循环水冷却塔技术改造

雷雨，陈维诚

(甘肃北方三泰化工有限公司，甘肃 白银 730900)

甘肃北方三泰化工有限公司(以下简称“北方三泰”)于2008年建成投产，现有10万t/a离子膜法烧碱装置，循环水工序采用钢混结构逆流式喷雾冷却塔配套电动风机，循环水冷却塔历经多年，出现了一些问题，亟待通过技术改造解决。

1 问题

北方三泰循环水系统采用2台钢混结构逆流式喷雾冷却塔，单塔处理水量为2 000 m3/h。自换热设备来的循环回水进入冷却塔喷淋系统，经喷头雾化后自上而下落入循环水池；同时，电动机经传动轴、减速机驱动冷却塔风机，使雾化水滴在下落过程中进行水汽交换，实现降温，而随气流上升的小水滴在冷却塔上部经收水器集聚后形成大液滴落下，达到节水的目的。

冷却塔自安装使用至今,出现了下列问题：①冷却塔四周玻璃钢围板漏水较严重，局部已成黑色并长有青苔，整体外观肮脏不堪；②雾化喷头喷淋效果较差，雾化不均匀；③塔内PVC收水器老化、脆裂，部分塌陷，收水效果差，飘水严重，造成水资源浪费；④进风双侧无斜收水板，冷却塔下落水溅至水池外，冬季易结冰；⑤冷却塔风机采用电动机驱动，消耗电能，产生电费。

2 改造措施

基于上述问题，北方三泰决定对循环水冷却塔进行改造，改造思路如下。

(1)拆除循环水冷却塔四周的老旧围板，更换新围板。

(2)拆除原有老旧的PVC喷头，更换新型球状喷头，改善喷淋效果。

(3)在喷淋层下方增加淋水填料支架，安置厚度500 mm的S形淋水填料，以增加水汽交换时间。

(4)对部分老旧收水器进行更新，改善收水器收水效果。

(5)拆除原有电动风机的电动机、减速器，在原减速器底座上安装SNJ水能风机，水能风机出水管接至原喷淋系统管线。

在循环冷却水系统中，通常包含水泵、阀门、管道、换热设备、冷却塔等元件。一般由水泵将冷却塔降温后的水输送至高位的换热设备进行热交换，换热设备出水(热水)自上而下进入低位冷却塔内布水系统进行雾化冷却。

传统的冷却塔冷却方式是由电动风机抽风入塔进行水汽热交换达到降温的目的。冷却塔风机运行，消耗电能，增加运行成本。

本次改造采用无电耗水能风机(运用于冷却塔上，代替传统的电动机、传动轴、减速机；风机驱动源由电力改为液力)，是将系统换热设备出水(热水)经管道、阀门引至塔顶中心水能风机，靠高低位落差势能及水泵的富余扬程，驱动水能风机旋转，水能风机出水垂直落下，与塔内布水系统接通，进入各喷头雾化冷却。

(6)对原回水管线进行改造，将进喷淋管线中心管延至冷却塔塔顶，水平连接至水能风机进口。在原喷淋管线支管上新增控制蝶阀，以调控进水能风机的水量。

(7)在冷却塔进风侧围板下方安装斜收水板，减少循环水飘失。

3 运行效果

3.1 装置运行情况

技术改造完成后，在运行调试期间，在单塔单泵(1台循环水泵)的工况下，对水能风机进行了测试，测试数据如表1所示。

表1 水能风机测试数据表

由表1可以看出:循环水冷却塔顶水能风机进口压力达到0.06 MPa时，风机转速基本达到预期值(155 r/min)。

循环水冷却塔投入运行后，在生产线满负荷工况下，统计了循环水上水温度，如图1所示。改造前后循环水上水温度对比如图2所示。

图1 循环水上水温度曲线图

由图1可见:生产线满负荷条件下，循环水上水温度≤23 ℃，冷却塔喷淋效果良好，雾化均匀，满足生产线的需要。

图2 循环水上水温度对比示意图

由图2可见:技术改造完成后(8月)的循环水上水温度与上年7月和9月相比，降温效果与改造前基本持平，达到了改造效果。

3.2 节能情况

改造取消了电动机，按每年电动机运行9个月，每台电动机功率90 kW计算，则2台电动机全年可节省电费：

90×2×9×24×30×0.47=46.6万(元)。

可见，改造后取得了良好的经济效益。

4 结语

改造循环水冷却塔后，彻底解决了循环水冷却塔漏水严重、雾化不均、收水效果不佳等问题，同时减少了电能消耗。自投用以来，冷却塔运行平稳，各项指标良好，节能效果显著。