尹　　 證
（國家玻璃鋼制品質量監督檢驗中心，北京 102101）

　　摘要：根據國內冷卻塔檢測的統計數據，分析了冷卻塔在質量方面存在的問題主要由設計、制造、安裝3個環節引起，闡述了提升冷卻塔產品質量的途徑和有效方法，指出了國內冷卻塔在制造工藝和試驗方面與一些發達國家的差距。
　　關鍵詞：冷卻塔；測試；品質
　　中圖分類號：TU991.42　　　　 文獻標識碼：B　　　　 文章編號：1009—2455(2004)05—0071—03

1 關于冷卻塔檢測

　　國家玻璃鋼制品質量監督檢驗中心(以下簡稱檢測中心)從1987年開始承擔冷卻塔的檢測任務，至今已有接近20年的冷卻塔檢測歷史，檢測各種類型的冷卻塔約800臺次，有10-4500m³／h的機械通風冷卻塔，自然通風雙曲線冷卻塔，水動風機冷卻塔，各種噴射、噴霧冷卻塔，基本上覆蓋了我國市場上所有的冷卻塔類型和品種。現在的冷卻塔無論是外觀，還是性能比以前都有了很大的進步，總體質量水平有所提高，產品質量和市場呈明顯的梯級分布。檢測中心對冷卻塔測試的目的非常明確，就是要對被檢產品作出一個是否符合相關標準要求的明確結論，也就是合格或者不合格的結論。中小冷卻塔的主要檢測項目是冷卻效率、噪聲、耗電比、外觀，如果結構材料為玻璃鋼，還有樹脂含量、彎曲強度和巴氏硬度指標。從歷年的檢測結果分析來看，中小冷卻塔產品存在的問題還是比較多的，許多冷卻塔制造公司自己送樣的產品委托檢驗結果都不合格，抽樣檢驗的不合格率會更高。主要問題是冷卻能力達不到設計要求，噪聲指標超標，電機超負荷運行，玻璃鋼部件存在的問題相對來說要小一些。

2 存在的問題及分析

　　造成冷卻塔不合格的原因較多，歸納起來主要有三個方面的問題。
2.1 設計方面的問題
　　隨著經濟的快速發展，冷卻塔在我國的發展也是非常的迅速，曾經有一段時間冷卻塔生產企業在全國遍地開花，出現了歷史上的冷卻塔市、冷卻塔縣的壯觀景象。但是在這樣的大好環境下，國內大陸地區冷卻塔的研發能力沒有跟上，對如填料、風機、電機這樣的主要部件，缺乏基礎研究和試驗數據，對冷卻塔測試的重要性缺乏足夠的認識，冷卻塔設計缺乏必要的試驗數據支持，設計參數存在一定的盲目性，以致于冷卻塔的實際能力與設計值之間出現了較大的偏差。
　　有這樣一個案例：有一臺冷卻塔的測試結果表明，電機消耗的功率小于設計值，而風量又大于設計值，冷卻效率也達不到設計要求。當時冷卻塔的設計人員就對我們的測試結果提出了異議，認為我們的測試結果有問題，他的理由有兩個：一是風量夠了，冷卻效率就不應該有問題：二是功率消耗小于設計值，風量怎么可能會大于設計值呢?就這兩個問題我們進行了討論，答案是非常明顯的，因為他使用的填料和風機都沒有經過實際測試，沒有填料的容積散質系數、阻尼系數參數，風機也沒有實測的功率-風量曲線，設計參數都是憑經驗的估計值。這是非常典型的設計問題，而且具有一定的普遍性。
2.2 生產制造過程中的問題
　　由于冷卻塔產品本身的結構特點，制造者容易忽略它的質量屬性。從我接觸的一些冷卻塔從業人員來看，可以說很多人雖然在生產冷卻塔，但并不真正了解冷卻塔，缺乏冷卻塔的基本原理，主要性能，技術參數以及各參數間的相互關系，產品標準等方面的相關知識，最明顯的例子是很多人不明白冷卻塔術語中的濕球溫度的含義以及它對冷卻塔出水溫度的影響，在他們眼里，冷卻塔這個東西看起來很簡單，沒有什么技術含量，把一個框架、一臺風機、一個電機、一些淋水填料組裝在一起就變成可以進行熱交換的冷卻塔了，在這種觀念下制造出來的冷卻塔其產品質量是可想而知的。另外，企業為了追求利潤的最大化，采用一些低成本的劣質原材料和零部件，造成產品質量的低下。
2.3 安裝調試方面的問題
　　安裝調試人員缺乏安裝調試經驗，在安裝過程中，往往在填料安裝、布水器(槽)開孔、塔體裝配等方面出現問題。如果填料裝得太緊，改變了填料原有的波形和間隙，阻尼增大，結果是電機功率很大，風量卻很小。填料裝得太松，填料片的使用量減少，這會導致水與填料的接觸面積減小，降低了接觸傳熱的效率，另一個后果是填料片之間的間隙較大，阻尼很小，造成風路短路，表現出來的現象是電機消耗的功率很小，風量很大，進出水溫差卻很小。布水器(槽)方面，由于旋轉布水器和布水槽的開孑L位置和大小不符合要求，造成布水不均勻。經常碰到的情況還有壁流，熱水直接回到了積水盤，使出水溫度升高；另一種情況是靠近塔壁的很大一部分填料沒有淋水，這就相當于減少了填料的體積，結果是可想而知的。塔體的裝配方面，主要是間隙較大，密封不嚴，造成漏風。這種情況在橫流塔中出現較多。
　　一臺冷卻塔一旦安裝完畢，留給調試的空間是很有限的，主要手段就是在小范圍內調整風機的角度，以獲得熱工、噪聲和功率的最佳性能比。角度太大功率消耗上升，噪聲變大，風量卻不見得能增大。角度太小，功率消耗和噪聲都變小了，當然風量也會相應減少。很多安裝人員不知道該如何來調試，檢測時經常發現，電機的運行電流很小，有的不到額定電流的50％或更低，還有的超負荷運行，其實只要對這些安裝調試人員稍作培訓就可以解決這類問題。正常情況下(大馬拉小車或小馬拉大車的情況除外)最常用、也是最簡單的方法就是測量電動機的電流來判斷風機是否運行在最佳狀態，因為每臺風機在一定角度、一定的轉速下有不同的功率-風量曲線。根據電機學原理，電流達到額定電流的85％左右時電動機的運行效率是比較高的，根據筆者的經驗，這個規律對冷卻塔電機同樣適用，巧合的是冷卻塔的正常運行風量也是空塔風量的85％左右。一般情況下這是冷卻塔調試時比較常用的兩個參考值。

3 檢測是提升冷卻塔品質的重要途徑和有效手段

　　冷卻塔作為一種商品和其他具有使用價值的商品一樣，品質決定市場命運。冷卻塔的品質體現為內在品質和外在品質兩個方面，外在品質主要表現公司是否有實力，產品結構是否合理、比例是否協調、原材料及配件的質量如何、工藝是否精細等視覺效果，換句話說是公司及其產品紿客戶的第一印象，簡單一點就是我們平常所說的品牌。內在品質是它的冷卻能力是否滿足客戶冷卻任務的要求、噪聲及其他指標是否符合環保舅求，是否節能等使用性能。
　　測試是保證冷卻塔品質的重要途徑，冷卻塔品質的提升離不開測試。冷卻塔是一個試驗性非常強的組合產品，但絕對不是諸如1／1等于2的簡單組合，而是經過多次測試，精確計算，精心設計的，是在滿足熱交換的前提下，既節能又壞保的高經濟性能比的產品。冷卻塔品質的提升離不開檢測，這里所說的檢測含義不完全是我們檢測中心所從事的冷卻塔形式的檢驗，主要是指冷卻塔制造公司以產品研發為目的的各種產品整體性能測試及專項性能測試。在冷卻塔設計過程中，經驗性的東西比較多，填料、風機、電機的性能差別很大，如果一個冷卻塔制造公司沒有測試能力和手段及其他途徑對生產出的冷卻塔進行測試，連制造者自己都無法知道自己制造的冷卻塔具體的量化指標是多少?又如何來保證產品的內在品質?憑什么來證明制造出來的冷卻塔是符合標準要求的，是可以滿足用戶需求的?只有對使用的原材料及零配件進行測試，根據測試結果，才能有針對性、有目的的設計和生產。
　　測試是提升冷卻塔品質的有效手段。冷卻塔的品質是在不斷的測試與不斷的修正的往復循環的過程中不斷提高的，冷卻塔一旦設計、生產出來，需要對其進行整體評估、驗證，當然最直接、最有效的評估和驗證手段是產品測試。只有根據產品的測試結果，才能作出是否需要更改設計、改變工藝的決定，重新設計或更改后的產品又需要經過測試來驗證，在這個螺旋式的循環過程中，產品的品質自然而然的就會上升。比如冷卻塔上的玻璃鋼風筒，到底多厚才能滿足設計要求，不通過力學測試是很難得出結論的，因為不同的成型工藝，力學性能相差很大，就是同樣的成型工藝，不同的原材料，力學性能也會不同，只有通過測試后，才能說明風筒的厚度是否合理，是否經濟。
　　新產品開發、產品改型設計和升級換代是需要量化的數據來支撐的，量化的數據哪里來，只有通過實實在在的試驗來取得，靠仿制和抄襲是不能把公司做強、做大的，我國的冷卻塔發展歷程已經證明這一點。在經濟日趨全球化的今天，品質就是市場，市場就是生命，對冷卻塔行業甚至可以說，測試工作的好壞直接關系到企業的發展，這種說法是有充足的理由和充分的證據的，我們國家的一些冷卻塔設計、制造單位曾為此付出了沉重的代價。
　　做得比較成功的冷卻塔企業，對產品檢測工作的重視不是停留在口頭上，而是有實實在在的經濟、技術投入。有一個現象值得注意，絕大部分知名晶牌企業都有自己的檢測設備和手段。

4 和國際先進水平之間的差距

　　筆者曾有機會兩次前往美國訪問美國的冷卻塔制造公司，目睹過發達國家的冷卻塔制造過程，自動化和機械化程度比較高，異型產品較多。接觸過先進的全天候的冷卻塔人工環境實驗室，感覺發展中國家和美國這樣的發達國家相比差距比較大。在冷卻塔測試方面，兩個公司都投入了大約60—80萬美元的資金，建立了自己的全天候冷卻塔環境實驗室，可以模擬各種氣候條件，進行測試，同時還有風機的疲勞試驗、針對不同介質的金屬結構防腐蝕試驗，他們的冷卻塔能夠銷往全球，依靠的可不僅僅是運氣。國內尚無全天候的冷卻塔人工環境實驗室，和國際先進水平相比，還存在較大的差距，我們還需要努力來追趕國際先進水平。
　　值得高興的是，國內已經有冷卻塔制造公司開始策劃，著手建立自己的全天候冷卻塔人工環境實驗室。目前，國內不少的冷卻塔制造公司先后建立了自己的冷卻塔測試平臺。例如浙江聯豐，江蘇海鷗，廣東的陽江，上海金日，上海良機，山東金光、山東雙一等企業。

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作者簡介：尹證(1968—)，男，重慶人，高工，電話(010) 61162140。