大型雙曲線冷卻塔的加固設計

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

大型雙曲線冷卻塔的加固設計

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

介紹了煤化工煤制甲醇生產循環水裝置中雙曲線冷卻塔系統存在的問題，對冷卻塔人型支柱表面損壞的影響因素進行了分析；針對影響因素對雙曲線冷卻塔人型支柱進行了設計改進，提高了循環水系統運行穩定性，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；擋風板；加固

內蒙古榮信化工有限公司是以煤為原料生產甲醇的一家大型國有企業，公司生產工藝先進，采用3臺大型鍋爐產生蒸汽，單臺鍋爐容量220t/h，生產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，實現水資源的循環利用。最近雙曲線冷卻塔出現了一些問題，公司經過專門研究，對冷卻塔進行加固設計并改進實施，提高了冷卻塔的穩定性，使系統得以安全運行。

1 雙曲線冷卻塔在生產運行中產生的問題

我單位循環水冷卻塔澆筑，高度105米，冷卻面積4500 m2，是公司大型標志性建筑，冷卻塔詳細參數見下表一。冷卻塔采用40對人型支柱支撐，生產運行中，人型支柱根部基礎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。經過多方面分析，總結出3方面的具體原因。

1.1 工藝操作的影響

冷卻塔是對全公司生產運行中使用過的水進行冷卻凈化處理后再次循環利用。水在循環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；

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使部分地方變質而脫落。

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；生產中，冷卻水持續沖刷支柱，先是將人形支柱涂刷的防腐漆沖刷掉，進一步使得支柱混凝土少量部位松動脫落。

1.3 氣溫的影響

公司駐地在內蒙古鄂爾多斯市，此地區冬季漫長，氣溫很低，塔中水很容易附著在柱子上結冰，并且冰塊體積越結越大。冰塊對支柱先是凍結，增大了支柱的脆性，減少了支柱的強度；同時，過重的冰塊產生的拉伸力加速了對支柱的損壞。

表一雙曲線冷卻塔的相關技術參數

2 冷卻塔的加固設計

2.1 對支柱表面的加固

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備。清理雜物時應采取保護措施，雜物不得落入池內。原支柱混凝土采用C30混凝土，為提高結合力，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細石混凝土，表面磨平拋光。后期做好混凝土養護工作。

2.2 對支柱根部的加固

冷卻塔水位降低至舊支支柱根部表面20cm以下，人員立即進場施工。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合度。清理雜物應采取保護措施，不得落入池內。

在舊支墩上植筋并支設模板，進行混凝土澆筑施工，新混凝土支墩做成喇叭狀平臺，上大下小；上表面水平，側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。新混凝土支墩平臺表面高度位于防風板下口護圈支架下5cm處，使用C35鋼筋混凝土施工；混凝土要求使用抗滲抗凍混凝土，抗滲級別：W8；抗凍級別：F250；混凝土內部鋼筋采用直徑10mm二級鋼，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；鋼筋外混凝土保護層厚50mm。見附圖1。后期做好混凝土養護工作。

圖1 ：基礎加固示意圖

2.3 對支柱的防腐處理

待支柱表面修補層細石混凝土及新支墩混凝土強度達到要求后，池中水面上混凝土支墩平臺及人形柱體用耐酸堿玻璃絲網格布、6101環氧樹脂膠進行涂刷纏繞，使用3布4油的施工工藝進行防腐施工處理。施工時，嚴禁玻璃絲布與柱子間有空鼓、起泡現象。

2.4 對冷卻塔的除冰設計

因為支柱結冰,會造成涼水塔結構失穩。為此，我們在支柱外圍周圈設計制作了卡槽，即擋風板支架，分布在支柱上、中、下三個地方；同時根據冷卻塔人型支柱外圍周長定制了一批玻璃鋼擋風板；當冬季到來，支柱表面開始形成冰塊時，將玻璃鋼擋風板分2層安裝在擋風板支架上，這樣既阻止了大量冷空氣使得支柱上結冰，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，拆除擋風板也很方便。

3 結語

該設計對冷卻塔出現的安全隱患進行了處理，加固了冷卻塔基礎及支柱，提高了冷卻塔的穩定性；施工所用的材料容易獲取，成本較低；通過擋風板的安裝和拆卸，能在維護冷卻塔安全的情況下，發便有效調節冷卻塔的冷卻效果。我公司按此設計施工后支柱腐蝕剝落現象已經消除，系統正常運行，達到了預期效果。