專案編號：hy-2006-3-44
湖北武漢石化
800t/h冷卻塔考核測試報告
中國水利水電科學研究院
2023年9月
湖北武漢石化
800t/h冷卻塔考核測試報告
專案編號 ： hy-2006-3-44
承擔單位 ： 中國水利水電科學研究院
專案負責人 ： 譚水位
專案參加人 ： 宋志勇、馮晶 、譚水位
報告編寫人 ： 譚水位
報告審查人 ： 趙順安
報告批准人 ：
目錄一、 測試目的及內容 2
二、 冷卻塔設計引數 2
三、 測試專案及方法 3
1．大氣氣象引數 3
2．進塔空氣幹、溼球溫度 4
3．通風量及風機下全壓 4
4．進塔水量 4
5．進、出塔水溫 4
6．風機軸功率測定 5
8．測試儀器及測點布置說明 5
四、 資料整理方法 5
1．溫度實測資料整理 5
2．通風量計算 6
3．整塔阻力 6
4．氣水比 7
5．冷卻數n及散質係數ka 7
6．風機軸功率 8
五、 資料整理結果 8
1．測試時間及各引數總體變化 9
2．基本氣象條件 10
3．進塔水量 11
4．環境及進塔空氣幹、溼球溫度 11
5．進、出塔水溫 12
6．通風量及整塔阻力 12
7．氣水比、冷卻數及散質係數 15
8．風機軸功率測試結果 15
六、 冷卻塔考核試驗結果及評價 15
1．評價方法 15
2．評價結果 16
七、 結論 18
參考文獻 18
湖北武漢石化800t/h冷卻塔考核測試報告
武漢石化廠位於湖北省武漢市青山區青山鎮。武漢石化廠原有450t/h逆流式冷卻塔30臺，冷卻塔的構造形式均相同。為擴大生產，增加迴圈水的處理量，武漢石化廠對450t/h逆流式冷卻塔的配水及填料部分進行改造，以使其滿足800t/h的迴圈水處理能力。
為了保證迴圈水系統的正常安全執行、了解冷卻塔是否達到設計要求及配合工程驗收工作的進行，武漢石化廠委託中國水利水電科學研究院，於2023年8月18日至8月20日對其中一循5＃冷卻塔進行了考核測試。
本次測試的主要是為考核冷卻塔的冷卻能力。主要測試引數包括以下幾個部分。
1． 氣象引數：風速、風向，大氣壓力，環境幹、溼球溫度，進塔幹、溼球溫度；
2． 塔內通風量；
3． 整塔阻力；
4． 進塔水量；
5． 進塔水溫；
6． 出塔水溫；
7． 風機軸功率測試 。
一循5＃（800t/h）逆流式機力通風冷卻塔,設計引數如下：
設計水量: q = 800 m3/h
進出塔水溫差: δt ≥ 12 ℃
出塔水溫: t2 ≤33.0 ℃
進塔乾球溫度: 1 = 33.0 ℃
進塔溼球溫度： 1 = 28.2 ℃
大氣壓: pa=100.17kpa
風機直徑： = 4700 mm
風機設計風量： g=56.5×104m3/h
風機設計全壓： p=167pa
風筒出口直徑： =5660 mm
配備電機功率： 30 kw
塔總高度： h=18.0m
風機平台高度： h1=12.5m
填料體積: v = blh = 8.4m×8.4m×1.5m = 105.84 m3
測試按《ndgj89-89工業冷卻塔測試技術規定》（以下簡稱規定）要求進行。
各引數測試專案及測試儀器、方法說明如下。
風速、風向
風速、風向測試儀器為dem6型三杯旋轉風速風向儀，風速解析度0.2m/s，誤差不大於0.4m/s；風向誤差為±10°，讀取方位時不大於乙個方位。
測量點距塔邊緣30m，高度為2m，每30分鐘測一次。
大氣壓測試儀器為dym3型空盒氣壓表，解析度100pa，測量誤差不超過200pa，每20分鐘測試一次。
環境幹、溼球溫度
測試儀器為dhm2型機械通風阿斯曼幹溼球溫度計，解析度0.2℃，測量誤差0.2℃，以及8652型乾濕溫度測試儀（美alnor公司生產），解析度：
0.1℃，精度：±0.
56℃。測試點距塔邊緣30m，高度1.5m，每20分鐘測試一次。
測試儀器為dmh2型機械通風阿斯曼幹溼球溫度計，解析度0.2℃，測量誤差±0.2℃。
測試點布置在冷卻塔進風口寬度的1/4、3/4處，高度1.5~2.0m，距塔進風口5m，每20分鐘測試一次。
儀器儀表：y500*6標準型畢託管、mp120型微壓計(美國kimo公司生產)配合測量。測量範圍：0～±1000ｐａ，解析度為：1ｐａ,精度為：±1ｐａ。
測試方法：在冷卻塔風機吸風筒風機葉片下面斷面作為測試斷面，將測試斷面分為10個等面環，測點布置在兩條相互垂直的直徑上。測量各點壓差及全壓，重複兩次再進行計算風速、風量及全壓值。
在上塔豎管閥門以上約6m處用美國產controlotron-1010p超聲波時差式流量計測量進塔水量，流量計解析度1.0m3/h，測量精度1.5%。
流量穩定後，讀取多組資料，取算術平均值或記錄累積總量和累積時間進行計算求出平均流量，作為該測試工況下的流量。
進、出塔水溫用jm624型可攜式鉑電阻數字點溫計測量，解析度0.1℃，精度為0.2℃。
進塔水溫在上塔豎管的熱水排放管處測量。出塔水溫在集水池上設定勻速運動接水盆來等效接水槽，等效槽寬度為700mm。將塔的集水池等分成8個取樣範圍進行溫度測試。
接水面積約佔淋水面積的38％。
機械通風冷卻塔風機軸功率一般可用功率表直接測定，也可通過測定電動機的電流、電壓計算或者通過風機風量，風機下全壓測量值計算確定。本次風機軸功率以測定電機輸出電壓電流方法為準，用風機風量及全壓方法的計算值作為校核。使用儀器儀表為3286-20型功率表（日hioki公司生產），解析度：
0.001kw，精度為：±0.
001kw。測試地點為電機配電間。
本單位計量認證合格證書為：（2001）量認（國）字（g1466）號。以上所有測試專案均在此認證範圍內，本次測試所用儀器儀表均經過計量部門檢測及認證。
本次測試各引數測點布置見附圖1至附圖3。
根據測試規定要求，在測試期間自然風速平均值不應大於4m/s。以持續測試20分鐘（或以上）為乙個測試工況點，選取各項引數穩定的測試工況點作為有效測試工況點，以有效測試工況點的實測資料作為評價冷卻塔冷卻能力的計算依據。
同一測試工況點下，進出塔水溫（t1，t2），進塔幹、溼球溫度（θ1，τ1）及環境幹、溼球溫度（θ，τ）均取多次測量值的算術平均值為該測試工況點下參與計算的代表值。
各風量測點的風速按下式計算：
（m/s） （1）
式中：pd i——各測點的動壓（pa）；
ρa ——風量測試斷面空氣的容重（kg/m3）；
通風量g按下式計算：
（m3/h） （2）
式中：f——風量測試斷面面積減去風機輪轂面積（m2）；
n——測點總數；
塔進風口至風機下的總阻力, 為風量測量斷面各測點全壓與大氣壓差值的算術平均值，即：
（pa） （3）
式中為各測點的全壓與大氣壓的差值（pa）
整塔阻力按下式進行計算：
（pa） （4）
（5）式中：a — 出塔空氣密度（kg/ m 3）
— 風量測試斷面平均風速（m/s）
— 風筒出口斷面平均風速（m/s）
— 風筒氣流阻力係數。式（5）中與風筒擴散角有關，風筒擴散角， =0.10 [1]。
（6）式中：——進塔幹空氣質素流量（kg/h）；
q ——進塔水量（kg/h）；
各有效測試工況點的冷卻數n及散質係數ka用焓差法進行計算。
7）式中：
i"——與水溫相應的飽和空氣比焓（kj/kg）；
i ——濕空氣比焓（kj/kg）；
cw —— 水的比熱（kj/（kg·℃））；
因在本次測試中溫差均滿足t1-t2<15℃，上式可用辛普森近似積分法求解8）
式中： i1, i2 — 進塔空氣比焓和出塔空氣比焓（kj/kg）；
i1", i2" — 溫度相當於進、出塔水溫的飽和空氣比焓（kj/kg）；
im — 相應i1, i2的平均值（kj/kg）；
im" — 相應的飽和空氣比焓（kj/kg）；
t —冷卻水溫差，t=t1-t2（℃）；
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