外掛翅片管消霧節(jié)水冷卻塔與冷凝模塊消霧節(jié)水冷卻塔對比分析
——評《T/CECS517-2018消霧節(jié)水型冷卻塔驗收測試規(guī)程》

季廣輝，陳 剛，李寶銀

(1.國能河北定州發(fā)電有限責任公司；2.山東藍想環(huán)境科技股份有限公司)

冷卻塔是工業(yè)上的一種常用冷卻設備。當工廠由于自身的生產(chǎn)產(chǎn)生較多熱量的時候，如果不及時地將熱量傳遞到外部環(huán)境中去，工廠內(nèi)部會由于熱量的聚集而影響設備的正常運行。這個時候就需要在工廠內(nèi)安裝冷卻塔，從而將工廠產(chǎn)生的廢熱傳遞到外部環(huán)境，利用水和空氣的接觸進行熱量的交換。冷卻塔的工作原理是利用干燥的空氣對設備進行降溫。干燥的空氣在鼓風機的作用下，從風網(wǎng)處進入冷卻塔；而工廠由于生產(chǎn)產(chǎn)生了大量的水蒸氣，水蒸氣分子因為壓力的作用向空氣端流動；當水蒸氣與空氣接觸的時候，在壓力的作用下，水蒸氣中的熱量會傳輸?shù)嚼淇諝庵?；交換熱量之后的熱空氣，通過鼓風機的作用被排到工廠外部環(huán)境，從而完成了熱量的交換，實現(xiàn)了對工廠內(nèi)部的降溫。在這個過程中由于水蒸氣含有大量的熱量，當遇到冷空氣的時候會產(chǎn)生冷凝水霧的現(xiàn)象，大量的冷凝水霧的產(chǎn)生，會影響工廠的正常工作。首先，由于冷凝水霧的產(chǎn)生會影響工廠內(nèi)職工的視線，從而影響職工的正常操作；其次，冷凝水霧的產(chǎn)生，會對機器造成一定的損害。所以在冷卻塔使用的過程中，需要盡量減少冷凝水霧的產(chǎn)生。

目前工業(yè)上使用的冷凝塔，為了減少冷凝水霧的產(chǎn)生，設計了很多方法，最常用的方法是外掛翅片管消霧節(jié)水冷卻塔與冷凝模塊消霧節(jié)水冷卻塔。外掛翅片管消霧節(jié)水冷卻塔的工作原理是：冷卻的循環(huán)水經(jīng)過翅片管束，使用空氣冷卻實現(xiàn)了第一次降溫，從而減少了水分的蒸發(fā)，不但實現(xiàn)了節(jié)水的目的，而且在一定程度上減少了冷凝水霧的產(chǎn)生；而進入翅片管束的外界冷空氣應為循環(huán)水，經(jīng)加熱作用變成了熱空氣，所以在冷卻塔內(nèi)進行交換的過程中溫差并不巨大，相對溫度的差異顯著降低，從而減小了冷凝水霧的發(fā)生。冷凝模塊消霧節(jié)水冷卻塔的工作原理是：填料區(qū)的飽和濕空氣與進入百葉窗的外界干冷空氣在冷凝模塊中進行換熱，但是采用的熱交換模式是非接觸式的；飽和的濕空氣因為溫度的降低而析出冷凝水，冷凝水經(jīng)過模塊下方的集水槽，通過導流的方式進入集水池，實現(xiàn)了節(jié)水的目的；而且經(jīng)過了初級降溫后的熱空氣在冷凝模塊的上方與冷空氣充分混合，從而減少了冷凝水霧的產(chǎn)生。

2018年3月23日，中國工程建設標準化協(xié)會發(fā)布了T/CECS 517-2018《消霧節(jié)水型冷卻塔驗收測試規(guī)程》，在這個測試規(guī)程中對于冷凝水塔的驗收標準進行了相應的規(guī)定。在規(guī)定中，對于冷卻塔的消霧及節(jié)水能力進行了詳細的規(guī)定。在對于冷卻塔節(jié)水及除霧能力驗收之前，需要按照程序的要求編寫測試大綱，并根據(jù)測試大綱做好測試前的各項準備工作，這樣才能保證現(xiàn)場測試及分析數(shù)據(jù)合乎程序及標準的要求。為了保證冷卻塔在測試的過程中保持良好的運行狀態(tài)，在測試之前需要保證冷卻塔無異常：① 首先要保證配水系統(tǒng)的清潔配水中不存在雜質(zhì)，因為雜質(zhì)的出現(xiàn)會影響整個冷面的效果。② 檢查機械系統(tǒng)是否處于正常的工作狀態(tài)，風機的安裝方向要保持正確，安裝角度保持一致，功率的實際值不應該與設計值存在10%以上的偏差。③ 保持集水器的清潔，避免海藻或異物對集水器的影響。④ 干燥區(qū)散熱器兩側(cè)不存在異物，因為異物的存在會對散熱效果產(chǎn)生影響。尤其是在冬季的時候，由于溫度較低，翅片上容易結(jié)冰，要對翅片進行除冰操作，避免結(jié)冰的形成對翅片散熱效果產(chǎn)生影響。⑤ 空氣和水的控制元件都應該按照要求進行設計及部署。⑥ 保證水閥的密封性和靈活控制性，避免水閥的問題影響水流的收集及利用。

測試工作需要保證在冷卻塔安裝調(diào)試完12個月內(nèi)進行。如果超過該時間，需要按照約定的時間進行。因為時間對于冷卻塔冷卻效果的測試有著嚴重的影響，如果間隔時間過長，冷卻塔的冷卻效果及節(jié)水除霧效果可能會因為元件的老化而受到影響。在測試的過程中需要保證測試驗收的單位具有相應的資格，而且在測試完成之后，需要驗收方用戶代表及制造方三方代表均在場簽字確認才代表著驗收項目的完成。對于測試單元的選擇也需要三方協(xié)商進行確認，保證測試的結(jié)果符合加權(quán)平均的原理，能夠充分代表著冷凝塔的冷凝能力及除霧節(jié)水的能力。

驗收過程中，驗收人員需要充分考慮環(huán)境因素。在驗收試驗中要求環(huán)境的平均風速不應大于3 m/s。由于風速具有不可控性，所以在驗收過程中放寬了條件，要求1 min之內(nèi)，陣風風速不大于4.5 m/s。由于冷凝塔受溫度和濕度影響較大，所以對于冷凝塔的驗收，空氣中的濕度和溫度做了相應的規(guī)定，水流量和大氣壓也做了規(guī)定。在測試過程中需要對測試點進行確認，一般測試點的總數(shù)不應少于8個。測試時應用專用的溫度傳感器測量空氣的氣流及溫度，并確保測量的結(jié)果不會受到外界因素的影響。測試過程中需要覆蓋每一個測試點。對于空氣速度的測量，規(guī)范給出了明確的計算公式，測試人員可以通過公式換算保證垂直風速的準確。對于測試結(jié)果的讀取，需要通過手工記錄或者數(shù)據(jù)自動采集系統(tǒng)進行記錄。對于測試結(jié)果的記錄，規(guī)范也同樣給出了標準的表格格式，測試人員可以通過參考標準自定制表格。

測試工況的時候，需要保證冷卻塔工作一段時間，到一定穩(wěn)定的狀態(tài)后再進行測試，從而保證測試數(shù)據(jù)的準確性。而規(guī)范也對冷卻塔的穩(wěn)定狀態(tài)進行了相應的規(guī)定。其中規(guī)定循環(huán)水、熱負荷、進出水溫降、溫度平均值這些數(shù)值的變化需要在一定的區(qū)間內(nèi)。當這些數(shù)值保持一定的穩(wěn)定度時，才可以進行工況的測試。當測試完成之后，測試人員需要對測試結(jié)果進行評估和分析。測試人員將測試數(shù)據(jù)與特性曲線進行對比，來評估冷卻塔的消霧效果。針對不同類型的冷卻塔，使用不同的評估指標進行消霧效果的評估。數(shù)據(jù)采集之后，需要對數(shù)據(jù)進行處理，每一個測試工況需要計算參數(shù)的算術(shù)平均值，在該規(guī)范中對于參數(shù)的修正方法進行了詳細的規(guī)定，根據(jù)測試期間的補水或排水狀況對參數(shù)進行修正。最后根據(jù)冷卻塔的特征曲線確定消霧指標與節(jié)水率，并通過給定公式進行修正。

計算完各指標值后，測試人員出具相應的測試報告，對于冷卻塔的節(jié)水及消霧能力進行描述。通過該規(guī)范的閱讀可以清楚地了解到冷卻塔驗收規(guī)定的詳細內(nèi)容。冷卻塔的承建方、使用方及驗收方需要詳細學習該規(guī)范的具體要求，根據(jù)規(guī)范要求進行執(zhí)行，以保證冷卻塔的功能完善，符合設計要求。