外挂翅片管消雾节水冷却塔与冷凝模块消雾节水冷却塔对比分析
——评《T/CECS517-2018消雾节水型冷却塔验收测试规程》

季广辉，陈 刚，李宝银

(1.国能河北定州发电有限责任公司；2.山东蓝想环境科技股份有限公司)

冷却塔是工业上的一种常用冷却设备。当工厂由于自身的生产产生较多热量的时候，如果不及时地将热量传递到外部环境中去，工厂内部会由于热量的聚集而影响设备的正常运行。这个时候就需要在工厂内安装冷却塔，从而将工厂产生的废热传递到外部环境，利用水和空气的接触进行热量的交换。冷却塔的工作原理是利用干燥的空气对设备进行降温。干燥的空气在鼓风机的作用下，从风网处进入冷却塔；而工厂由于生产产生了大量的水蒸气，水蒸气分子因为压力的作用向空气端流动；当水蒸气与空气接触的时候，在压力的作用下，水蒸气中的热量会传输到冷空气中；交换热量之后的热空气，通过鼓风机的作用被排到工厂外部环境，从而完成了热量的交换，实现了对工厂内部的降温。在这个过程中由于水蒸气含有大量的热量，当遇到冷空气的时候会产生冷凝水雾的现象，大量的冷凝水雾的产生，会影响工厂的正常工作。首先，由于冷凝水雾的产生会影响工厂内职工的视线，从而影响职工的正常操作；其次，冷凝水雾的产生，会对机器造成一定的损害。所以在冷却塔使用的过程中，需要尽量减少冷凝水雾的产生。

目前工业上使用的冷凝塔，为了减少冷凝水雾的产生，设计了很多方法，最常用的方法是外挂翅片管消雾节水冷却塔与冷凝模块消雾节水冷却塔。外挂翅片管消雾节水冷却塔的工作原理是：冷却的循环水经过翅片管束，使用空气冷却实现了第一次降温，从而减少了水分的蒸发，不但实现了节水的目的，而且在一定程度上减少了冷凝水雾的产生；而进入翅片管束的外界冷空气应为循环水，经加热作用变成了热空气，所以在冷却塔内进行交换的过程中温差并不巨大，相对温度的差异显著降低，从而减小了冷凝水雾的发生。冷凝模块消雾节水冷却塔的工作原理是：填料区的饱和湿空气与进入百叶窗的外界干冷空气在冷凝模块中进行换热，但是采用的热交换模式是非接触式的；饱和的湿空气因为温度的降低而析出冷凝水，冷凝水经过模块下方的集水槽，通过导流的方式进入集水池，实现了节水的目的；而且经过了初级降温后的热空气在冷凝模块的上方与冷空气充分混合，从而减少了冷凝水雾的产生。

2018年3月23日，中国工程建设标准化协会发布了T/CECS 517-2018《消雾节水型冷却塔验收测试规程》，在这个测试规程中对于冷凝水塔的验收标准进行了相应的规定。在规定中，对于冷却塔的消雾及节水能力进行了详细的规定。在对于冷却塔节水及除雾能力验收之前，需要按照程序的要求编写测试大纲，并根据测试大纲做好测试前的各项准备工作，这样才能保证现场测试及分析数据合乎程序及标准的要求。为了保证冷却塔在测试的过程中保持良好的运行状态，在测试之前需要保证冷却塔无异常：① 首先要保证配水系统的清洁配水中不存在杂质，因为杂质的出现会影响整个冷面的效果。② 检查机械系统是否处于正常的工作状态，风机的安装方向要保持正确，安装角度保持一致，功率的实际值不应该与设计值存在10%以上的偏差。③ 保持集水器的清洁，避免海藻或异物对集水器的影响。④ 干燥区散热器两侧不存在异物，因为异物的存在会对散热效果产生影响。尤其是在冬季的时候，由于温度较低，翅片上容易结冰，要对翅片进行除冰操作，避免结冰的形成对翅片散热效果产生影响。⑤ 空气和水的控制元件都应该按照要求进行设计及部署。⑥ 保证水阀的密封性和灵活控制性，避免水阀的问题影响水流的收集及利用。

测试工作需要保证在冷却塔安装调试完12个月内进行。如果超过该时间，需要按照约定的时间进行。因为时间对于冷却塔冷却效果的测试有着严重的影响，如果间隔时间过长，冷却塔的冷却效果及节水除雾效果可能会因为元件的老化而受到影响。在测试的过程中需要保证测试验收的单位具有相应的资格，而且在测试完成之后，需要验收方用户代表及制造方三方代表均在场签字确认才代表着验收项目的完成。对于测试单元的选择也需要三方协商进行确认，保证测试的结果符合加权平均的原理，能够充分代表着冷凝塔的冷凝能力及除雾节水的能力。

验收过程中，验收人员需要充分考虑环境因素。在验收试验中要求环境的平均风速不应大于3 m/s。由于风速具有不可控性，所以在验收过程中放宽了条件，要求1 min之内，阵风风速不大于4.5 m/s。由于冷凝塔受温度和湿度影响较大，所以对于冷凝塔的验收，空气中的湿度和温度做了相应的规定，水流量和大气压也做了规定。在测试过程中需要对测试点进行确认，一般测试点的总数不应少于8个。测试时应用专用的温度传感器测量空气的气流及温度，并确保测量的结果不会受到外界因素的影响。测试过程中需要覆盖每一个测试点。对于空气速度的测量，规范给出了明确的计算公式，测试人员可以通过公式换算保证垂直风速的准确。对于测试结果的读取，需要通过手工记录或者数据自动采集系统进行记录。对于测试结果的记录，规范也同样给出了标准的表格格式，测试人员可以通过参考标准自定制表格。

测试工况的时候，需要保证冷却塔工作一段时间，到一定稳定的状态后再进行测试，从而保证测试数据的准确性。而规范也对冷却塔的稳定状态进行了相应的规定。其中规定循环水、热负荷、进出水温降、温度平均值这些数值的变化需要在一定的区间内。当这些数值保持一定的稳定度时，才可以进行工况的测试。当测试完成之后，测试人员需要对测试结果进行评估和分析。测试人员将测试数据与特性曲线进行对比，来评估冷却塔的消雾效果。针对不同类型的冷却塔，使用不同的评估指标进行消雾效果的评估。数据采集之后，需要对数据进行处理，每一个测试工况需要计算参数的算术平均值，在该规范中对于参数的修正方法进行了详细的规定，根据测试期间的补水或排水状况对参数进行修正。最后根据冷却塔的特征曲线确定消雾指标与节水率，并通过给定公式进行修正。

计算完各指标值后，测试人员出具相应的测试报告，对于冷却塔的节水及消雾能力进行描述。通过该规范的阅读可以清楚地了解到冷却塔验收规定的详细内容。冷却塔的承建方、使用方及验收方需要详细学习该规范的具体要求，根据规范要求进行执行，以保证冷却塔的功能完善，符合设计要求。