GB T 50746-2012 石油化工循环水场设计规范.pdf

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1、GB 中华人民共和国国家标准UDC GB/T 50746 - 2012 石油化工循环水场设计规范P 石油化工循环水场设计规范Code for design of petrochemical recirculation cooling water unit 实施e1阁计划生版私2012 - 08 - 01 发布2012 - 01 - 21 联合发布中华人民共和国住房和城乡建设部中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局 中华人民共和国国家标准石油化工循环水场设计规范Code for design of petrochemical recirculation cooling water unit GB

2、/T 50746 - 2012 主编部门:中国石油化工集团公司批准部门:中华人民共和国住房和城乡建设部施行日期:2 0 1 2 年8 月1 日中国计划出版社2012北京. he-:1fl /在可yt马参钱FJA飞，1、11h 2鹏飞、jtIH今仁FK帖点而一、，rhjt飞慨守J!t坠地A，电电hji4f$11斗IJf4dge中华人民共和国国家标准石油化工循环水场设计规范GBjT 50746-2012 女中国计划出版社出版网址: 地址:北京市西城区木樨地北里甲11号国宏大厦C座4层邮政编码:100038电话:(010)63906433(发行部)新华书店北京发行所发行北京世知印务有限公司印刷850

3、 X 1168毫米1/32 3.375印张84千字2012年8月第1版2012年8月第1次印刷女统一书号:1580177 888 定价:21. 00元-tiiE飞li!tsw;版权所有僵权必究侵权举报电话:(010)63906404如有印装质量问题，请寄本社出版部调换中华人民共和国住房和城乡建设部公告第1266号关于发布国家标准石油化工循环水场设计规范的公告现批准石油化工循环水场设计规范为国家标准，编号为GB/T 50746-2012，自2012年8月1日起实施。本规范由我部标准定额研究所组织中国计划出版社出版发行。中华人民共和国住房和城乡建设部二。一二年一月二十一日目。言本规范是根据原建设部

4、关于印发的通知)(建标(2005J124号)的要求，由中国石化工程建设公司会同有关单位共同编制完成的。本规范在编制过程中，编制组经广泛调查研究，认真总结实践经验，参考国际标准和国外先进标准，并在广泛征求意见的基础上，最后经审查定稿。本规范共分10章，主要技术内容是:总则、术语和符号、总体设计、冷却塔、循环冷却水输送、循环冷却水处理、仪表与控制、检测与化验、供电设施、辅助建(构)筑物。本规范由住房和城乡建设部负责管理，由中国石油化工集团公司负责日常管理，由中国石化工程建设公司负责具体技术内容的解释。执行过程中如有意见和建议，请寄送中国石化工程建设公司(地址:北京市朝阳区安慧北里安园21号，邮政编

5、码:100101) ，以供今后修订时参考。本规范主编单位、参编单位、主要起草人和主要审查人:主编单位:中国石化工程建设公司参编单位:天津辰鑫石化工程设计有限公司中国石化洛阳石油化工工程公司主要起草人:刘丽生胡连江滕宗礼王敬刘建立苏志军主要审查人:吴孟周周家祥杨丽坤葛春玉陈鑫张锐李刚吴文革李家强张跃韩红琪陈宇奇邹智邱建忠李本高楼威贤目次1总则(1 ) 2 术语和符号( 2 ) 2. 1 术语(2 ) 2.2 符号(4) 3 总体设计( 5 ) 3.1 一般规定( 5 ) 3.2 设计规模( 5 ) 3.3 补充水量( 5 ) 3.4 循环冷却水设计温度的确定( 7 ) 3. 5 循环冷却水设计工

6、作压力的确定(7 ) 3.6 循环冷却水的水质要求(7 ) 3.7 场址选择( 8 ) 3.8 场内布置( 9 ) 4 冷却塔( 11 ) 4. 1 一般规定( 11 ) 4.2 冷却塔的计算(11 ) 4.3 塔体结构与部件设计(17) 5 循环冷却水输送( 24) 5.1 循环水泵的选择5.2 水泵附件 (24) 5.3 循环水泵房( 2 5 ) 5.4 吸水池f.(25) 6 循环冷却水处理7 ) 6.1 一般规定 (27) 6.2 缓蚀和阻垢6.3 微生物控制门口6.4 旁流水处理( 3 2 ) 6. 5 药剂储存和技配(33) 6.6 补充水和排污水处理7 仪表与控制( 37) 8

7、检测与化验( 39) 9 供电设施 10 辅助建(构)筑物(42)本规范用词说明(43) 引用标准名录(44)附:条文说明( 45) 2 Contents 1 General provisions ( 1 ) 2 Terms and symbols ( 2 ) 2. 1 Terms ( 2 ) 2.2 Symbols ( 4 ) 3 General design ( 5 ) 3. 1 General requirement ( 5 ) 3.2 Design Scale ( 5 ) , 3.3 Amount of backup water ( 5 ) 3.4 Design temperature

8、 of recirculation cooling water ( 7 ) 3. 5 Design operation pressure of recirculation cooling water ( 7 ) 3. 6 Quality requirements of recirculation cooling water ( 7 ) 3. 7 Selection for location of recirculation cooling water unit ( 8 ) 3. 8 . Arrangement of recirculation cooling water unit ( 9 )

9、4 Cooling towers . (11) 4. 1 General requirement ( 11 ) 4. 2 Calculation of cooling towers ( 11 ) 4. 3 Design for structure and components of cooling towers ( 17) 5 Transportation of recirculation cooling water ( 24) 5. 1 Selection of circulating ( 24) 5.2 Pumps accessories ( 24) 5.3 Pumps house ( 2

10、5) 5.4 Suction basin (25) 6 Recirculation cooling water treatment (27) 6. 1 General requirement (27) 3 6. 2 Corrosion inhibitor and detergent ( 29) 6. 3 Algicide and bactericidal agent ( 31 ) 6.4 Side stream treatment (32) 6. 5 Storage and infusion of chemicls ( 33) 6.6 Makeup water and blow down tr

11、eatment ( 36) 7 Instnment and controlling . (37) 8 Inspect and test ( 3 9 ) 9 Power supply device ( 41 ) 10 Auxiliary building and structure ( 42) Explanation of wording in this code ( 43) List of quoted standards (44) Addition: Explanation of provisions ( 45) .4. 1总则1. 0.1 为使循环水场设计满足石油化工企业对循环冷却水的水量

12、、水温、水压、水质和换热设备长周期安全稳定运行的要求，达到保护环境、安全生产、技术先进、经济合理、节约资源的目的，便于施工、维修和操作管理，制定本规范。1. O. 2 本规范适用于石油化工企业新建、改建和扩建间冷开式循环冷却水系统的循环水场的设计。1. O. 3 石油化工循环水场设计应吸取国内外先进的科研成果和生产实践经验，积极稳妥采用新技术、新工艺、新设备、新材料。1. O. 4 石油化工循环水场的设计，除应执行本规范外，尚应符合现行国家有关标准的规定。 1 2 术语和符号2.1术语2. 1. 1 循环水场recirculation cooling water unit 由冷却设施、水质处理

13、设施、水泵、管道及其他设施组成，用以提供循环冷却水的场所。2. 1. 2 循环冷却水系统recirculating cooling water system 以水作为冷却介质，并循环使用的给水系统。由换热设备、冷却设施、水处理设施、水泵、管道及其他有关设施组成。2. 1. 3 逆流式冷却塔counter - flow cooling tower 在冷却塔内水流自上而下，空气流自下而上，水与空气相向流动的冷却塔。2. 1. 4 横流式冷却塔cross - flow cooling tower 在冷却塔内水流自上而下，空气流水平流动，水与空气垂向流动的冷却塔。2. 1. 5 淋水填料filling

14、 设置在冷却塔内，使水溅散成水滴或水膜，以增加水和空气的接触面积和时间的部件。2.1.6 薄膜式淋水填料film filling 能使水在填料表面形成连续的薄水膜的淋水填料。2. 1. 7 淋水密度water flow cross per unit area of filling 单位时间通过每平方米淋水填料断面的循环水量。2. 1. 8 气水比air/water ratio 进入冷却塔的干空气与循环水的质量流量之比，常以符号k表示。2. 1. 9 设计气象参数design meteorological parameter 2. 循环水场设计时采用的气象参数:大气压力、干球温度、湿球温度或相对

15、湿度。2. 1. 10 逼近度approach 指冷却塔出水温度与进塔空气湿球温度之差值。2. 1. 11 水温差coo1ing rang 指冷却塔进水温度与出水温度之差值。2. 1. 12 冷却数characteristic of coo1ing tower s task 冷却塔冷却任务特性值。一定气象与工况条件下不同气水比时需要完成的热力任务的描述，与冷却塔的具体规格元关，以气水比为横坐标、冷却数为纵坐标构成的曲线为减函数曲线。2. 1. 13 散热特性数therma1 performance curve of filling 冷却塔(填料)在气水比不同时所能提供的散热性能特性数。与冷却塔

16、填料的规格、体积有关，以气水比为横坐标构成的曲线为增函数曲线。2. 1. 14 浓缩倍数concentra tion 循环冷却水含盐量与补充水含盐量之比。2. 1. 15 补充水量amount of makeup water 补充循环冷却水在运行中因蒸发、风吹、排污及泄漏而损失的水量。2. 1. 16 排污水量amount of b10w down 为了使循环冷却水水质满足浓缩倍数和缓蚀阻垢剂的要求而排放的水量。2. 1. 17 风吹损失率wind 10ss ra tio 风吹损失水量与循环水量之比。2. 1. 18 系统容积System capacity vo1ume 循环水系统内换热器、循

17、环水泵及泵前吸水池、冷却塔水池等容水设备及管道中水的容积之和。 3 2.2符号N一一浓缩倍数pCw一一-水的比热kJ/ (kg OC) ; p-一饱和水蒸气压力(kPa); 伊一一空气相对湿度(%); 。一一空气干球温度CC);一一空气湿球温度CC);Pa -_大气压力(kPa);Z一一空气含湿量kg/kg(DA) ; h一一湿空气比始(kJ/kg) ; h一一饱和空气比熔(kJ/kg) ; -一一空气(以干空气计)和水的质量流量比，简称气水比;p一一湿空气密度(kg/m3); 。一一一冷却数;G一一冷却塔工作风量(m3/h); H一一冷却塔风机工作风压(全压)(Pa) ; Q一一循环水流量(

18、m3/h); K 蒸发水量带走热量系数;rtz一一出口水温时水的汽化热(kJ/kg) ; t1一一冷却塔进水温度CC);tz一一冷却塔出水温度CC)。 4 3总体设计3.1一般规定3. 1. 1 循环水场工艺设计应包括循环冷却水冷却、循环冷却水水质处理、循环冷却水加压输送及辅助设施的设计。3. 1. 2 循环水场应由下列设备、设施、建(构)筑物组成:1 循环冷却水冷却部分，应包括冷却塔(含冷却塔水池); 2 循环冷却水水质处理部分，宜包括旁滤设施、化学药剂的配制投加设备与储存设施;3 循环冷却水加压输送部分，宜包括吸水池、循环水泵、真空引水设施、泵进出口阀门、管道及泵房等设施;4 辅助设施部分

19、，宜包括仪表自动控制、变配电、监测和检测化验设施及相应的建筑物。3. 1. 3 循环水场的设置宜根据企业总平面及竖向布置、装置(单元)的组成，以及其对水量、水温、水压、水质要求的不同、开停工与检修周期的要求，通过技术经济比选确定。3. 1. 4 生产过程中直接与工艺物料接触、污染严重的循环冷却水或对水质和水压有特殊要求的循环冷却水用户，宜设独立的循环水场。3.2设计规模3.2.1 循环水场的设计规模应按设计水量确定。3.2.2 设计水量应按其所供给用户要求的最大连续小时用水量之和加上用户可能同时发生的最大间断小时用水量确定。3.3补充水量3.3.1 循环冷却水系统的补充水量应通过水量平衡计算确

20、定。 5 计算水量平衡时，水量损失应包括蒸发损失水量、风吹损失水量和排污水量。3.3.2 循环冷却水补充水量可按下式计算zQm = Qe +Qb +Qw (3.3.2) 式中:Qm一一循环冷却水补充水量(m3jh); Qe一一循环冷却水蒸发损失水量、(m3jh); Qb-一一循环冷却水排污水量(m3jh); Qw一-一循环冷却水(冷却塔)风吹损失水量(m3jh)。3.3.3 冷却塔蒸发损失水量应对进入和排出冷却塔气态进行计算确定。当不具备条件进行冷却塔进、出气态计算时，蒸发损失水量可按下式计算:Qe = KZF b.tQ (3.3.3) 式中:KZF一一蒸发损失系数(l;oC)，可按表3.3.

21、3取值，气温为中间值时采用内插法计算;b.t一一Q一一一循环水流量(m旷3jh)。进塔空气温度KZFO jC) 表3.3.3蒸发损失系数KZF注z表中气温指冷却塔周围的设计干球温度。3.3.4 冷却塔风吹损失水量应采用同类冷却塔的实测数据。当无实测数据时，机械通风冷却塔可按0.1%计算，自然通风冷却塔可按0.05%计算。3.3.5 循环水场的排污水量应根据循环冷却水水质和浓缩倍数的要求经计算确定。排污水量可按下列公式计算:Q-Qe-Q b NI (3.3.5-1) Qbl = Qb - Qb2 (3.3. 5-2) 式中:N一浓缩倍数;Qbl一-一集中排污水量Cm3/h); Qb2一一系统损失

22、水量Cm3/h)。3.4 循环冷却水设计温度的确定3.4.1 循环冷却水设计温度应按建厂地区设计气象参数和工艺的要求，经技术经济比较后确定。3.4.2 循环冷却给水的设计温度宜按逼近度40C，._，50C计算确定，当逼近度小于40C时，应通过技术经济比较确定。3.4.3 冷却塔的设计气象参数的确定应符合下列规定:1 应采用当地近期不少于5年的最热3个月的干球、湿球温度、大气压力等气象资料;2 应按湿球温度频率统计法计算的出现频率为5%,._, lO% 的日平均值作为大气湿球温度，并应以对应的干球温度、大气压等值作为设计的气象条件。3.4.4 设计进塔湿球温度，应根据周围的地形条件、通风条件、与

23、热加工装置的距离等环境因素，并结合冷却塔塔型与湿空气回流的影响，对设计环境湿球温度进行综合修正后确定。当缺少环境影响因素数据时，在环境大气湿球温度的基础上，逆流冷却塔宜增加O.20C ,._, O. 30C，横流冷却塔宜增加O.30C ,._, O. 50C。3.5 循环冷却来设计工作压力的确定3.5.1 循环冷却给水设计工作压力应按用户的压力要求，并通过对整个循环冷却水系统的水力计算后确定。对水压要求较高的用水设备宜采取局部升压措施。3.5.2 循环冷却回水宜利用余压直接返回冷却塔。3.6 循环冷却水的水质要求3.6.1 循环冷却水的水质应满足用户对阻垢与缓蚀的要求，并应符合循环冷却水的水质

24、指标。当采用新鲜水作为补充水时，循环冷却水的水质指标应按符合表3.6.1的规定，当采用污水回用水作为补充水时，循环冷却水的水质指标应通过实验确定。表3.6.1循环冷却水的水质指标项目单位要求或使用条件许用值根据生产工艺要求确定三二201虫度NTU 换热设备为板式、翘片管式、螺旋板式10 pH 6. 89. 5 随硬度十甲基橙碱度碾酸钙稳定指数RSI注3.31100 (以CaC03十mg/L 传热面水侧壁温大于70C钙硬度小于200总铁Femg/L 1.0 Cu2+ mg/L 16 14 12 10 8 6 飞1飞胃队T 、咱咬达否飞4这?叶飞飞、峰_.o 0.2 0.4 0.6 0.8 hIL

25、 山路导一i著+填料1-蹦斗I命塔十填料E一空塔一挪HI图1不同填料时塔的总阻力系数J冷却塔内空气阻力计算中被多数文献(包括现行的一些国家标准)忽略的且影响较大的是雨区阻力的计算。进入冷却塔的循环冷却回水通过配水装置溅洒成细小的水滴呈自由落体形态淋洒在淋水填料上，通过填料后又以自由落体形态淋入冷却塔集水池，因此将配水装置至淋水填料上、淋水填料下至集水池间的区域称为雨区。上部雨区的高度与喷头的喷溅性能有关，工程中变化不大，为使配水均匀基本在o.8in ,._, 1m间。下部雨区与进风口同高，因此大小塔差别较大。冷却塔中气流只有在收水器和填料中的流态不在阻力平方区，这两部分的阻力需有由其试验报告给

26、出。填料的实验装置也存在上、下雨区，因此填料试验的阻力性能中也就包含了一部分雨区性能。在下部雨区，新鲜空气从进风口水平进入这个区域，并转弯向上与水滴逆行后进入淋水填料。在这个运行过程中，水滴对气流应该产生水平阻力和垂直阻力。由于冷却塔内其他构件均可通过几何相似模拟代替，只有雨区是无法模拟的，因此这个阻力究竟有多大，如何求雨区阻力，一直是国内外没有很好解决的问题。1)雨区阻力的影响:雨区对气流阻力是有影响的，这是众所周知的，但这个影响是否可以忽略是问题的关键。表1是部分冷却塔的实测结果相关参数的汇总表，认真分析这些冷却塔实测报告，就能得出明确的结论。表1部分冷却塔的实测结果水量Q风量G风机下阻力

27、P工况序号测试项目名称测试单位Cm3 jh) CX104m3) (静压，Pa)编号安庆化肥厂引进化工部3854 147.4 152.81 工况11 9. 14风机冷却塔第三院。210.1 106. 6 工况23020 253.67 143. 5 工况1北京乙烯工程水科院3510 256.67 147.5 工况22 9. 14风机冷却塔冷却水所4010 249. 7 148. 6 工况3。286. 1 141. 4 工况4宁夏化工厂西安建筑4500 274 118; 2 工况13 9. 14风机冷却塔科技大学。301 106.3 工况2以表中序号2为例，工况3风机下阻力是含雨区阻力的，工况4由于

28、水量为0，因此是不含雨区阻力的。但由于填料阻力是与淋水密度有关，而且阻力变化时风机运行的工况点也会发生变化，因此两工况不能直接求差，需分别扣除填料的阻力，并折算到同一风速下求差:马=(时6一内V3川一(山4-pA儿叫EYA3=(0. 00133cA + O. 00713q3十O.82502) X 9. 81 , m3 = -0. 00461q十O. 005654q3 +2.09412 ，A4二O.82502 X 9. 81 ,m4 = 2. 09412J P雨=(148.6- 1. 1 X 11. 5757 X 2.41.99)一(141.4- 1. 1 X 1249.7、28.093 X 2

29、.74992. 094) (一一一24. 5Pa (风速为工况3的风速 286.1 J 2.4m/s时)。此阻力相当于全塔静压的16.5%，忽略该部分阻力显然会造成重大失误。2)雨区对气流水平运行时阻力影响:在下部雨区，气流从进风口进入冷却塔，首先水平运行通过水滴密集的雨区，因此气流在水平运行时受到雨区阻力称为水平阻力。赵振国在冷却塔一书中介绍了1984年苏联学者苏霍夫在一个1: 300的自然通风塔的模型中所做的模拟试验，用插在地板上的细木杆模拟雨区，木杆的布置多少代表不同的雨区的淋水密度。显然该模拟试验只考虑了气流在雨区遇到的水平阻力，此试验结果可看做雨区的水平阻力系数，试验结果与1990年

30、国际水力研究协会发表的R. E. Gelfand等试验结果基本一致:C=(O. 1 +0. 025q)L十1(7)H 9. 72h/L-0. 77 I 0.332h/L十0.02式中:q一一淋水密度m3/(m2 h); h一一雨区(进风口)高度(m); L一一空气水平方向流动的长度，双面进风时取塔进深的一半(m)，单面进风时取塔进深的全长。多数文献将雨区阻力水平影响的作用【(0.1十0.0025q)L误认为是导风装置的阻力系数，此误解可能源于对全苏水利工程科学研究所对空气分配装置的阻力研究实验的翻译。由于翻译时使用的导风装置含义与后来冷却塔的实际导风装置不同。原文导风装置是填料下设置的有助于气

31、流分配和转弯的装置，这样的装置在现在的冷却塔中已经见不到了。它的阻力就是气流水平运行时受到阻挡的阻力，与苏霍夫模拟试验细木杆对气流的阻挡作用相近，仍可理解为雨区水平影响的阻力。从文中给出的长度就是冷却塔的进深，也可以看出它并非我们现在意义上的导风装置。如按照现在意义的导风装置阻力去理解:公式中导风装置长度(L)越长阻力越大，导风装置长度(L)越短阻力越小，当L为0时阻力为0，也就是说没有导风装置时阻力最小，那又何必加设导风装置呢?这显然与实际不符，应对此误解予以纠正，并正确认识雨区阻力的影响。3)雨区对气流垂直运行时阻力影响:赵振国在冷却塔一书中还介绍了英国学者R.F. Rish在英国中央电力

32、研究所的试验设备上做了垂直淋下的水滴对逆向运行的气流阻力的试验，给出的雨区阻力s=O.525(Hf+h) (，1)川2(Hf为填料高度，i.为空气与水的质量比，h是雨区高度)，可认为是雨区对气流垂直方向的影响，其中包含了填料内的雨区阻力。填料性能测试报告给出的阻力计算式均已包含了填料本身的雨区阻力，可令Hf=O，由于填料性能测试报告中还包括下部雨区部分高度的阻力(填料测试装置，的雨区高度)，因此对上式稍作调整，填料下雨区对气流垂直影响简化为下式:sv =0. 525(h -hy) CU-1. 32 (8) 式中:hy-填料测试装置的雨区高度(m)。的雨区阻力系数:雨区阻力系数应该是气流在雨区遇

33、到的水平向阻力系数与垂直向阻力系数的和，即s=乌+sv:C一(0.1+0.025)L I 1 - 9. 72h/L一0.77+0.332h/L+0.02+0.525(h-hXA)-I32 (9) 5)验证分析:仍以表1中序号2的工况3为例，风量为249.7X104m3/h，水量为4010m3/h，q=13.875m3/m2 h ,L=8. 5m,h= G2497000 X 1. 1 4.25m，hy取1.75m, i.亏An1nV1=0.685代人式(9): 2.42 S2=8.183;V=2. 4m/s;P=8.183X 1. 1 LJ.2i一=25.92Pa。采用公式(9)计算的雨区阻力2

34、5.92Pa与实测雨区阻力24.5Pa相差1.4Pa，即5%的误差，说明公式.(9)是可以采用的。采用计算机编程进行冷却塔的空气动力计算的方法是以假定风量分别代人冷却阻力特性方程(式4.2.5-5)与风机特性方程(由风机特性曲线拟合方程或风机厂提供的特性方程)，比较冷却 67 塔总阻力与风机全压，差值足够小(满足精度要求)时的风量为工作风量;计算精度要求不高时也可用图解法，求以风量为横坐标、冷却塔总阻力(风机全压)为纵坐标的冷却阻力特性曲线与风机全压性能曲线的交点，交点处的风量即为工作风量。4.2.6 冷却塔的热力计算是通过解冷却塔的冷却任务的热力特性方程与冷却塔淋水填料散热的热力特性方程的联

35、立方程组，求解计算冷却塔的工作气水比:= :, ftl 7 wd KJto h-h 2.- (10) ， = A m (: ) 工作气水比的确定:联立方程组求解宜编制计算机程序试算，以假定代水比分别代入方程组，对计算出的冷却任务的热力特性冷却数与淋水填料散热的热力特性的冷却数进行比较，两种冷却数的差值控制在川1，._，0.001即可认为是满足工程精度要求的解，此时的气水比值即为所求的设计工作气水比。上述计算应采用经过省部级或国家级认可的、成熟可靠的计算机运算程序。4.3 塔体结构与部件设计.1 石油化工企业循环水场多为大、中型冷却塔，大、中型冷却塔的框架若采用钢结构，不仅用钢量大，且易腐蚀，因

36、此建议采用钢筋混凝土结构。特殊条件指工期紧迫，需预制好钢构件短时间内现场组装技用，或现场不具备混凝土现浇或养护条件等情况。4.13.7 严寒地区与寒冷地区的划分参照现行国家标准民用建筑设计通则)GB50352的规定，1月份平均气温小于或等于一100C的地因为严寒地区，1月份平均气温-100C ，_，OoC的地区为寒冷地区。4.3.8 组合均布系数计算参见现行行业标准冷却塔塑料部件技术条件)DL/T742的附录Ro4.:3.10 早期冷却塔的风筒都是倒截锥型，从断面上看是一条斜. 直线，斜线的斜度是用中心扩散角定义的，赵振国著的冷却塔推荐的角度是140，-.;180，格拉特科夫等著的机械通风冷却

37、塔推荐的角度是180，-.;200，现行国家标准机械通风冷却塔工艺设卅规范)GB/T50392-2006推荐的角度是140，李德兴著的冷却塔推荐的角度是80，-.;160。每个文献提出的角度均不尽相同，也未说明理论根据，但扩散角度太大会出现气流分离，扩散角再大还会出现涡流，涡流出现后能耗反而会增加，是以上文献的普遍共识。同样的扩散角，扩散段越高出口面积越大，出口速度和动能也就应该越小，动能回收效果就应越明显，然而风筒越高所受的外界的风荷载就越大，自身的重量也会增加，稳定性也就会差，需男风筒的强度就越大，壁厚也要相应增加，成本会大于线性地增加。|这就存在一个技术经济的问题了，需要综合分析确定。对

38、于扩散筒高度取值各文献的观点几乎一致:一般推荐扩散段高度与风机直径的比为O.5。实际上，目前工程中出现的很多风筒都未达到去=0.5(hi为h 扩散筒高，D为风机直径)，为了降低成本，一的比值越取越小。l尤D 其是叫纪90年代从国外进口的一些冷却塔中，去已经低|至O. 25 ,-.; 0. 30，若此时动能回收率仍按行业习惯达到30%以上，则扩散角已超过200。水科院冷却水所于1994年对这种被称为气回转型风筒(XF-85)进行了测试，测试的结果表明回转型风筒非但没出现气流分离，相反减小了轮载上部的负压区40%，扩散!筒的高度降低了30%，实测动能回收13Pao回转型风筒的扩献角已经突破了我们传

39、统上的认识，由于技术保密问题并未找到国外冷却塔公司的相应的理论介绍。分析风筒气流流态的特点，风筒扩散筒内气流属旋转紊流l射流，根据流体力学的理论，普通射流的最大散射角为:()= 2arctan (3.4) (为紊流系数，圆柱形管取0.076)，因此散射角。可达啻岳290，旋转射流因旋转使射流获得向四周扩散的离心力，因此旋转射流的散射角会更大。根据这一理论依据，风筒的中心扩散角起码能达到290(普通射流)。因此本规范明确提出回转型扩散筒的中心扩散角不超过29。是可行的。这里还有一个问题需注意:处于旋转射流流态的气流，当仨o. 3时，射流边界线会向中心收缩，见图2。由于气流在风筒扩散段的流态属旋转

40、射流，当气流离开风筒喉部运行到高度为O.3D时，射流边界也就会回拢收缩，传统的倒截锥型风筒扩散段线型为直线，在卡O.3段，角度小，起到约束气流的扩散的作用。超过O.3D的高度，气流边界回拢，与风筒壁分离。扩散角越大，分离越严重，因而出现涡流。图2旋转射流边界要避免h(x)二三O.3D时气流与风筒分离，风筒扩散段就应在高度超过O.3D时向中心回拢收缩。回转型风筒的扩散段线形应是与空气旋转射流流态协调吻合的型线一一曲线线型。因此，本条还着重强调了回转型扩散筒的最大中心扩散角不超过290 ，这里的最大不仅是规定了扩散角的上限，因型线为曲线，就存在最大扩散趋势段，最大扩散趋势段的扩散角度也不宜超过29

41、0，并非平均扩散角。5 循环冷却水输送5.1 循环水泵的选择5. 1. 1 循环水泵的供水量应按循环水场的设计规模考虑，供水压力应使多台工作水泵并联后的泵出口压力满足用户对循环冷却给水设计工作压力的要求;在水泵的选择上，选择同型号水泵不仅可t 提高并联后的泵工作效率，而且，相互的可替换性和可备用性高。我国水泵制造水平不断提高，为循环水泵的长周期安全稳定运行提供了有效保证。结合这些年我国建设投产的大型石油化工企业的运行操作经验，运行台数5台以上时备用泵的数量最多为2台即可满足装置的安全稳定运行。因此，规定运行台数大于4台时备用2台，不大于4台时备用1台。这种配置不仅能够满足安全生产的需要，而且降

42、低了投资和维护费用。5. 1. 2 循环水场的主要电力消耗在循环水提升上。以中国石化为例，每年用于循环水提升上的有效功的需求不低于30亿千瓦时，循环水泵效率70%与80%相差的电耗就是5.35亿千瓦时，推及全国是一个非常惊人的数字。因此，本规范规定循环水泵的效率不应低于80%。这只是一个较低要求，有条件时应做到85%90%。循环水节能问题不能局限于循环水场，更应关注大的系统。目前，循环水的系统效率偏低是普遍现象，很多能量消耗在系统的平衡上。因此，做好系统管网的优化计算有很大的节能空间。5. 1. 3 在不受气候影响的地区，循环水泵露天布置可节约泵房的建设费用，减少了占地，缩短了循环水场的建设周

43、期。5. 1. 4 石油化工企业对循环水供水安全有很高的要求，因为只有稳定的循环水供水，才能保证产品的质量，并保证生产的安全平稳运行。循环水泵会在自身事故或供电、仪表控制等出现事故时停 71 泵，当事故处理后需迅速启动循环水泵或备用泵，自灌启动条件下，省去了引水时间，可满足迅速启动水泵的要求，及时提供循环冷却水。而当不具备自灌启动条件时，也应采取有效措施尽量缩短启动时间。因此，应选择快速的真空引水装置，达到快速启泵的目的。随着科技的发展，新的真空引水技术不断涌现，如沈阳耐蚀合金泵股份有限公司生产的同步排吸泵可在几十秒内达到真空引水、快速启泵的目的。5. 1. 5 有效气蚀余量(NPSHA)是指

44、水流经吸入管路到达泵吸入口后所余的高出临界压力水头的那部分能量，与安装方式有关，是可利用的气蚀余量;必需的气蚀余量(NPSHR)是流体由泵吸入l 口至压力最低处的压力降低值，是临界的气蚀余量，与泵结构本身有关。有效气蚀余量需要根据建厂地区的大气压力、循环冷却水给水最高温度下的汽化压，再结合设计工况运行时的动水位确定的水泵安装高度，经计算获得。有效气蚀余量(NPSHA)要大于必需的气蚀余量(NPSH邸，且有不小于O.5m的安全裕量。5. 1. 7 在选择工作水泵组的台数时，应通过工作台数的水泵并联运行曲线逐台校核水泵的工作点是否偏离高效区，如果不在高效区，应考虑通过加大单泵流量减少工作水泵组的台

45、数来提高并联运行的效率。5.2水泵附件5.2.1 本条规定是为避免在泵的检修过程中吸水池的水通过吸水管路流到泵区。5.2.2 循环水泵的出水管设置电动蝶阀可灵活有效地控制泵的开停，且阀体安装距离小;设置微阻缓闭止回阀，可有效避免泵的倒转和突然停泵造成的水锤。近些年，国内开发生产并已大量应用的多功能水泵控制阀或分段关闭的液控蝶阀具有与水泵联动控制、止固和防止水锤等多重功能，可以代替电动蝶阀和微阻缓闭止回阀的组合功能。 72 5.3 循环水泵房5.3.1 本条是关于水泵机组布置的一般规定。机组布置直接影响到泵站的结构尺寸，还对水泵的安装、检修、运行、维护有很大影响。5.3.3 在方便设备、管道安装的条件下，尽量降低泵基础高度可以减少土建安装成本，但考虑到地面有时有一定积水，因此，必须要有一定的高度。在地下和半地下泵房，还应在泵房内周围排水沟终点设置污水坑，并设排水设施，以保护水泵，避免被水淹渍。5.4吸水池5.4.1 循环水场设置独立的循环水泵吸水池，是为了保证泵前具有良好的吸水条件，并有利于污物的拦截、清除及沙粒的沉积。为了布置紧凑、