冷却循环水管路设计

建筑设计　２００８年（第３７卷）第６期　

大体积混凝土循环冷却水管降低水化热施工技术的应用　

．柯义明　

（甘肃第一建设集团有限责任公司，甘肃兰州　７３００５０）　

摘要：通常在电厂施工中为防止汽机基座底板结构大体积混　

凝土施工中由于内外温差产生的温度裂缝、基本采用的方法是利　用低水化热水泥和粉煤灰拌制混凝土。再通过表面覆盖保温、防　

止混凝土结构内外温差过大产生温度应力，使混凝土产生裂缝，　影响结构的安全使用和使用寿命。　

关键词：大体积混凝土　水化热　施工技术　冷却循环水　

降温法　

在甘谷电厂２×３００ＭＷ机组改扩建工程主厂房汽机基座底　

板混凝土施工中、由于施工地点附近没有低水化热水泥，如果要　求生产厂家单独进行生产、由于数量少、时间紧、成本高，已不太　

现实，因此施工中只有采用其它方法降低汽机底板结构混凝土的　

水化热内外温差。　

１　施工工艺要求　

（１）施工操作简单、无需特殊的材料和设备，只是把现场准备　好的钢管焊接在相应位置钢筋的支撑架上浇在砼中即可；　

（２）冷却水利用施工用水、进行水冷却循环，不浪费水源和破　

坏环境；　（３）混凝土配制中通过掺人粉煤灰，改善了混凝土的和易性、　

减少水泥用量，减少了水泥水化热，通过冷却循环水和环境保温，　

降低了混凝土的内部温度，有效控制了内外温差。　

２工艺设计　

通过在基础内部按一定的间距预埋循环冷却水管，再在砼浇　

筑完成后根据测温情况进行通水冷却；强制降低混凝土内部温　度，使内外温差在２５＇ｔ２以内。　

３混凝土温度计算　

汽机基座底板几何尺寸为３０９５０×１２２００×２６００ｒａｍ、混凝土　

量为９８１．７３ｍ３，属大体积混凝土结构，施工时主要应防止混凝土　

结构成型后产生温度裂缝。其大体积砼温度计算分两部分。　

３．１最大绝热温升（二式取其中最大者）　

（ｒａ￣＋Ｋ・Ｆ）Ｑ／ｃ・ｐ　Ｔｈ＝ｒｎｃ・Ｑ／ｅ・ｐ（１一ｅ　）　

式中，ｒ｝ｌ一砼最大绝热温升（℃）；ＩＩｌｅ一砼中水泥用量，取　

实用标准文案

文档 工业循环水冷却设计规范(2009-05-16)

目 录

第一章 总则

第二章 冷却塔

第三章 喷水池

第四章 水面冷却

附 录 本规范用词说明

附加说明

第一章 总则

第１．０．１条本规范适用于新建和扩建的敞开式工业循环水冷却设施的设计。

第１．０．２条工业循环水冷却设施的设计应符合安全生产、经济合理、保护环境、节约能源、节约用水和节约用地，以及便于施工、运行和维修等方面的要求。

第１．０．３条工业循环水冷却设施的设计应在不断总结生产实践经验和科学试验的基础上，积极开发和认真采用先进技术。

第１．０．４条工业循环水冷却设施的类型选择，应根据生产工艺对循环水的水量、水温、水质和供水系统的运行方式等使用要求，并结合下列因素，通过技术经济比较确定：

一、当地的水文、气象、地形和地质等自然条件；

二、材料、设备、电能和补给水的供应情况；

三、场地布置和施工条件；

四、工业循环水冷却设施与周围环境的相互影响。

第１．０．５条工业循环水冷却设施应靠近主要用水车间；并应避免修建过长的给水排水管、沟和复杂的水工建筑物。

第１．０．６条工业循环水冷却设施的设计除应执行本规范外，尚应符合现行有关的国家标准、规范的规定。

第二章 冷却塔

第一节 一般规定

第２．１．１条冷却塔在厂区总平面布置中的位置应符合下列规定： 实用标准文案

文档 一、冷却塔宜布置在厂区主要建筑物及露天配电装置的冬季主导风向的下风侧；

二、冷却塔应布置在贮煤场等粉尘污染源的全年主导风向的上风侧；

三、冷却塔应远离厂内露天热源；

四、冷却塔之间或冷却塔与其他建筑物之间的距离除应满足冷却塔的通风要求外，还应满足管、沟、道路、建筑物的防火和防爆要求，以及冷却塔和其他建筑物的施工和检修场地要求；

五、冷却塔的位置不应妨碍工业企业的扩建。

第２．１．２条当环境对冷却塔的噪声有限制时，宜采取下列措施：

一、机械通风冷却塔应选用低噪声型的风机设备；

专题掇　降本增效深挖水能　

冷却塔循环水节能改造探索　

中粮生物化学（安徽）股份有限公司氨基酸生产部　崔海涛　

根据循环水系统的实际运行情况设计出专用水轮机，利用循环水系统的能量成功取代原电动机，达到节　

电的目的。　

一、引言　氨基酸生产部动力车间担负着水电气方面的供给工作，　在各车间中起着重要作用。随着新设备增加和产能扩大，　

一些制约装置稳定运行和达产的问题不断出现。为此，动　

力车间深入生产现场，研究设备和运行存在的问题和缺陷，　并加以改造，以提高装置运行效率。　

二、冷却塔的改造　

１．存在的问题　氨基酸生产部动力一区现共有冷却塔８台。通过２０１２年　

的运行记录可以发现，自６月５日至８月１５Ｅｌ共有约７０天为高　

温天气环境，需长时间运行６台冷却塔。而此时动力一区的　循环水泵的最多运行台数为６台，最大总供水能力约为　

３　２３０￣３　８００ｍ３／ｈ，平均进每台冷却塔的循环水流量约为　

５３８～６００ｍ３／ｈ，低于１　０００ｍ３／ｈ的设计处理量，存在浪费现象。　

而在冬季，动力一区南北循环水池分开运行，南池大　部分时间运行３～４台冷却塔，将循环水温度降至１２℃以下。　

而此时由动力一区供应的冰水总用量约为２５０ｍ３／ｈ，平均每　台塔的循环水量约为７０ｍ３／ｈ。当环境温度较低、自然降温即　

能保持１２℃以下的循环水温时，则冷却塔全停。以２０１１年　

冬季为例，１１月２０日至１２月３０日共计４０天运行３～４台冷却　塔；１２月１日至２０１２年３月１１日共计约１０１天，南池冷却塔只　

运行１台或间断性停运。　

以上夏、冬两季冷却塔的开机时间和处理量记录说明，　本车间循环水系统中回流入冷却塔的水流还具有大量能量　

未加以开发利用。如果有效利用该能量，可为企业带来一　定的经济效益。　

２．改造方案　

通过对相关单位冷却塔的改造情况考察，动力车间设　

备技术人员联系厂家，对氨基酸车间冷却塔使用情况现场　进行了考察，并提出了改造方案。　

方案一：用立式安装的双击式水轮机驱动冷却塔的风　

化工厂循环冷却水系统节能改造方案经济性分析

目前，国外工业循环水泵运行效率一般在70%左右，而我国平均运行效率约为50%左右，可见工业循环水系统节能有着广阔的空间。化工厂冷却循环水系统运行时需要设置的参数较多，运行条件容易发生变化，循环系统中水泵机组的参数优化过程较为复杂，造成了冷却循环水系统在运行时实际工况容易偏离最佳工况点，即管路及水泵产生过多的无效阻力，造成系统能源利用率偏低，浪费电力严重。

标签：化工厂；循环冷却水系统；节能改造；方案经济性

1 工业循环冷却水系统构成及原理

工业循环冷却水系统，由单级双吸式离心泵，冷却塔，风机，旁滤系统，以及监测换热系统等部分构成。通过离心泵将凉水塔池中的水打到生产车间的换热器中，从而给换热器将温，然后循环回来的水在泵压作用下流向塔顶，再通过横流式和逆流式冷却塔将其降温，如此循环往复，使水资源在不断冷却过程中，实现循环利用。

2 工业循环冷却水系统的安全与节能设计思路

2.1 工业循环冷却水系统的安全问题及设计思路

2.1.1 工业循环冷却水系统的安全问题

工业循环冷却水系统安全问题，主要体现在以下方面：（1）水力不平衡：水力不平衡问题，一般由冷却水系统运行稳定性差有关，主要体现在流量以及压力不稳定两方面，从根源上看，在于系统设计不合理。管路设计不合理，管径大小不符合系统需求，会导致设备与设备之间水头损失增加，致使水力不平衡问题发生。（2）冷却塔冷却效果欠佳：冷却塔冷却效果差，易对系统的安全性造成影响，该问题一般由冷却塔位置不合理或进出水不均匀等多导致，冷却塔位置不合理，导致进风侧受遮挡，进出水不均匀，部分冷却塔承受冷却水量负荷过大，都会影响系统的安全性。

2.1.2 工业循环冷却水系统安全设计思路

（1）水力不平衡问题的安全设计思路：在同一系统中，通常采用同一水泵加压，因此，各个设备最初压力相同，可通过以下思路，确保系统运行过程中，设备的水压相等：首先，调整水头损失，提高设备与设备之间压力的平衡性。其次，加大各设备的支管水头损失，确保水压平衡。（2）冷却塔冷却效果安全思路：通过计算，将冷却水量均匀平摊到各个冷却塔上。优化冷却塔布置。