（２）排污设施。选用４台液下排污泵。流量４ｏｍ ，扬程 ２５ ｎｑ，排污溜槽为４００ ａｍ￣６００／ｒｒｌｎｌ的玻璃钢内衬钢板。（３） 收泥装置。主要由１０ ｍｍ钢板按６０。倾角焊接而成．安设在 污泥泵附近。（４）限位装置。在沉淀池内设限位开关和防撞缓 污，机械收泥装置在移动的过程中自动将污泥推向泵的附 近，不需要排干池子内的水，达到了自动化连续排污的目的。 该装置由以下几部分组成：（１）行走装置。主要包括行走工作 平台、行走传动机构两部分，是承载和移动排污泵及收泥器 的主要载体。行走工作平台主要由主支承梁、次构造梁、平台 冲及报警机构。（５）检修起吊装置。鉴于水体杂物易堵塞污泥 泵，在行走平台上方设手动行走起吊装置，便于检查和更换。 （６）电气控制部分。能实现清淤装置的就地／远程控制。 （由李剑峰供稿） 铺板组成。传动机构包括电动机、减速器、行走轮、从动轮及 轨道。根据机械设计手册并且参照相关行车资料，选择行走 轮直径为Ｄ４００ｍｍ，行走速度为１．０ｎｇｍｉｎ，轨道选用３８ ｋｇｍ。 一９５—
