探討制鹽工業(yè)雙曲線冷卻塔的運用

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真空制鹽行業(yè)循環(huán)水冷卻塔運行現(xiàn)狀

目前，國內(nèi)真空制鹽企業(yè)循環(huán)冷卻水系統(tǒng)采用的冷卻塔有機力通風(fēng)填料型、機力通風(fēng)噴霧型。

1機力填料冷卻塔

機力填料冷卻塔在運行過程中存在如下問題：耗電量大；機械維護較多。填料易老化、脆裂、變形，導(dǎo)致水流在塔中成溝流和束流狀態(tài)，水噴頭脫落，堵塞嚴重。在炎熱的夏季，冷卻塔出水能力小，造成運行效率低，系統(tǒng)能耗高等問題。另外，值班人員需要定時到塔頂巡檢風(fēng)機，而夜間、冬季巡檢很不安全。

2機力噴霧型冷卻塔

1999年平頂山中鹽皓龍公司對30萬噸/年真空制鹽循環(huán)冷卻水系統(tǒng)進行技改，將機力填料通風(fēng)冷卻塔改造為機力通風(fēng)噴霧冷卻塔，解決了填料塔填料易結(jié)垢、堵塞問題。隨后，此改造方案在制鹽行業(yè)逐步推廣應(yīng)用。2005年平頂山天源鹽化有責(zé)任公司兩套年產(chǎn)60萬噸裝置循環(huán)水系統(tǒng)也采用了機力噴霧型冷卻塔（其結(jié)構(gòu)如圖2），其基本工況為：冷卻塔設(shè)計能力2777m3/h，共分5間冷卻塔，機力風(fēng)機5臺，功率160kW×5，供兩條年產(chǎn)60萬噸精制鹽生產(chǎn)線使用，配水系統(tǒng)為固定式噴水管，噴頭為反射Ⅱ型布水器，風(fēng)筒為上擴圓柱形玻璃鋼風(fēng)筒，冷卻塔風(fēng)機采用L47型。溫度一般可降8～9℃，比填料塔降低了2.2℃，汽水比增加20%。冷卻效果完全滿足工藝需要，但也同時顯現(xiàn)出以下不足：（1）需定時更換吸水器，該裝置2008年、2011年已兩次更換更換吸水器。（2）機械故障較為頻繁，冷卻塔風(fēng)機葉片、減速機、電機、輸出軸等年維修10臺次以上。（3）需定期更換、清洗噴頭。由于Ⅳ效二次蒸汽泡沫夾帶，去混合冷凝器與冷卻上水進行熱交換時產(chǎn)生的熱水含鹽，并夾帶部分石膏。由熱水泵抽至冷卻塔的過程中容易在部分噴頭及管道中結(jié)垢，進入噴頭內(nèi)水壓分布不均，使熱水與空氣接觸的表面積減少，每隔2～3個月要在熱水池內(nèi)加一部分配有緩蝕劑的鹽酸溶液對其進行酸洗，解決噴頭結(jié)垢的問題。（4）值班人員需要定時到塔頂巡檢風(fēng)機，而夜間、冬季巡檢很不安全。（5）運行費用高，僅運行電費每年450萬元左右。

真空制鹽裝置選擇新型冷卻塔的必要性

針對真空制鹽行業(yè)，生產(chǎn)工藝要求循環(huán)水系統(tǒng)穩(wěn)定、冷卻水溫度低、真空度高、設(shè)備故障率低的特點，選擇一臺運行周期長、冷卻效果好的冷卻塔成為一個急需解決的問題。另外現(xiàn)在真空制鹽廠，市場競爭激烈，都要面臨如何降低生產(chǎn)成本的壓力。與海、湖鹽相比，精制井礦鹽雖有品質(zhì)高、質(zhì)量優(yōu)的特點，但其在銷售價格上處于一定的劣勢，降低成本迫在眉睫。因此選擇故障率低、運行費用低、維護費用低的雙曲線冷卻塔將是制鹽企業(yè)設(shè)備選型的科學(xué)選擇，有著較強的可行性，并具有長遠的戰(zhàn)略意義。

雙曲線玻璃鋼噴霧型冷卻塔結(jié)構(gòu)及其性能特點

1雙曲線冷卻塔的結(jié)構(gòu)

雙曲線冷卻塔在我國電力部門使用最多，這種塔型的通風(fēng)筒常用鋼筋混凝土澆制，其高度能達到170多米。制鹽企業(yè)具體選型可根據(jù)企業(yè)自身的特點和實際進行設(shè)計，例如：某年產(chǎn)100萬噸的真空制鹽裝置的冷卻塔，循環(huán)水量10000m3/h，采用雙曲線玻璃鋼噴霧型冷卻塔，塔高70m、直徑55m，筒體采用耐腐蝕的玻璃鋼，內(nèi)部改為噴霧裝置噴頭135個，見圖1。

2雙曲線冷卻塔的性能特點

降溫效果好，冷效長期穩(wěn)定。由于熱水與冷風(fēng)在霧狀條件下進行熱交換,并且是用上噴的方式，水滴在上升和下落過程中均能與冷風(fēng)傳質(zhì),延長了熱交換路程，因而本塔具有良好的降溫效果。進水溫度40℃,出水溫度32℃,溫降8℃;進水溫度44℃,出水溫度32℃,溫降12℃。該冷卻塔不存在填料堵塞和風(fēng)機損壞的問題,噴霧裝置運行可靠,噴嘴直徑較大不易堵塞,淋水篩網(wǎng)清洗方便,因此長期運行冷卻效果穩(wěn)定。結(jié)構(gòu)簡單、維修方便、維修費用低、使用壽命長。填料塔清洗更換填料工作量大，更換全部填料需要5~7天。而噴霧裝置節(jié)約了需定時更換、清洗、維護、除垢等費用，增加了有效生產(chǎn)時間，保證了生產(chǎn)工藝系統(tǒng)長期高效運行。玻璃鋼雙曲線塔采用模塊、部件結(jié)構(gòu)，安裝方便、建設(shè)周期短，拼裝后具有很好的完整性。運行費用低、節(jié)能效果顯著省去了動力風(fēng)機。節(jié)約水處理費用,加上其突出的降溫效果,其節(jié)能意義顯而易見。噪音低。冷卻塔取消了電動風(fēng)機的噪音源,本身的噪音很小,其噪音主要來源于淋水聲。由于噴霧裝置采用低壓上噴的方式,水滴在空氣中于重力作用下自由下落,相當(dāng)于重力的淋水,因此淋水聲低,一般在60dB以下。塔體采用玻璃鋼解決了腐蝕問題。氯化物侵入混凝土后,混凝土中的Cl-、Na+和Ca2+等子都會參與混凝土中的離子導(dǎo)電,降低鋼筋表面混凝土電阻,提高腐蝕電池的效率,從而大大加快了混凝土中鋼筋腐蝕的。采用玻璃鋼緩解了腐蝕。

雙曲線玻璃鋼噴霧型冷卻塔在制鹽企業(yè)運行情況

某制鹽企業(yè)100萬噸裝置選用雙曲線塔，2011開始試生產(chǎn)，目前冷卻塔運行平穩(wěn)，效果好，維護費用幾乎為零。主要運行指標如下表1。

對比分析

冷卻溫差▽t=6~10℃;系統(tǒng)真空度p=-95~96kPa，完全滿足真空制鹽工藝指標要求。與使用機力通風(fēng)冷卻塔的皓龍公司真空制鹽項目相比，可省去5臺160kW風(fēng)機。按80%負荷率計算，五臺風(fēng)機每年可節(jié)約電費450萬元左右。與電力行業(yè)填料塔相比，每年節(jié)約水處理費用約200余萬元。降溫效果顯著，噴霧冷卻比表面積大、換熱條件好，就是在夏季也能降到34℃以下。在保證真空度的情況下，循環(huán)水夏季減少一次補水50×24×60=72000m3。

結(jié)束語

雙曲線冷卻塔在某制鹽單位的應(yīng)用成功，對于國內(nèi)真空制鹽行業(yè)建設(shè)選型、實施節(jié)能改造和清潔生產(chǎn)具有重要的意義。面臨日益嚴峻的環(huán)保形勢及激烈的市場競爭，運行穩(wěn)定、維護方便、高效節(jié)能的雙曲線冷卻塔的確有著極大的應(yīng)用和推廣價值。但是該設(shè)備在真空制鹽行業(yè)的運用尚處于摸索期，設(shè)計、使用應(yīng)充分與企業(yè)實際結(jié)合科學(xué)論證，避免出現(xiàn)偏頗。在此，筆者也期待廣大同仁開展討論，使這項技術(shù)逐步完善發(fā)揮最大效益。（本文作者：劉寶峰、席世奇 單位：中鹽皓龍?zhí)煸贷}化有限責(zé)任公司）