冷卻水塔系統(tǒng)設(shè)備布置研究范文

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摘要:對(duì)石油化工廠冷卻水塔區(qū)的設(shè)備布置進(jìn)行了較為完善的闡述。介紹了冷卻水塔系統(tǒng)的組成，分類、布置原則以及與周邊設(shè)施的安全間距，然后分別對(duì)冷卻塔水池、吸水池、循環(huán)水泵、加藥系統(tǒng)和旁濾系統(tǒng)設(shè)備布置的原則進(jìn)行了介紹。通過系統(tǒng)的介紹，使初學(xué)者對(duì)冷卻水塔區(qū)的設(shè)備布置要領(lǐng)有一個(gè)深入淺出的了解和認(rèn)識(shí)，使其盡量少走彎路，把設(shè)計(jì)工作做得更好。

關(guān)鍵詞:冷卻水塔;冷卻塔水池;循環(huán)冷卻水;設(shè)備布置

0概述

眾所周知，冷卻水塔系統(tǒng)是大多數(shù)石油化工企業(yè)必不可少的一個(gè)公用工程單元。而冷卻水塔單元的設(shè)備布置直接影響全廠的平面布置，并直接關(guān)系到企業(yè)的節(jié)能效益，所以，冷卻水塔單元設(shè)備布置的優(yōu)劣在石油化工廠中顯得至關(guān)重要。冷卻水塔系統(tǒng)是以水作為冷卻介質(zhì)，并循環(huán)運(yùn)行的一種給水系統(tǒng)，由換熱設(shè)備、冷卻設(shè)施、處理設(shè)施、水泵、管道及其他有關(guān)設(shè)施組成。冷卻水塔的原理是熱水噴灑至散熱材表面與通過的流動(dòng)空氣接觸，進(jìn)行熱交換;冷卻后的水落入水池，再經(jīng)泵浦將其傳送回裝置進(jìn)行循環(huán)利用。

1冷卻水塔系統(tǒng)介紹

冷卻水塔系統(tǒng)由水冷卻部分、加壓輸送部分、水質(zhì)處理部分、輔助設(shè)施部分組成［1］。而循環(huán)冷卻水水冷卻部分由冷卻水塔本體和冷卻塔水池2部分組成;加壓輸送部分由吸水池、循環(huán)水泵、真空引水設(shè)施、泵進(jìn)出口閥門及管道、泵房等組成;水質(zhì)處理部分主要由加藥系統(tǒng)、旁濾系統(tǒng)組成;輔助設(shè)施部分宜包括儀表自動(dòng)控制、變配電、監(jiān)測和檢測化驗(yàn)設(shè)施及相應(yīng)的建筑物。本文主要從冷卻水塔本體、冷卻塔水池及吸水池、循環(huán)水泵、加藥系統(tǒng)、旁濾系統(tǒng)幾個(gè)方面進(jìn)行介紹。

2冷卻水塔的設(shè)備布置

冷卻水塔的設(shè)備布置包括冷卻水塔的布置、冷卻塔水池及吸水池的布置、循環(huán)水泵的布置、加藥系統(tǒng)的設(shè)備布置、旁濾系統(tǒng)的設(shè)備布置等。

2．1冷卻水塔的布置

在石油化工廠中，循環(huán)冷卻設(shè)施是一個(gè)必不可少的公用工程單元，而冷卻水塔作為循環(huán)冷卻設(shè)施的主體，在設(shè)備布置時(shí)，其重要性是舉足輕重的。循環(huán)冷卻水系統(tǒng)根據(jù)冷卻水與被冷卻介質(zhì)傳熱方式不同分為間冷式和直冷式，根據(jù)其與空氣的接觸方式不同分為開式和閉式。

2．1．1冷卻水塔的分類

根據(jù)冷卻水塔的通風(fēng)方式分為自然通風(fēng)冷卻水塔、機(jī)械通風(fēng)冷卻水塔［2］和混合通風(fēng)冷卻水塔;根據(jù)冷卻水塔內(nèi)水和空氣的接觸方式分為濕式冷卻水塔、干式冷卻水塔和干濕式冷卻水塔;根據(jù)冷卻水塔內(nèi)水和空氣流動(dòng)方向分為逆流式冷卻水塔、橫流式冷卻水塔和混流式冷卻水塔。石油化工企業(yè)宜采用逆流式的機(jī)械通風(fēng)冷卻水塔，所以，本文以機(jī)械通風(fēng)冷卻水塔為主、兼顧自然通風(fēng)冷卻水塔對(duì)其進(jìn)行闡述。

2．1．2冷卻水塔的布置原則

(1)多個(gè)塔格毗連時(shí)，冷卻水塔塔格的平面宜采用正方形或矩形。(2)當(dāng)塔格的平面為矩形時(shí)，邊長比不宜大于4∶3。(3)冷卻水塔同一塔組的長寬比不宜大于5∶1。(4)冷卻水塔組在同一列布置時(shí)，相鄰塔組之間凈距不宜小于4m。(5)平行并列布置的冷卻水塔組，自然通風(fēng)逆流式冷卻水塔凈距不應(yīng)小于冷卻水塔進(jìn)風(fēng)口高度的4倍，自然通風(fēng)橫流式冷卻水塔凈距不應(yīng)小于冷卻水塔進(jìn)風(fēng)口高度的3倍;機(jī)械通風(fēng)冷卻水塔之間的凈距不應(yīng)小于冷卻水塔進(jìn)風(fēng)口高度的4倍［3］。

2．1．3冷卻水塔與周邊設(shè)施的安全間距

根據(jù)《石油化工企業(yè)設(shè)計(jì)防火規(guī)范》(GB50160－2008)的規(guī)定，冷卻水塔屬于第二類全廠性重要設(shè)施，其與周邊設(shè)施的防火間距需要滿足該規(guī)范表4．2．12中的相關(guān)防火間距的要求［4］。除此之外，機(jī)械通風(fēng)冷卻水塔與相鄰建、構(gòu)筑物之間的最小水平間距要求還應(yīng)滿足《化工企業(yè)總圖運(yùn)輸設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50489－2009)表5．3．3中的相關(guān)要求［5］。某石化廠的冷卻水塔區(qū)西側(cè)為廠區(qū)圍墻，北側(cè)為二期預(yù)留冷卻水塔區(qū)，東側(cè)為工藝裝置區(qū)，東南為脫鹽水區(qū)廠房，西南為氯乙烷鋼瓶半露天堆場。自然通風(fēng)冷卻水塔與相鄰建、構(gòu)筑物之間的最小水平間距請(qǐng)參考《工業(yè)企業(yè)總平面設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50187－2012)［6］。

2．2冷卻塔水池及吸水池的布置

2．2．1冷卻塔水池的布置原則

(1)冷卻塔水池有效水深宜為1．0～1．5m，池壁超高不宜小于0．3m。當(dāng)循環(huán)水采用阻垢劑、緩蝕劑處理時(shí)，水池的容積應(yīng)滿足水處理藥劑在循環(huán)水系統(tǒng)內(nèi)允許停留時(shí)間的要求。(2)冷卻塔水池池頂宜高出地面0．5m以上。(3)冷卻塔水池平面布置宜滿足在進(jìn)風(fēng)面每側(cè)超出淋水區(qū)域1．2～1．5m。(4)冷卻塔水池宜為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。

2．2．2吸水池的布置原則

(1)吸水池可獨(dú)立設(shè)置，也可以與冷卻塔水池合建。(2)當(dāng)吸水池與冷卻塔水池合建時(shí)，應(yīng)滿足吸水口安裝的技術(shù)要求。(3)吸水池的進(jìn)水渠道(管道)應(yīng)設(shè)格柵、格網(wǎng)、起吊設(shè)施以及防污物脫落的設(shè)施。(4)吸水池的寬度應(yīng)滿足循環(huán)水泵吸入口及維修空間的需求。

2．3循環(huán)水泵的布置

循環(huán)水泵的布置原則主要如下:1)循環(huán)水泵宜露天布置;在寒冷地區(qū)，可設(shè)在泵房內(nèi)。(2)循環(huán)水泵露天布置時(shí)，電機(jī)應(yīng)為戶外型。(3)宜設(shè)同型號(hào)水泵，當(dāng)運(yùn)行臺(tái)數(shù)大于4臺(tái)時(shí)應(yīng)備用2臺(tái)，不大于4臺(tái)時(shí)應(yīng)備用1臺(tái)。(4)臥式離心泵的安裝高度，應(yīng)使按設(shè)計(jì)工況運(yùn)行時(shí)動(dòng)水位計(jì)算的有效氣蝕余量大于水泵的必需氣蝕余量，并應(yīng)留有不小于0．5m的安全裕量。(5)立式泵葉輪中心的安裝高度，除應(yīng)滿足泵要求的最低淹沒深度外，并應(yīng)留有不小于葉輪直徑0．5倍的安全裕量。循環(huán)水泵設(shè)備布置的原則相對(duì)較為簡單，而循環(huán)水泵進(jìn)出水管道的配置相對(duì)較為繁瑣，尤其是進(jìn)水管道喇叭口的設(shè)置，詳細(xì)的布置原則請(qǐng)參考《泵站設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50265－2010)第9章的相關(guān)規(guī)定。

2．4加藥系統(tǒng)的設(shè)備布置

加藥系統(tǒng)由硫酸、殺生劑(氧化型和非氧化型)、阻垢劑和緩蝕劑等藥劑組成。(1)硫酸儲(chǔ)罐應(yīng)布置在安全防護(hù)堤內(nèi)，立式儲(chǔ)罐至防護(hù)堤內(nèi)堤腳線的距離不應(yīng)小于罐壁高度的一半，堤內(nèi)的容積應(yīng)能容納一個(gè)最大儲(chǔ)罐的容積，并應(yīng)做內(nèi)防腐處理，堤內(nèi)的地面應(yīng)采用耐腐蝕材料鋪砌。(2)循環(huán)冷卻水系統(tǒng)應(yīng)投加殺生劑對(duì)微生物進(jìn)行控制。①殺生劑宜以氧化型為主、非氧化型為輔。②氧化型和非氧化型殺生劑應(yīng)貯存在避光、通風(fēng)、放潮、防腐的貯存設(shè)施內(nèi)。③氧化型殺生劑宜采用次氯酸鈉、液氯、無機(jī)溴化物、有機(jī)氯等［7］。(3)阻垢劑和緩蝕劑的配方宜經(jīng)動(dòng)態(tài)模擬實(shí)驗(yàn)和經(jīng)濟(jì)比較確定。

2．5旁濾系統(tǒng)的設(shè)備布置

循環(huán)冷卻水宜設(shè)旁流過濾設(shè)施，并應(yīng)設(shè)置廢水處理設(shè)施。旁流過濾設(shè)施宜采用均質(zhì)濾料的石英砂過濾器，也可采用纖維過濾器、多介質(zhì)過濾器等過濾設(shè)備。

3結(jié)論

冷卻水塔區(qū)的設(shè)備布置要考慮的因素是多種多樣的，根據(jù)相關(guān)的規(guī)范，結(jié)合筆者在有限的工程項(xiàng)目中的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，給初入工程設(shè)計(jì)者提供一些經(jīng)驗(yàn)分享。使初入門的設(shè)計(jì)者對(duì)冷卻水塔系統(tǒng)有一個(gè)較為全面的了解，對(duì)冷卻水塔的分類、布置原則以及其與周邊設(shè)施的安全間距有了比較詳盡的領(lǐng)悟，對(duì)冷卻塔水池、吸水池、循環(huán)水泵、加藥系統(tǒng)、旁濾系統(tǒng)都有了一定的認(rèn)識(shí)。使工程設(shè)計(jì)工作做得更加經(jīng)濟(jì)合理。

參考文獻(xiàn):

［1］GB/T50746－2012，石油化工循環(huán)水場設(shè)計(jì)規(guī)范［S］

［2］GB50648－2011，化學(xué)工業(yè)循環(huán)冷卻水系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范［S］．

［3］GB/T50102－2014，工業(yè)循環(huán)水冷卻設(shè)計(jì)規(guī)范［S］．

［4］GB50160－2008，石油化工企業(yè)設(shè)計(jì)防火規(guī)范［S］．

［5］GB50489－2009，化工企業(yè)總圖運(yùn)輸設(shè)計(jì)規(guī)范［S］．

［6］GB50187－2012，工業(yè)企業(yè)總平面設(shè)計(jì)規(guī)范［S］．

［7］GB50050－2007，工業(yè)循環(huán)冷卻水處理設(shè)計(jì)規(guī)范［S］．

作者:何春燕 單位:京鼎工程建設(shè)有限公司