《冷却塔改造.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《冷却塔改造.pdf（3页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
1、2 0 0 3 年第 2 6 卷第 1 期 石油化工环境保护 E N VI R O NME N T A L P R O T E C T I ON I N P E T R OC H E MI C AL I N D US T R Y. 5 5- 冷却塔改造 王斌 ( 中国石化工程建设公司， 北京 1 0 0 0 1 1 ) 摘要: 为实现节能和满足扩大生产时增加水量的要求， 利用先进技术对冷却塔进行改造， 提高处理能力， 是行之有效、 节 约投资的好方法。 关镇词: 冷却塔改造设计 R e v a mp i n g C o o l i n g T o w e r Wa n g B i n ( S
2、I NO P E C E n g i n e e r i n g I n c o r p o r a t i o n , B e i j i n g 1 0 0 0 1 1 ) Ab s t r a c t B y m e a n s o f a d v a n c e d t e c h n o l o g y ， t h e c o o l i n g t o w e r w a s r e v a m p e d t o r e a l i z e s a v i n g e n e r g y a n d m e e t t h e r e q u i r e m e n t o f
3、e n l a r g e o f p r o d u c t i o n c a p a c i t y . T h i s i s a g o o d w a y t o i n c r e a s e c a p a c i t y a n d s a v e i n v e s t me n t . K e y w o r d s : C o o l i n g t o w e r ， R e v a mp ， D e s i g n 1 概述 1 9 9 9 年5 月， 湛江东兴石油企业有限公司 为了实现循环水系统的扩能需要， 委托中石化 北京设计院对现有循环水场中1 6 间冷却塔的
4、 其中2 间进行扩能改造试验， 要求每间冷却塔 能力由原来的3 5 0 m 3 / h 扩大到 6 0 0 m / h . 该厂循环水场建于 1 9 8 9 年， 共有冷却塔 2 座1 6 间， 冷却塔为机械通风逆流塔， 钢筋混凝 土框架、 围护结构， 设计填料为 1 . 6 m水泥格网 板， 管式配水， 反射， 型喷头， 玻璃钢波1 6 0 一 4 5 型收水器， 配用似. 7 0 m风机。 本次改造的任务是对其中的两间进行扩能 改造试验， 改造的技术参数如表 t o 改造的具体任务是在上述技术参数的条件 表 1 技术参数 项目数值 塔平面尺寸/ m 2 塔高/ m 设计湿球温度/ 大气压力
5、 干球温度/ 热水温度/ 冷水温度/ 8 . 4火8 . 4 1 0 . 5 2 8 7 5 6 . 2 3 1 4 4 3 2 下， 塔体结构不变， 沿用原有的风机， 通过改造 其配水系统和填料， 单台塔处理水量由3 5 0 m 3 / h 达到 6 0 0 m / h 。另外， 更换破损的收水器， 改 收稿日 期: 2 0 0 2 -1 2 -1 1 作者简介: 王斌， 男， 工程师。 现在中国石化工程建设公 司环保一室从事设计工作。 万方数据 5 6.石油化工环境保护2 0 0 3 年第 2 6 卷 m =一0 . 0 0 1 0 9 8 2 +0 . 0 0 1 1 8 q +2 .
6、2 3 9 5 5 O h 一填料中风压损失( m m水柱) p i 一进塔空气容重( k g / M3 ) V C P 一填料处平均风速( M / S ) 为便于使用， 将填料的热力特性与阻力特 性用图形表示， 如图一、 图二。 1 . 0 0. 9 产产 钻子 0 1 少/ 洲/ J尹 J尹 户 / / z2 巨 口日日 0 . 3 0 . 4 0 . 50 . 7 0 . 91 气水比从 1 . 5 2 . 0 3 . 0 图 1 T 2 5 -6 0 0 淋水填料热力特性曲线 ( I . .水往刁8 0 6 6 5 P a ) 渤犷黔 川气d淤劝 造充分体现投资省、 能耗低的原则。 众
7、所周知， 淋水填料和配水喷头的选择是 提高冷却塔热力性能的关键。淋水填料是冷却 塔进行热交换的主要部件。填料性能的好坏直 接关系到冷却的效果。填料选择的基本原则应 包括以下几点: ( 1 ) 单位体积的填料表面积要大， 散热性能 好。 ( 2 ) 填料型式有利于降低水流速度且通风 阻力小。 ( 3 ) 填料表面不宜太光滑， 亲水性能要好。 ( 4 ) 填料片强度要高， 整体性能好， 便于组 装和安装。 改造前塔的填料为水泥格网板， 它具有取 材方便、 经久耐用、 水质适应性强的特点， 但其 热力特性不够高， 其冷却数 N通常为( 1 . 5 3 - 1 . 6 3 ) X 0 . 4 9 。如
8、今， 石化系统普遍采用塑料薄膜 式填料或玻璃钢斜波纹填料。 前者与后者相比， 具有较大的表面积和通孔孔径， 其片形有利于 延长水的停留时间， 冷却效果好。 而后者便于清 污， 适应循环水水质较差的工况， 但该填料表面 光滑， 亲水性差， 冷却能力低。对于淋水填料材 质和型式的设计是因水质而异。湛江炼油厂由 于冷却水的药剂处理与管理做得好， 基本没有 漏油事故， 浊度低， 循环水水质比较好， 因此本 次改造采用热力性能较高的 P V C梯波填料 T2 5 一6 0 0 。 2 冷却塔设计计算 填料的热力、 阻力特性是冷却塔设计计算 的基础， T 2 5 一6 0 “ 梯形斜波热力特性: N=2
9、. 0 5 .1 0 . 4 9 H =1 . 2 5 M 式中N特性数， 表示冷却塔填料所具有的 散热特性。 又 气水比， 空气与水的重量比。表示每 公斤水冷却到预定温度所需要的空 气的公斤数。 阻力特性: ,A h / p I =A V 今H=1 . 2 5 M 式中: A= ( 0 . 0 0 1 0 6 8 2 +0 . 0 0 8 1 1 q +0 . 7 9 3 7 2 ) X 9 . 8 1 4匕es es Ies es es I 0 石0 . s 1 . 0 切m s 图 2 T 2 5 -6 0 0 淋水填料阻力特性曲线( H=1 . 2 5 ) 2 . 1 热力计算求气水比
10、 逆流式冷却塔的热力计算根据麦克尔方程 式 : 丁 一 d ti - i 方程式左边表示冷却塔填料所具有的散热 特性。 方程式右边积分式称为冷却塔的交换数， 万方数据 第 1 期王斌 . 冷却塔改造.5 7 它与冷却任务大小和冷却塔的热力过程有关， 随冷却任务和冷却环境而变化。 在计算时， 可以 选择几个不同的气水比， 求出相应的交换数， 并 根据计算结果绘制出交换数曲线， 同时， 将选定 的淋水装置( 填料) 的热力特性曲线绘制在同一 坐标图( 图一) 上， 两曲线之交点即为所求的工 作点( 气水比) 。 由于热力计算繁琐， 本次设计计算是通过 计算机完成的。( 为保证改造塔的冷却能力， 填
11、 料性能按折减系数0 . 9 计算) 。 通过计算得气水 比 A = 0 . 9 1 2 . 2 阻力计算求通风量 根据理论计算并参考相似冷却塔的阻力测 定数值， 改造塔的风机全压应不大于 1 4 m m水 柱， 以风机全压 1 4 m m水柱、 风机叶片安装角 度1 2 . 5 0 计算， 查图， 风量为5 6 . 5 X 1 0 4 m s / h a 2 . 3 根据气水比求冷却水量 根据气象参数查图或计算得进塔空气容重 为1 . 1 2 4 k g / m 3 ， 塔内空气平均容重按 0 . 9 8 X 1 . 1 2 4 =1 . l k g / m 3 计算 根据x =空气重量/
12、冷却水量=0 . 9 1 冷却水量=5 6 . 5 X1 0 4 X1 . 1 / ( 1 0 0 0 X0 . 9 1 ) =6 8 3 t / h 改造塔单间冷却水量计算值约为6 8 0 t / h , 3 配水系统设计 本次改造为降低能耗， 采用低压管式配水， 配水管环状布置。 鉴于原设计钢管腐蚀严重， 用 玻璃钢管取代原钢管， 玻璃钢管具有重量轻、 耐 腐蚀的特点。配水喷头由原来的反射 II 型喷头 改为多层流喷头， 因为反射型喷头水溅出后呈 平面状扩散， 水滴在空中停留的时间较短， 而多 层流喷头在喷洒状态、 布置均匀性、 结构形式以 及坚固性等方面都优于反射型， 水经喷溅后形 成立
13、体多层水滴， 喷洒均匀， 无中空， 水滴在空 中停留时间长， 使水、 气的热、 质交换充分。另 外， 由于从经济上考虑， 单纯采取气动措施做到 绝对的配风均匀不一定合理， 本次改造对配水 做了适当调整( 喷头的布置) ， 即在风速稍低处， 配水相应的少， 反之亦然， 使得配水和配风相适 应， 这是投入不多， 效果甚好的一条技术路线。 对于除水器， 虽然改造后的型号还是波 1 6 0 -4 5 ， 但是采用的是加强型， 收水效率高， 阻 力小， 并且除水器低位放置， 即以配水管做除水 器的支梁， 这样除水器放在气流平顺段， 使通过 除水器的气流在平面上分布均匀， 则可大大提 高除水效率， 并降低
14、气流阻力。另外， 除水器以 配水管为支梁， 既节省了除水器支梁， 同时又减 少了气流阻力。 1 9 9 9 年1 1 月湛江东兴石油企业有限公司 对冷却塔进行了改造建设， 于2 0 0 0 年7 月由洛 阳石化工程公司按“ 工业冷却塔测试方法” 对冷 却塔进行了测试。 测试结果表明: 改造后的塔热 工性能明显提高， 塔内空气分布、 淋水密度分布 均匀， 阻力小， 实测条件下， 冷却塔冷却水量达 到设计能力， 这些说明冷却塔改造是成功的。 ( 上接第3 5页) 生长。同时， 废水必须是非腐蚀性的， 或者用泵 灌注的井必须耐腐蚀。 用深井法处置的废水， 最好选用高盐、 重金属 等废水， 对于污泥或
15、不稳定的污水、 可能发生凝结 的和高浓度的有机或放射性 废水则不宜选用。 参考文献 1 王兆雄等. 化工环境保护和三废治理技术 . 化学 工业出版社， 1 9 8 4 武汉钢铁公司. 工业污染防治及其技术经济分析. 冶金工业出版社， 1 9 9 1 A L A N . r u b i n . C h e m i s t r y o f w a s t e w a t e r t e c h o l o g y . 1 9 8 6 M. B o l l e r . Nu t r i e n t R e mo v a l f r o m wa s t e wa t e r , 7 t h E u r o p e a m s e w a g e a n d R e f u s e s y mp o s i u m， E w p c u i f a t Mu n i c h . 1 9 8 7 万方数据