大型雙曲線冷卻塔的加固設(shè)計(jì)

劉望軍 李秀明 孫西紅 納娟（內(nèi)蒙古榮信化工有限公司，內(nèi)蒙古 鄂爾多斯 014300）

大型雙曲線冷卻塔的加固設(shè)計(jì)

劉望軍 李秀明 孫西紅 納娟（內(nèi)蒙古榮信化工有限公司，內(nèi)蒙古 鄂爾多斯 014300）

介紹了煤化工煤制甲醇生產(chǎn)循環(huán)水裝置中雙曲線冷卻塔系統(tǒng)存在的問題，對(duì)冷卻塔人型支柱表面損壞的影響因素進(jìn)行了分析；針對(duì)影響因素對(duì)雙曲線冷卻塔人型支柱進(jìn)行了設(shè)計(jì)改進(jìn)，提高了循環(huán)水系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性，消除了雙曲線冷卻塔存在的安全隱患。

雙曲線冷卻塔；人型支柱；擋風(fēng)板；加固

內(nèi)蒙古榮信化工有限公司是以煤為原料生產(chǎn)甲醇的一家大型國(guó)有企業(yè)，公司生產(chǎn)工藝先進(jìn)，采用3臺(tái)大型鍋爐產(chǎn)生蒸汽，單臺(tái)鍋爐容量220t/h，生產(chǎn)過程中需要使用大量淡水。為此，我公司上了一套大型雙曲線冷卻塔，實(shí)現(xiàn)水資源的循環(huán)利用。最近雙曲線冷卻塔出現(xiàn)了一些問題，公司經(jīng)過專門研究，對(duì)冷卻塔進(jìn)行加固設(shè)計(jì)并改進(jìn)實(shí)施，提高了冷卻塔的穩(wěn)定性，使系統(tǒng)得以安全運(yùn)行。

1 雙曲線冷卻塔在生產(chǎn)運(yùn)行中產(chǎn)生的問題

我單位循環(huán)水冷卻塔澆筑，高度105米，冷卻面積4500 m2，是公司大型標(biāo)志性建筑，冷卻塔詳細(xì)參數(shù)見下表一。冷卻塔采用40對(duì)人型支柱支撐，生產(chǎn)運(yùn)行中，人型支柱根部基礎(chǔ)表面混凝土少量剝落；人型支柱表面防腐漆脫落，部分地方混凝土有剝落情況。經(jīng)過多方面分析，總結(jié)出3方面的具體原因。

1.1 工藝操作的影響

冷卻塔是對(duì)全公司生產(chǎn)運(yùn)行中使用過的水進(jìn)行冷卻凈化處理后再次循環(huán)利用。水在循環(huán)使用中需要加酸處理，冷卻水加酸處理后，水中含氯離子、硫酸根離子較多，腐蝕性較強(qiáng)；

人型支柱及其根部常年浸泡在冷卻水中，富離子水與混凝土薄弱部分緩慢反應(yīng)使部分地方變質(zhì)而脫落。

1.2 水流的影響

冷卻塔高度大，冷卻水自塔頂流到塔底，沖擊力較強(qiáng)；生產(chǎn)中，冷卻水持續(xù)沖刷支柱，先是將人形支柱涂刷的防腐漆沖刷掉，進(jìn)一步使得支柱混凝土少量部位松動(dòng)脫落。

1.3 氣溫的影響

公司駐地在內(nèi)蒙古鄂爾多斯市，此地區(qū)冬季漫長(zhǎng)，氣溫很低，塔中水很容易附著在柱子上結(jié)冰，并且冰塊體積越結(jié)越大。冰塊對(duì)支柱先是凍結(jié)，增大了支柱的脆性，減少了支柱的強(qiáng)度；同時(shí)，過重的冰塊產(chǎn)生的拉伸力加速了對(duì)支柱的損壞。

表一雙曲線冷卻塔的相關(guān)技術(shù)參數(shù)

2 冷卻塔的加固設(shè)計(jì)

2.1 對(duì)支柱表面的加固

支柱表面涂刷有防腐漆，但防腐漆脫落較大，部分地方混凝土也有剝落。首先需將支柱表面的防腐漆使用鋼刷刷除干凈，為下一步工作做好準(zhǔn)備。清理雜物時(shí)應(yīng)采取保護(hù)措施，雜物不得落入池內(nèi)。原支柱混凝土采用C30混凝土，為提高結(jié)合力，用清水將支柱上混凝土剝落形成的凹坑清洗干凈，并涂刷界面劑，然后填充C35細(xì)石混凝土，表面磨平拋光。后期做好混凝土養(yǎng)護(hù)工作。

2.2 對(duì)支柱根部的加固

冷卻塔水位降低至舊支支柱根部表面20cm以下，人員立即進(jìn)場(chǎng)施工。首先用鋼刷清理支柱根部下面支墩的混凝土表面層，待原混凝土表面防腐漆及腐蝕損壞部分清理完成后，進(jìn)行支墩表面鑿毛，開鑿植筋孔，并用清水清洗干凈，涂刷界面劑，增加新舊混凝土之間的結(jié)合度。清理雜物應(yīng)采取保護(hù)措施，不得落入池內(nèi)。

在舊支墩上植筋并支設(shè)模板，進(jìn)行混凝土澆筑施工，新混凝土支墩做成喇叭狀平臺(tái)，上大下小；上表面水平，側(cè)表面與人型支柱平行，下部與人型支柱根部舊支墩表面一樣大。新混凝土支墩平臺(tái)表面高度位于防風(fēng)板下口護(hù)圈支架下5cm處，使用C35鋼筋混凝土施工；混凝土要求使用抗?jié)B抗凍混凝土，抗?jié)B級(jí)別：W8；抗凍級(jí)別：F250；混凝土內(nèi)部鋼筋采用直徑10mm二級(jí)鋼，縱筋與橫筋均間隔200mm一根；縱筋植根與就支墩上表面，植筋深度200mm；鋼筋外混凝土保護(hù)層厚50mm。見附圖1。后期做好混凝土養(yǎng)護(hù)工作。

圖1 ：基礎(chǔ)加固示意圖

2.3 對(duì)支柱的防腐處理

待支柱表面修補(bǔ)層細(xì)石混凝土及新支墩混凝土強(qiáng)度達(dá)到要求后，池中水面上混凝土支墩平臺(tái)及人形柱體用耐酸堿玻璃絲網(wǎng)格布、6101環(huán)氧樹脂膠進(jìn)行涂刷纏繞，使用3布4油的施工工藝進(jìn)行防腐施工處理。施工時(shí)，嚴(yán)禁玻璃絲布與柱子間有空鼓、起泡現(xiàn)象。

2.4 對(duì)冷卻塔的除冰設(shè)計(jì)

因?yàn)橹еY(jié)冰,會(huì)造成涼水塔結(jié)構(gòu)失穩(wěn)。為此，我們?cè)谥е鈬苋υO(shè)計(jì)制作了卡槽，即擋風(fēng)板支架，分布在支柱上、中、下三個(gè)地方；同時(shí)根據(jù)冷卻塔人型支柱外圍周長(zhǎng)定制了一批玻璃鋼擋風(fēng)板；當(dāng)冬季到來，支柱表面開始形成冰塊時(shí)，將玻璃鋼擋風(fēng)板分2層安裝在擋風(fēng)板支架上，這樣既阻止了大量冷空氣使得支柱上結(jié)冰，下部也留有一定間隙流通空氣，保證冷卻塔的換熱效果。春季氣溫上升后，拆除擋風(fēng)板也很方便。

3 結(jié)語

該設(shè)計(jì)對(duì)冷卻塔出現(xiàn)的安全隱患進(jìn)行了處理，加固了冷卻塔基礎(chǔ)及支柱，提高了冷卻塔的穩(wěn)定性；施工所用的材料容易獲取，成本較低；通過擋風(fēng)板的安裝和拆卸，能在維護(hù)冷卻塔安全的情況下，發(fā)便有效調(diào)節(jié)冷卻塔的冷卻效果。我公司按此設(shè)計(jì)施工后支柱腐蝕剝落現(xiàn)象已經(jīng)消除，系統(tǒng)正常運(yùn)行，達(dá)到了預(yù)期效果。