探讨制盐工业双曲线冷却塔的运用

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真空制盐行业循环水冷却塔运行现状

目前，国内真空制盐企业循环冷却水系统采用的冷却塔有机力通风填料型、机力通风喷雾型。

1机力填料冷却塔

机力填料冷却塔在运行过程中存在如下问题：耗电量大；机械维护较多。填料易老化、脆裂、变形，导致水流在塔中成沟流和束流状态，水喷头脱落，堵塞严重。在炎热的夏季，冷却塔出水能力小，造成运行效率低，系统能耗高等问题。另外，值班人员需要定时到塔顶巡检风机，而夜间、冬季巡检很不安全。

2机力喷雾型冷却塔

1999年平顶山中盐皓龙公司对30万吨/年真空制盐循环冷却水系统进行技改，将机力填料通风冷却塔改造为机力通风喷雾冷却塔，解决了填料塔填料易结垢、堵塞问题。随后，此改造方案在制盐行业逐步推广应用。2005年平顶山天源盐化有责任公司两套年产60万吨装置循环水系统也采用了机力喷雾型冷却塔（其结构如图2），其基本工况为：冷却塔设计能力2777m3/h，共分5间冷却塔，机力风机5台，功率160kW×5，供两条年产60万吨精制盐生产线使用，配水系统为固定式喷水管，喷头为反射Ⅱ型布水器，风筒为上扩圆柱形玻璃钢风筒，冷却塔风机采用L47型。温度一般可降8～9℃，比填料塔降低了2.2℃，汽水比增加20%。冷却效果完全满足工艺需要，但也同时显现出以下不足：（1）需定时更换吸水器，该装置2008年、2011年已两次更换更换吸水器。（2）机械故障较为频繁，冷却塔风机叶片、减速机、电机、输出轴等年维修10台次以上。（3）需定期更换、清洗喷头。由于Ⅳ效二次蒸汽泡沫夹带，去混合冷凝器与冷却上水进行热交换时产生的热水含盐，并夹带部分石膏。由热水泵抽至冷却塔的过程中容易在部分喷头及管道中结垢，进入喷头内水压分布不均，使热水与空气接触的表面积减少，每隔2～3个月要在热水池内加一部分配有缓蚀剂的盐酸溶液对其进行酸洗，解决喷头结垢的问题。（4）值班人员需要定时到塔顶巡检风机，而夜间、冬季巡检很不安全。（5）运行费用高，仅运行电费每年450万元左右。

真空制盐装置选择新型冷却塔的必要性

针对真空制盐行业，生产工艺要求循环水系统稳定、冷却水温度低、真空度高、设备故障率低的特点，选择一台运行周期长、冷却效果好的冷却塔成为一个急需解决的问题。另外现在真空制盐厂，市场竞争激烈，都要面临如何降低生产成本的压力。与海、湖盐相比，精制井矿盐虽有品质高、质量优的特点，但其在销售价格上处于一定的劣势，降低成本迫在眉睫。因此选择故障率低、运行费用低、维护费用低的双曲线冷却塔将是制盐企业设备选型的科学选择，有着较强的可行性，并具有长远的战略意义。

双曲线玻璃钢喷雾型冷却塔结构及其性能特点

1双曲线冷却塔的结构

双曲线冷却塔在我国电力部门使用最多，这种塔型的通风筒常用钢筋混凝土浇制，其高度能达到170多米。制盐企业具体选型可根据企业自身的特点和实际进行设计，例如：某年产100万吨的真空制盐装置的冷却塔，循环水量10000m3/h，采用双曲线玻璃钢喷雾型冷却塔，塔高70m、直径55m，筒体采用耐腐蚀的玻璃钢，内部改为喷雾装置喷头135个，见图1。

2双曲线冷却塔的性能特点

降温效果好，冷效长期稳定。由于热水与冷风在雾状条件下进行热交换,并且是用上喷的方式，水滴在上升和下落过程中均能与冷风传质,延长了热交换路程，因而本塔具有良好的降温效果。进水温度40℃,出水温度32℃,温降8℃;进水温度44℃,出水温度32℃,温降12℃。该冷却塔不存在填料堵塞和风机损坏的问题,喷雾装置运行可靠,喷嘴直径较大不易堵塞,淋水筛网清洗方便,因此长期运行冷却效果稳定。结构简单、维修方便、维修费用低、使用寿命长。填料塔清洗更换填料工作量大，更换全部填料需要5~7天。而喷雾装置节约了需定时更换、清洗、维护、除垢等费用，增加了有效生产时间，保证了生产工艺系统长期高效运行。玻璃钢双曲线塔采用模块、部件结构，安装方便、建设周期短，拼装后具有很好的完整性。运行费用低、节能效果显著省去了动力风机。节约水处理费用,加上其突出的降温效果,其节能意义显而易见。噪音低。冷却塔取消了电动风机的噪音源,本身的噪音很小,其噪音主要来源于淋水声。由于喷雾装置采用低压上喷的方式,水滴在空气中于重力作用下自由下落,相当于重力的淋水,因此淋水声低,一般在60dB以下。塔体采用玻璃钢解决了腐蚀问题。氯化物侵入混凝土后,混凝土中的Cl-、Na+和Ca2+等子都会参与混凝土中的离子导电,降低钢筋表面混凝土电阻,提高腐蚀电池的效率,从而大大加快了混凝土中钢筋腐蚀的。采用玻璃钢缓解了腐蚀。

双曲线玻璃钢喷雾型冷却塔在制盐企业运行情况

某制盐企业100万吨装置选用双曲线塔，2011开始试生产，目前冷却塔运行平稳，效果好，维护费用几乎为零。主要运行指标如下表1。

对比分析

冷却温差▽t=6~10℃;系统真空度p=-95~96kPa，完全满足真空制盐工艺指标要求。与使用机力通风冷却塔的皓龙公司真空制盐项目相比，可省去5台160kW风机。按80%负荷率计算，五台风机每年可节约电费450万元左右。与电力行业填料塔相比，每年节约水处理费用约200余万元。降温效果显著，喷雾冷却比表面积大、换热条件好，就是在夏季也能降到34℃以下。在保证真空度的情况下，循环水夏季减少一次补水50×24×60=72000m3。

结束语

双曲线冷却塔在某制盐单位的应用成功，对于国内真空制盐行业建设选型、实施节能改造和清洁生产具有重要的意义。面临日益严峻的环保形势及激烈的市场竞争，运行稳定、维护方便、高效节能的双曲线冷却塔的确有着极大的应用和推广价值。但是该设备在真空制盐行业的运用尚处于摸索期，设计、使用应充分与企业实际结合科学论证，避免出现偏颇。在此，笔者也期待广大同仁开展讨论，使这项技术逐步完善发挥最大效益。（本文作者：刘宝峰、席世奇 单位：中盐皓龙天源盐化有限责任公司）