王大哲
（西安建筑科技大學(xué)環(huán)境與市政工程學(xué)院）

前言

　　我國(guó)冷卻塔工業(yè)經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展，在設(shè)計(jì)制造及運(yùn)行管理方面均有很大提高，在設(shè)計(jì)計(jì)算上采用焓差法，和國(guó)外己沒(méi)有什么區(qū)別，在研究方面己有所前進(jìn)，在加工制造上也正在接近世界先進(jìn)水平，總的來(lái)看我國(guó)冷卻塔工業(yè)己趨于成熟。本文就冷卻塔驗(yàn)收測(cè)試規(guī)程作一簡(jiǎn)單介紹。

1 冷去塔性能驗(yàn)收測(cè)試

　　1．驗(yàn)收測(cè)試的必要性：冷卻塔是根據(jù)使用單位提出的要求而設(shè)計(jì)建造的，這些要求是指在當(dāng)?shù)貧庀髼l件下，將某一水量從水溫t1降低到水溫t2，水溫差達(dá)到△t，或者水散出多少熱量。設(shè)計(jì)建造 好的冷卻塔是否能達(dá)到這一要求，必須經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)性能測(cè)試，據(jù)此結(jié)果確定冷卻塔是否達(dá)到設(shè)計(jì)要求 可否驗(yàn)收。
　　2．性能達(dá)不到要求原因：性能達(dá)不到用戶提出的要求也是經(jīng)常存在的，原因也是多方面的，其主要原因如下。
　　（1）設(shè)計(jì)方面：由于所選的淋水填料性能偏高，或者是塔體設(shè)計(jì)不合理氣流通過(guò)塔阻力大，造成風(fēng)量減小，以及配水系統(tǒng)設(shè)計(jì)不合理配水不均勻等原因，均造成性能達(dá)不到設(shè)計(jì)要求。
　　（2）加工安裝方面：如淋水填料加工制作不標(biāo)準(zhǔn)，波紋達(dá)不到原設(shè)計(jì)尺寸要求，材質(zhì)上存在問(wèn)題引起波形改變，以及風(fēng)機(jī)風(fēng)量達(dá)不到設(shè)計(jì)要求等。
　　（3）冷卻塔市場(chǎng)不規(guī)范：目前國(guó)內(nèi)生產(chǎn)冷卻塔工廠比較多，而且大部分屬于鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)，有的技術(shù)力量較差，加之市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)激烈，有些廠對(duì)冷卻塔的冷卻能力有所垮大，也使運(yùn)行后的冷卻塔性能 達(dá)不到要求。
　　通過(guò)以上分析可以看出為了保證冷卻塔的質(zhì)量，滿足生產(chǎn)要求，冷卻塔性能驗(yàn)收測(cè)試是必不可少的。

2 國(guó)內(nèi)外冷卻塔驗(yàn)收試驗(yàn)概況

　　1．國(guó)外冷卻塔試驗(yàn)：國(guó)外冷卻塔建成投入運(yùn)行后一般要進(jìn)行性能驗(yàn)收試驗(yàn)，以便確定冷卻塔的熱力性能是否達(dá)到設(shè)計(jì)要求，在引進(jìn)國(guó)外冷卻塔時(shí)也帶來(lái)了有關(guān)冷卻塔的驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)，國(guó)外的冷卻塔 驗(yàn)收試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)有美國(guó)冷卻塔協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)，即CTIode ATC--105，美國(guó)機(jī)械工程師協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)ANSI／ASME，英國(guó)標(biāo)準(zhǔn)BSI BS4485 Powt2，德國(guó)標(biāo)準(zhǔn)DIN 1947，日本標(biāo)準(zhǔn)JIS8609以及原蘇聯(lián)標(biāo)準(zhǔn)BCH25－80， 其中日本標(biāo)準(zhǔn)是為小型機(jī)械通風(fēng)冷卻塔試驗(yàn)用的，蘇聯(lián)標(biāo)準(zhǔn)主要用干自然通風(fēng)冷卻塔的原體觀測(cè)。一般標(biāo)準(zhǔn)幾年后就要修訂一次，如美國(guó)CTI標(biāo)準(zhǔn)，就有1982年，1990年及1997年版本，目前使用比較廠泛的是CTI標(biāo)準(zhǔn)，如美國(guó)馬利公司，法國(guó)赫爾蒂公司冷卻塔驗(yàn)收的均采用該標(biāo)準(zhǔn)。
　　2．國(guó)內(nèi)冷卻塔試驗(yàn):國(guó)內(nèi)開(kāi)展冷卻塔試驗(yàn)工作比較早，早期的試驗(yàn)主要是設(shè)計(jì)部門為了解投入運(yùn)行后冷卻塔的冷卻效果，通風(fēng)阻力及配水情況等而進(jìn)行的試驗(yàn)，其目的是為設(shè)計(jì)積累資料，為冷卻塔合理運(yùn)行提供依據(jù)。隨著經(jīng)濟(jì)體制的改革，冷卻塔生產(chǎn)廠的出現(xiàn)，冷卻塔己經(jīng)作為一種商品，所以購(gòu)買或改造后的冷卻塔性能是否達(dá)到要求，性能試驗(yàn)己成為必須執(zhí)行合同的一部分。
　　六十年代之前國(guó)內(nèi)沒(méi)有專門為冷卻塔試驗(yàn)制定的標(biāo)準(zhǔn)，僅在一些書(shū)中對(duì)冷卻塔試驗(yàn)作了介紹，如1962年由中國(guó)工業(yè)出版社出版的“火力發(fā)電廠循環(huán)冷卻設(shè)備的運(yùn)行和試驗(yàn)導(dǎo)則”1965年由有色冶金總院出版的“中小型冷卻塔的設(shè)計(jì)與計(jì)算”有關(guān)于試驗(yàn)的章節(jié)，七十年代初由于新型林水填料的研制，玻璃鋼冷卻塔的出現(xiàn)，我國(guó)冷卻塔處于快速發(fā)展階段，冷卻塔的性能是否達(dá)到要求，應(yīng)該制定統(tǒng)一試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，以便進(jìn)行比較，當(dāng)時(shí)中國(guó)建筑科學(xué)研究院建筑標(biāo)準(zhǔn)研究所提出制定冷卻塔測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)，在征求意見(jiàn)時(shí)，當(dāng)時(shí)建議先編一本冷卻塔測(cè)試方法，這就是1979年由建筑工業(yè)出版社出版的“工業(yè)冷卻塔測(cè)試方法”。該書(shū)主要由我校、西安熱工研究所及上海工業(yè)建筑設(shè)計(jì)院負(fù)責(zé)編寫(xiě)，經(jīng)多次廣泛征求意見(jiàn)，最后經(jīng)過(guò)20多個(gè)單位的專家審查定稿，可以說(shuō)是大家共同努力的結(jié)果，一直當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)使用。另外，化工部給排水設(shè)計(jì)中心站組織人編制“機(jī)力通風(fēng)冷卻塔測(cè)試規(guī)程”（試行）本，1983年由化工部設(shè)計(jì)公司出版。在冷卻塔作為單獨(dú)設(shè)計(jì)規(guī)范，即GBJ102-87“工業(yè)循環(huán)水冷卻設(shè)計(jì)規(guī)范”編制完成后，由能源部電力設(shè)計(jì)規(guī)劃管理局下達(dá)任務(wù)，由東北電力設(shè)計(jì)院負(fù)責(zé)同我校一起編制了能源部標(biāo)準(zhǔn)，即NDJ89-89“工業(yè)冷卻塔測(cè)試技術(shù)規(guī)定”，1990年施行，一直使用到現(xiàn)在。在能源部標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)上總結(jié)了近些年來(lái)國(guó)內(nèi)外性能測(cè)試經(jīng)驗(yàn)，中國(guó)工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)下達(dá)任務(wù)，由我校負(fù)責(zé)會(huì)同東北電力設(shè)計(jì)院、西安熱工研究院以及機(jī)械部工業(yè)第四設(shè)計(jì)研究院一起編制了“冷卻塔驗(yàn)收測(cè)試規(guī)程”即CECS118：2000，并批準(zhǔn)于2000年12月1日施行，這就是國(guó)內(nèi)冷卻塔試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)編制及使用的概況，為國(guó)內(nèi)冷卻塔試驗(yàn)提供了依據(jù)，目前一般改造或新建冷卻塔合同中都加上性能驗(yàn)收測(cè)試的條款。性能測(cè)試己引起用戶的普遍重視。

3 CECE118：2000冷卻塔驗(yàn)收測(cè)試規(guī)程

1．規(guī)程內(nèi)容
　　該規(guī)程共分十章。1總則；2術(shù)語(yǔ)、符號(hào)；3測(cè)試前準(zhǔn)備工作；4測(cè)試大綱；5測(cè)試條件和要求；6測(cè)試儀表和測(cè)量方法；7測(cè)試數(shù)據(jù)處理；8測(cè)試結(jié)果評(píng)價(jià)；9小型玻璃鋼冷卻塔測(cè)試及評(píng)價(jià)；10測(cè)試報(bào)告。附錄A冷卻數(shù)近似計(jì)算公式：附錄B△t-τ關(guān)系曲線；附錄C冷卻塔驗(yàn)收測(cè)試常用儀表，以及本規(guī)程用詞說(shuō)明，并附錄了條文說(shuō)明。因?yàn)樵肼暫惋h滴損失水量有的單位要求測(cè)試有的單位不要求測(cè)試，所以作為附錄給出，另外還有塔的振動(dòng)問(wèn)題，特別是鋼結(jié)構(gòu)塔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和風(fēng)機(jī)安裝上的不合理容易出現(xiàn)振動(dòng)，是否要將振動(dòng)測(cè)試也給出，待規(guī)程修訂時(shí)根據(jù)需要再考慮。
2．有關(guān)問(wèn)題說(shuō)明
　　（1）國(guó)內(nèi)使用的冷卻塔越來(lái)越多，需要進(jìn)行驗(yàn)收測(cè)試的塔也多起來(lái)，關(guān)于如何選擇測(cè)試單位總則中也作了規(guī)定，規(guī)定為具有測(cè)試能力、經(jīng)驗(yàn)并具有資格的獨(dú)立單位，獨(dú)立單位是指和甲、乙兩方無(wú)關(guān)的第三方。目前選擇測(cè)試單位都是根據(jù)過(guò)去作過(guò)測(cè)試單位的推薦介紹來(lái)選擇，由于測(cè)試單位的不規(guī)范，有的單位不具備上述條件也在作測(cè)試，加之有些用戶并不了解，選擇的單位技術(shù)力量不強(qiáng)，使測(cè)試結(jié)果偏差較大，這方面的事例也不少。在編制該規(guī)程時(shí)也曾考慮到規(guī)范測(cè)試單位問(wèn)題，初步考慮由國(guó)內(nèi)知名度高的冷卻塔專家、教授組成資格審查組，對(duì)提出作測(cè)試單位進(jìn)行審查，合格者由中國(guó)工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)發(fā)給資格證書(shū)，這樣可以保證測(cè)試工作的質(zhì)量。
　　（2）本規(guī)程適用于氣水直接接觸進(jìn)行濕、熱交換的冷卻塔，包括自然通風(fēng)冷卻塔和機(jī)械通風(fēng)冷卻塔，在編制過(guò)程征求意見(jiàn)時(shí)有人建議將小型冷卻塔也包括進(jìn)去，所以增加了小型玻璃鋼冷卻塔的測(cè)試及評(píng)價(jià)一章。過(guò)去國(guó)內(nèi)進(jìn)行的冷卻塔驗(yàn)收測(cè)試多為單座塔的測(cè)試，從塔群中選出一間進(jìn)行測(cè)試，本次內(nèi)容也包括了塔群的整體驗(yàn)收測(cè)試。
　　（3）在第5章測(cè)試條件和要求中特別說(shuō)明的是測(cè)試時(shí)空氣的濕球溫度，規(guī)定中提出濕球溫度偏離設(shè)計(jì)值不超過(guò)+5℃和-10℃，超過(guò)+5℃是不會(huì)出現(xiàn)的，對(duì)低于-10℃是否可行進(jìn)行了分析論證，一般用戶都希望夏季最熱天進(jìn)行試驗(yàn)，濕球溫度低空氣溫度也低，為什么低到-10℃仍可作試驗(yàn)，從理論上分析濕球溫度對(duì)冷卻塔的散熱特性沒(méi)多少影響，另外也參照了國(guó)外一些冷卻塔驗(yàn)收試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，美國(guó)冷卻塔協(xié)會(huì)CTI對(duì)濕球溫度偏離設(shè)計(jì)值的規(guī)定，1959年版為+3℃－7℃，1982年版為±10°F，1990年版為±15°F（8．5℃），在修訂過(guò)程中不斷擴(kuò)大濕球溫度范圍，日本的標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的濕球溫度范圍是10--30℃，所以規(guī)程中規(guī)定變化范圍為+5℃--10℃，比原能源部標(biāo)準(zhǔn)±5℃，可低 5℃，這樣便使試驗(yàn)的范圍擴(kuò)大，不僅是夏季有的地方春秋季也可以進(jìn)行驗(yàn)收試驗(yàn)。
　　（4）在測(cè)試數(shù)據(jù)處理一章中，給出了計(jì)算公式，以及公式中一些參數(shù)的取值，其目的是便于統(tǒng)一，如蒸發(fā)水量帶走熱量系數(shù)K，在英美的計(jì)算公式中是將K略去，在原蘇聯(lián)的書(shū)中考慮K值，國(guó)內(nèi)計(jì)算中也考慮K值，在推導(dǎo)公式時(shí)，即熱平衡方程式（1），有的將K值放在方程式左邊，式（1）是將K放在方程式右邊，現(xiàn)統(tǒng)一放在方程式右邊，這將使國(guó)內(nèi)的計(jì)算評(píng)價(jià)相統(tǒng)一。

　　關(guān)于冷卻數(shù)計(jì)算，逆流式冷卻塔給出了兩種計(jì)算方法，即辛普遜近似積分法，和切比ヨ夫積分法，這兩種方法勻可用，橫流塔冷卻數(shù)計(jì)算，給出了三種方法。其一是修正系數(shù)法，這種方法計(jì)算比較簡(jiǎn)單，即橫流式冷卻塔的冷卻數(shù)按逆流式冷卻塔冷卻數(shù)計(jì)算，然后除修正系數(shù)，另一種是平均焓差法，這是過(guò)去國(guó)內(nèi)習(xí)慣用的方法，但要查圖表，顯然不是很好的方法，另外一種是中心差分法，這種方法計(jì)算精度要比其它方法高一些，但計(jì)算公式復(fù)雜，現(xiàn)己編寫(xiě)了計(jì)算機(jī)程序，計(jì)算起來(lái)也方便。
　　目前國(guó)內(nèi)進(jìn)行冷卻塔測(cè)試其進(jìn)塔水溫有時(shí)偏離設(shè)計(jì)值比較多，因?yàn)樗疁貙?duì)塔的散熱特性影響比較大，所以本規(guī)程在評(píng)價(jià)時(shí)提出了對(duì)散熱特性數(shù)的修正，并給出了公式。
　　（1）通過(guò)冷卻塔測(cè)試及數(shù)據(jù)處理計(jì)算后要對(duì)冷卻塔作出評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)指標(biāo)為實(shí)測(cè)參數(shù)修正到設(shè)計(jì)條件下散熱能力達(dá)到設(shè)計(jì)冷卻能力的百分?jǐn)?shù)，規(guī)程中規(guī)定評(píng)價(jià)指標(biāo)達(dá)到95％及以上即可驗(yàn)收。這主要考慮測(cè)試中的誤差，例如測(cè)流量?jī)x表其精度就在2％以內(nèi)，加上測(cè)溫儀表和測(cè)空氣量的誤差，整個(gè)誤差不會(huì)超過(guò)5％，所以達(dá)到95％。即認(rèn)為可以驗(yàn)收。
　　（2）關(guān)于小型玻璃鋼冷卻塔的測(cè)試和評(píng)價(jià)相對(duì)比較簡(jiǎn)單，因?yàn)樾∷话阌袠?biāo)準(zhǔn)工況，運(yùn)行中認(rèn)為風(fēng)量不變，測(cè)試時(shí)可不測(cè)風(fēng)量，僅測(cè)進(jìn)塔水流量，進(jìn)出塔水溫以及進(jìn)塔氣象參數(shù)就可進(jìn)行評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)采用水溫對(duì)比法，也就是要比較水溫差，在玻璃鋼冷卻塔產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)中修正水溫差是由事先繪制好的圖中查得的，這樣使用不方便，也不夠準(zhǔn)確，本規(guī)程根據(jù)基本公式推出由計(jì)算方法求水溫差的計(jì)算公式，其結(jié)果與查圖方法很相近，所以也列人在規(guī)程中。

4 冷卻塔設(shè)計(jì)建造時(shí)應(yīng)考慮到冷卻塔的驗(yàn)收測(cè)試

　　在冷卻塔設(shè)計(jì)規(guī)范GBJ102-87“工業(yè)循環(huán)水冷卻設(shè)計(jì)規(guī)范”第2．1．28條規(guī)定了應(yīng)考慮在測(cè)試的使用儀表的安裝位置和設(shè)施，而實(shí)際上往往對(duì)這方面考慮不夠，首先應(yīng)確定塔群是總體驗(yàn)收試驗(yàn)，還是選其中某一間塔進(jìn)行驗(yàn)收試驗(yàn)，選單間搭試驗(yàn)主要是當(dāng)集水池相互連通單間塔如何測(cè)量出塔水溫問(wèn)題，在風(fēng)機(jī)進(jìn)風(fēng)側(cè)風(fēng)筒測(cè)風(fēng)量的風(fēng)筒的留孔問(wèn)題，測(cè)進(jìn)塔水量的管道直段問(wèn)題，這些問(wèn)題最好在簽定冷卻塔購(gòu)貨合同時(shí)加以考慮，如已選定測(cè)試單位，可請(qǐng)測(cè)試單位一起考慮。
　　另外，設(shè)計(jì)制造單位在提供新設(shè)計(jì)塔或老塔改造設(shè)計(jì)工況時(shí)同時(shí)應(yīng)給出塔的熱力特性曲線或公式，以及風(fēng)機(jī)電機(jī)的計(jì)算功率和配套功率，如果無(wú)設(shè)計(jì)計(jì)算功率將無(wú)法由測(cè)定風(fēng)機(jī)電機(jī)功率方法確定進(jìn)塔空氣量。

5 結(jié)束語(yǔ)

　　本文就冷卻塔驗(yàn)收測(cè)試的必要性國(guó)內(nèi)外的驗(yàn)收試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)作了簡(jiǎn)要介紹，重點(diǎn)介紹了國(guó)標(biāo)CECS118：2000“冷卻塔驗(yàn)收測(cè)試規(guī)程”，在規(guī)程編制中因經(jīng)費(fèi)等問(wèn)題有一些工作作的尚不夠深入，希望在使用過(guò)程中發(fā)現(xiàn)不足及需修改之處隨時(shí)提出，以便下版改正。目前冷卻塔驗(yàn)收測(cè)試工作己逐漸走上正規(guī)，以引起了各方的重視，為保證冷卻塔的設(shè)計(jì)制造質(zhì)量，應(yīng)作好冷卻塔驗(yàn)收測(cè)試工作。