探討制鹽工業雙曲線冷卻塔的運用

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真空制鹽行業循環水冷卻塔運行現狀

目前，國內真空制鹽企業循環冷卻水系統采用的冷卻塔有機力通風填料型、機力通風噴霧型。

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，導致水流在塔中成溝流和束流狀態，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，系統能耗高等問題。另外，值班人員需要定時到塔頂巡檢風機，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/年真空制鹽循環冷卻水系統進行技改，將機力填料通風冷卻塔改造為機力通風噴霧冷卻塔，解決了填料塔填料易結垢、堵塞問題。隨后，此改造方案在制鹽行業逐步推廣應用。2005年平頂山天源鹽化有責任公司兩套年產60萬噸裝置循環水系統也采用了機力噴霧型冷卻塔（其結構如圖2），其基本工況為：冷卻塔設計能力2777m3/h，共分5間冷卻塔，機力風機5臺，功率160kW×5，供兩條年產60萬噸精制鹽生產線使用，配水系統為固定式噴水管，噴頭為反射Ⅱ型布水器，風筒為上擴圓柱形玻璃鋼風筒，冷卻塔風機采用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垢，進入噴頭內水壓分布不均，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，解決噴頭結垢的問題。（4）值班人員需要定時到塔頂巡檢風機，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，生產工藝要求循環水系統穩定、冷卻水溫度低、真空度高、設備故障率低的特點，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。另外現在真空制鹽廠，市場競爭激烈，都要面臨如何降低生產成本的壓力。與海、湖鹽相比，精制井礦鹽雖有品質高、質量優的特點，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設備選型的科學選擇，有著較強的可行性，并具有長遠的戰略意義。

雙曲線玻璃鋼噴霧型冷卻塔結構及其性能特點

1雙曲線冷卻塔的結構

雙曲線冷卻塔在我國電力部門使用最多，這種塔型的通風筒常用鋼筋混凝土澆制，其高度能達到170多米。制鹽企業具體選型可根據企業自身的特點和實際進行設計，例如：某年產100萬噸的真空制鹽裝置的冷卻塔，循環水量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，冷效長期穩定。由于熱水與冷風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傳質,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,淋水篩網清洗方便,因此長期運行冷卻效果穩定。結構簡單、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。而噴霧裝置節約了需定時更換、清洗、維護、除垢等費用，增加了有效生產時間，保證了生產工藝系統長期高效運行。玻璃鋼雙曲線塔采用模塊、部件結構，安裝方便、建設周期短，拼裝后具有很好的完整性。運行費用低、節能效果顯著省去了動力風機。節約水處理費用,加上其突出的降溫效果,其節能意義顯而易見。噪音低。冷卻塔取消了電動風機的噪音源,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運行情況

某制鹽企業100萬噸裝置選用雙曲線塔，2011開始試生產，目前冷卻塔運行平穩，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。與使用機力通風冷卻塔的皓龍公司真空制鹽項目相比，可省去5臺160kW風機。按80%負荷率計算，五臺風機每年可節約電費450萬元左右。與電力行業填料塔相比，每年節約水處理費用約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，循環水夏季減少一次補水50×24×60=72000m3。

結束語

雙曲線冷卻塔在某制鹽單位的應用成功，對于國內真空制鹽行業建設選型、實施節能改造和清潔生產具有重要的意義。面臨日益嚴峻的環保形勢及激烈的市場競爭，運行穩定、維護方便、高效節能的雙曲線冷卻塔的確有著極大的應用和推廣價值。但是該設備在真空制鹽行業的運用尚處于摸索期，設計、使用應充分與企業實際結合科學論證，避免出現偏頗。在此，筆者也期待廣大同仁開展討論，使這項技術逐步完善發揮最大效益。（本文作者：劉寶峰、席世奇 單位：中鹽皓龍天源鹽化有限責任公司）