一、存在的问题

河南天方药业股份有限公司制剂车间于2002年11月投入运行的两台冷却水量为800m3/h的冷却塔，主要用于夏季制冷剂工艺冷却用水，其运行的效果对制冷系统是否满足车间工艺环境温度及生产成本起着关键性的作用。但由于该型号塔技术较为落后，处进水量偏小，冷却塔的出水能力达不到设计的60%，循环冷却用水已无法满足生产需求，且设备腐蚀率高，系统能耗高，填料碎片堵塞水泵及换热器的现象严重，运行效率低下，运行费用高，严重影响产。针对冷却塔的现况，借鉴国内外先进的相关循环冷水技术，结合其他单位的应用实践经验，对现有传统冷却塔进行了更新改造。

改造前的两台冷却塔(图1)的配水系统为旋转式下喷水式水管，填料采用PVC斜波纹逆流式，风筒为圆柱形玻璃钢简。循环冷却水量800m3/h，进塔水温 42℃，设计出塔水温320C，实际38～390C，大气压力为100.4KPa,大气干球温度3I.5℃，温球温度280C。风机型号为LF47S，叶轮直径4700mm，风量620m3/h。

图1 改造前填料式冷却塔结构图

冷却塔运行中存在如下问题。

(1)填料易老化、脆裂、变形，导致水流在塔中量沟流和束流状态，水喷头脱落，布水不均，堵塞严重。在炎热的夏季，冷却塔的出水能力达不到调计的60%，造成运行效率低，系统能耗高等问题，且塔周围飘水严重，造成塔上钢结构、阀门、电机等严重腐蚀，设备腐蚀率高。

(2)填料中微生物滋生速度极快，杀灭后的微生物尸体，在系统中大量积累，且PVC为降解塑料，PVC单q体同微生物尸体结合，产生极易沉降附着在换热器表面的淤泥,其阳热能力比硬垢还高,系统热效率很低。每年大修时,清淤工作量很大，且不易施工，有时还不得不化学清洗，则费用更高,对设备损害大，缩短设备的使用寿命。

(3)由塔的降温效果差,而生产装置的热负荷是一定的，则必须加大循环水量来将系统的热量带走，其水泵、风机的能耗相应增大。

(4)填料老化、脆裂、变形严重，填料碎片堵寒水泵及换热器，严重影响生产连续稳定运行，

二、冷却塔的改造

冷却塔冷却效果取决于如下三个要素：冷空气量与冷却水量的比值(气水比)、冷却介质冷气和被冷却介质接触的比表面积、冷却时间。，

针对改造前冷却塔存在的问题，围绕这三要素，采用中空水分散冷却塔的先进技术，对两台型号为GFNS2-800型的传统填料冷却塔进行改造。

在保持原有塔整体外形结构及风机功率的前提下，摒弃原有传统填料结构及其旋转上喷头的结构，选用中空水分下喷雾推进雾化装置，出口水流速度大于 20m/s，出水成雾状喷出，为热交换提供更大的接触面积。同时将原塔的收水器拆除，更换为SFL160，型防止飞水现象发生的收水器，在塔的中部(原填填料的底部)安装水分散装置，改造为中空水散冷却塔，改造后的冷却塔结构如图2。

图2改造后中空水分散冷却塔结构图

三、改造后冷却塔的运行效果

1.冷却温差大、阻力小

中空水分散冷却塔采川低压高效水分散装置，在较低的压力下(装置工作压力仅为0.03～0.05MPa,进风道零平面处压力0.08～0.15MPa)，将水分散成0.7mm微小颗粒，比水被填料分散的膜状化表面积大，气水传热传质表面积大，能连续快速地更新传热传质表面，迅速将水流的显热和潜热带走，且布水均匀。

中空水分散冷塔取消了填料后，使冷却塔的系统阻力风机的全压值降至填料塔的50%，塔阻力降低，在风机相同的情况下，风量增至原来的120%，气水比也增至原来的120%。改造后循环冷却水温差较原来提高了2.6℃。

2.无堵塞、运行稳定可靠

无填料喷雾塔彻底消除了因填料老化、娈形、脆裂的堵塞等影响塔和制冷系统没备性能的现象，同时也避免了因堵塞而产生的死区、束流、沟流等导致的冷却点温度分布不均匀、冷却效果差等。中空水分散冷却塔的系统阻力为填料塔的1/2，在冷却水量风机相同时，配套电机功率降至填料塔的70%，节能效果显著，加之免除了清洗更换填料和布水喷头的费用，运行维护费仅为填料塔的5%。

3.冷却水量大

在同风机同温差下，塔系统阻力减小，风量增大，冷却水量比填料塔提高10%～20%。每台循环水量较改造前增加了120m3/h。

4.节能效果显著

(1)改造后，塔风机配套电机年节电8.4672万kW·h;由于冷却水温差由〈10℃提高到120C，水泵运行电流降为原来的80%，配套水泵电机年节电8.316万kw·h;冷却塔的冷却水温差提高了，制冷机在满负荷工作的情况下，冷却塔的出水温度每降低1℃，能耗下降3%～4%，制冷机年节电 20.7728万kw·h。年总节约用电共约37.56万kw·h，按电费0.63元(kw·h)计，1年可节约电费23.66万元。

(2)传统填料塔为了保证冷却效果，一般5年内换一次填料，填料按实际优等品计算为600元/m3，而塔用料为每座160m3，则更换一次填料的费用为 19.2万元，按5年计算。每年填料费用为3.84万元。传统填料冷却塔改造后，则上述两项每年共节约费用27.5万元。

5.良好的环保效益

中空水分散冷却塔采用了专用的收水器，有效地基防止飞水现象的发生，避免了液态水损失，同时也避免了冷却水中药剂的损失。由于去除了填料，系统淤泥沉降在池底，保护了生态环境，节约水资源。

该塔改造后运行一年就可收回改造费用。