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摘要:對石油化工廠冷卻水塔區的設備布置進行了較為完善的闡述。介紹了冷卻水塔系統的組成，分類、布置原則以及與周邊設施的安全間距，然后分別對冷卻塔水池、吸水池、循環水泵、加藥系統和旁濾系統設備布置的原則進行了介紹。通過系統的介紹，使初學者對冷卻水塔區的設備布置要領有一個深入淺出的了解和認識，使其盡量少走彎路，把設計工作做得更好。

關鍵詞:冷卻水塔;冷卻塔水池;循環冷卻水;設備布置

0概述

眾所周知，冷卻水塔系統是大多數石油化工企業必不可少的一個公用工程單元。而冷卻水塔單元的設備布置直接影響全廠的平面布置，并直接關系到企業的節能效益，所以，冷卻水塔單元設備布置的優劣在石油化工廠中顯得至關重要。冷卻水塔系統是以水作為冷卻介質，并循環運行的一種給水系統，由換熱設備、冷卻設施、處理設施、水泵、管道及其他有關設施組成。冷卻水塔的原理是熱水噴灑至散熱材表面與通過的流動空氣接觸，進行熱交換;冷卻后的水落入水池，再經泵浦將其傳送回裝置進行循環利用。

1冷卻水塔系統介紹

冷卻水塔系統由水冷卻部分、加壓輸送部分、水質處理部分、輔助設施部分組成［1］。而循環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、循環水泵、真空引水設施、泵進出口閥門及管道、泵房等組成;水質處理部分主要由加藥系統、旁濾系統組成;輔助設施部分宜包括儀表自動控制、變配電、監測和檢測化驗設施及相應的建筑物。本文主要從冷卻水塔本體、冷卻塔水池及吸水池、循環水泵、加藥系統、旁濾系統幾個方面進行介紹。

2冷卻水塔的設備布置

冷卻水塔的設備布置包括冷卻水塔的布置、冷卻塔水池及吸水池的布置、循環水泵的布置、加藥系統的設備布置、旁濾系統的設備布置等。

2．1冷卻水塔的布置

在石油化工廠中，循環冷卻設施是一個必不可少的公用工程單元，而冷卻水塔作為循環冷卻設施的主體，在設備布置時，其重要性是舉足輕重的。循環冷卻水系統根據冷卻水與被冷卻介質傳熱方式不同分為間冷式和直冷式，根據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

根據冷卻水塔的通風方式分為自然通風冷卻水塔、機械通風冷卻水塔［2］和混合通風冷卻水塔;根據冷卻水塔內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;根據冷卻水塔內水和空氣流動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。石油化工企業宜采用逆流式的機械通風冷卻水塔，所以，本文以機械通風冷卻水塔為主、兼顧自然通風冷卻水塔對其進行闡述。

2．1．2冷卻水塔的布置原則

(1)多個塔格毗連時，冷卻水塔塔格的平面宜采用正方形或矩形。(2)當塔格的平面為矩形時，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，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，自然通風逆流式冷卻水塔凈距不應小于冷卻水塔進風口高度的4倍，自然通風橫流式冷卻水塔凈距不應小于冷卻水塔進風口高度的3倍;機械通風冷卻水塔之間的凈距不應小于冷卻水塔進風口高度的4倍［3］。

2．1．3冷卻水塔與周邊設施的安全間距

根據《石油化工企業設計防火規范》(GB50160－2008)的規定，冷卻水塔屬于第二類全廠性重要設施，其與周邊設施的防火間距需要滿足該規范表4．2．12中的相關防火間距的要求［4］。除此之外，機械通風冷卻水塔與相鄰建、構筑物之間的最小水平間距要求還應滿足《化工企業總圖運輸設計規范》(GB50489－2009)表5．3．3中的相關要求［5］。某石化廠的冷卻水塔區西側為廠區圍墻，北側為二期預留冷卻水塔區，東側為工藝裝置區，東南為脫鹽水區廠房，西南為氯乙烷鋼瓶半露天堆場。自然通風冷卻水塔與相鄰建、構筑物之間的最小水平間距請參考《工業企業總平面設計規范》(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。當循環水采用阻垢劑、緩蝕劑處理時，水池的容積應滿足水處理藥劑在循環水系統內允許停留時間的要求。(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風面每側超出淋水區域1．2～1．5m。(4)冷卻塔水池宜為鋼筋混凝土結構。

2．2．2吸水池的布置原則

(1)吸水池可獨立設置，也可以與冷卻塔水池合建。(2)當吸水池與冷卻塔水池合建時，應滿足吸水口安裝的技術要求。(3)吸水池的進水渠道(管道)應設格柵、格網、起吊設施以及防污物脫落的設施。(4)吸水池的寬度應滿足循環水泵吸入口及維修空間的需求。

2．3循環水泵的布置

循環水泵的布置原則主要如下:1)循環水泵宜露天布置;在寒冷地區，可設在泵房內。(2)循環水泵露天布置時，電機應為戶外型。(3)宜設同型號水泵，當運行臺數大于4臺時應備用2臺，不大于4臺時應備用1臺。(4)臥式離心泵的安裝高度，應使按設計工況運行時動水位計算的有效氣蝕余量大于水泵的必需氣蝕余量，并應留有不小于0．5m的安全裕量。(5)立式泵葉輪中心的安裝高度，除應滿足泵要求的最低淹沒深度外，并應留有不小于葉輪直徑0．5倍的安全裕量。循環水泵設備布置的原則相對較為簡單，而循環水泵進出水管道的配置相對較為繁瑣，尤其是進水管道喇叭口的設置，詳細的布置原則請參考《泵站設計規范》(GB50265－2010)第9章的相關規定。

2．4加藥系統的設備布置

加藥系統由硫酸、殺生劑(氧化型和非氧化型)、阻垢劑和緩蝕劑等藥劑組成。(1)硫酸儲罐應布置在安全防護堤內，立式儲罐至防護堤內堤腳線的距離不應小于罐壁高度的一半，堤內的容積應能容納一個最大儲罐的容積，并應做內防腐處理，堤內的地面應采用耐腐蝕材料鋪砌。(2)循環冷卻水系統應投加殺生劑對微生物進行控制。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貯存在避光、通風、放潮、防腐的貯存設施內。③氧化型殺生劑宜采用次氯酸鈉、液氯、無機溴化物、有機氯等［7］。(3)阻垢劑和緩蝕劑的配方宜經動態模擬實驗和經濟比較確定。

2．5旁濾系統的設備布置

循環冷卻水宜設旁流過濾設施，并應設置廢水處理設施。旁流過濾設施宜采用均質濾料的石英砂過濾器，也可采用纖維過濾器、多介質過濾器等過濾設備。

3結論

冷卻水塔區的設備布置要考慮的因素是多種多樣的，根據相關的規范，結合筆者在有限的工程項目中的實際經驗，給初入工程設計者提供一些經驗分享。使初入門的設計者對冷卻水塔系統有一個較為全面的了解，對冷卻水塔的分類、布置原則以及其與周邊設施的安全間距有了比較詳盡的領悟，對冷卻塔水池、吸水池、循環水泵、加藥系統、旁濾系統都有了一定的認識。使工程設計工作做得更加經濟合理。

參考文獻:

［1］GB/T50746－2012，石油化工循環水場設計規范［S］

［2］GB50648－2011，化學工業循環冷卻水系統設計規范［S］．

［3］GB/T50102－2014，工業循環水冷卻設計規范［S］．

［4］GB50160－2008，石油化工企業設計防火規范［S］．

［5］GB50489－2009，化工企業總圖運輸設計規范［S］．

［6］GB50187－2012，工業企業總平面設計規范［S］．

［7］GB50050－2007，工業循環冷卻水處理設計規范［S］．

作者:何春燕 單位:京鼎工程建設有限公司