循環(huán)水冷卻塔技術(shù)改造

雷雨，陳維誠

(甘肅北方三泰化工有限公司，甘肅 白銀 730900)

甘肅北方三泰化工有限公司(以下簡稱“北方三泰”)于2008年建成投產(chǎn)，現(xiàn)有10萬t/a離子膜法燒堿裝置，循環(huán)水工序采用鋼混結(jié)構(gòu)逆流式噴霧冷卻塔配套電動風機，循環(huán)水冷卻塔歷經(jīng)多年，出現(xiàn)了一些問題，亟待通過技術(shù)改造解決。

1 問題

北方三泰循環(huán)水系統(tǒng)采用2臺鋼混結(jié)構(gòu)逆流式噴霧冷卻塔，單塔處理水量為2 000 m3/h。自換熱設備來的循環(huán)回水進入冷卻塔噴淋系統(tǒng)，經(jīng)噴頭霧化后自上而下落入循環(huán)水池；同時，電動機經(jīng)傳動軸、減速機驅(qū)動冷卻塔風機，使霧化水滴在下落過程中進行水汽交換，實現(xiàn)降溫，而隨氣流上升的小水滴在冷卻塔上部經(jīng)收水器集聚后形成大液滴落下，達到節(jié)水的目的。

冷卻塔自安裝使用至今,出現(xiàn)了下列問題：①冷卻塔四周玻璃鋼圍板漏水較嚴重，局部已成黑色并長有青苔，整體外觀骯臟不堪；②霧化噴頭噴淋效果較差，霧化不均勻；③塔內(nèi)PVC收水器老化、脆裂，部分塌陷，收水效果差，飄水嚴重，造成水資源浪費；④進風雙側(cè)無斜收水板，冷卻塔下落水濺至水池外，冬季易結(jié)冰；⑤冷卻塔風機采用電動機驅(qū)動，消耗電能，產(chǎn)生電費。

2 改造措施

基于上述問題，北方三泰決定對循環(huán)水冷卻塔進行改造，改造思路如下。

(1)拆除循環(huán)水冷卻塔四周的老舊圍板，更換新圍板。

(2)拆除原有老舊的PVC噴頭，更換新型球狀噴頭，改善噴淋效果。

(3)在噴淋層下方增加淋水填料支架，安置厚度500 mm的S形淋水填料，以增加水汽交換時間。

(4)對部分老舊收水器進行更新，改善收水器收水效果。

(5)拆除原有電動風機的電動機、減速器，在原減速器底座上安裝SNJ水能風機，水能風機出水管接至原噴淋系統(tǒng)管線。

在循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中，通常包含水泵、閥門、管道、換熱設備、冷卻塔等元件。一般由水泵將冷卻塔降溫后的水輸送至高位的換熱設備進行熱交換，換熱設備出水(熱水)自上而下進入低位冷卻塔內(nèi)布水系統(tǒng)進行霧化冷卻。

傳統(tǒng)的冷卻塔冷卻方式是由電動風機抽風入塔進行水汽熱交換達到降溫的目的。冷卻塔風機運行，消耗電能，增加運行成本。

本次改造采用無電耗水能風機(運用于冷卻塔上，代替?zhèn)鹘y(tǒng)的電動機、傳動軸、減速機；風機驅(qū)動源由電力改為液力)，是將系統(tǒng)換熱設備出水(熱水)經(jīng)管道、閥門引至塔頂中心水能風機，靠高低位落差勢能及水泵的富余揚程，驅(qū)動水能風機旋轉(zhuǎn)，水能風機出水垂直落下，與塔內(nèi)布水系統(tǒng)接通，進入各噴頭霧化冷卻。

(6)對原回水管線進行改造，將進噴淋管線中心管延至冷卻塔塔頂，水平連接至水能風機進口。在原噴淋管線支管上新增控制蝶閥，以調(diào)控進水能風機的水量。

(7)在冷卻塔進風側(cè)圍板下方安裝斜收水板，減少循環(huán)水飄失。

3 運行效果

3.1 裝置運行情況

技術(shù)改造完成后，在運行調(diào)試期間，在單塔單泵(1臺循環(huán)水泵)的工況下，對水能風機進行了測試，測試數(shù)據(jù)如表1所示。

表1 水能風機測試數(shù)據(jù)表

由表1可以看出:循環(huán)水冷卻塔頂水能風機進口壓力達到0.06 MPa時，風機轉(zhuǎn)速基本達到預期值(155 r/min)。

循環(huán)水冷卻塔投入運行后，在生產(chǎn)線滿負荷工況下，統(tǒng)計了循環(huán)水上水溫度，如圖1所示。改造前后循環(huán)水上水溫度對比如圖2所示。

圖1 循環(huán)水上水溫度曲線圖

由圖1可見:生產(chǎn)線滿負荷條件下，循環(huán)水上水溫度≤23 ℃，冷卻塔噴淋效果良好，霧化均勻，滿足生產(chǎn)線的需要。

圖2 循環(huán)水上水溫度對比示意圖

由圖2可見:技術(shù)改造完成后(8月)的循環(huán)水上水溫度與上年7月和9月相比，降溫效果與改造前基本持平，達到了改造效果。

3.2 節(jié)能情況

改造取消了電動機，按每年電動機運行9個月，每臺電動機功率90 kW計算，則2臺電動機全年可節(jié)省電費：

90×2×9×24×30×0.47=46.6萬(元)。

可見，改造后取得了良好的經(jīng)濟效益。

4 結(jié)語

改造循環(huán)水冷卻塔后，徹底解決了循環(huán)水冷卻塔漏水嚴重、霧化不均、收水效果不佳等問題，同時減少了電能消耗。自投用以來，冷卻塔運行平穩(wěn)，各項指標良好，節(jié)能效果顯著。