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1、项目编号：HY-2022-3-44湖北武汉石化800th冷却塔考核测试报告中国水利水电科学研究院2022年9月湖北武汉石化800th冷却塔考核测试报告项目编号：HY-2022-3-44承担单位：中国水利水电科学研究院项目负责人：谭水位项目参加人：宋志勇、冯晶、谭水位报告编写人：谭水位报告审查人：赵顺安报告批准人：目录一、测试目的及内容2二、冷却塔设计参数2三、测试项目及方法31 .大气气象参数32 .进塔空气干、湿球温度43 .通风量及风机下全压44 .进塔水量45 .进、出塔水温46 .风机轴功率测定58 .测试仪器及测点布置说明5四、资料整理方法51 .温度实测数据整理52 .通风量计算6
2、3 .整塔阻力64 .气水比75 .冷却数N及散质系数Ka76 .风机轴功率8五、资料整理结果81 .测试时间及各参数总体变化92 .基本气象条件103 .进塔水量114 .环境及进塔空气干、湿球温度115 .进、出塔水温126 .通风量及整塔阻力127 .气水比、冷却数及散质系数158 .风机轴功率测试结果15六、冷却塔考核试验结果及评价151 .评价方法152 .评价结果16七、结论18参考文献18湖北武汉石化800th冷却塔考核测试报告一、测试目的及内容武汉石化厂位于湖北省武汉市青山区青山镇。武汉石化厂原有450th逆流式冷却塔30台，冷却塔的构造形式均相同。为扩大生产，增加循环水的处理
3、量，武汉石化厂对450th逆流式冷却塔的配水及填料部份进行改造，以使其满足800th的循环水处理能力。为了保证循环水系统的正常安全运行、了解冷却塔是否达到设计要求及配合工程验收工作的进行，武汉石化厂委托中国水利水电科学研究院，于2022年8月18日至8月20日对其中一循5#冷却塔进行了考核测试。本次测试的主要是为考核冷却塔的冷却能力。主要测试参数包括以下几个部份。1 .气象参数：风速、风向，大气压力，环境干、湿球温度，进塔干、湿球温度;2 .塔内通风量；3 .整塔阻力；4 .进塔水量；5 .进塔水温；6 .出塔水温；7 .风机轴功率测试。二、冷却塔设计参数一循5#(800th)逆流式机力通风冷
4、却塔，设计参数如下：设计水量：Q=800m3h进出塔水温差：t12出塔水温：t233.0进塔干球温度：91=33.0进塔湿球温度：T1=28.2大气压：Pa=1OO.17kPa风机直径：O=4700mm风机设计风量：G=56.5104m3h风机设计全压：P=167Pa风筒出口直径：O=566Omm配备机电功率：30kW塔总高度：H=18.0m风机平台高度：H=12.5m填料体积：V=BLH=8.4m8.4m1.5m=105.84m3三、测试项目及方法测试按NDGJ89-89工业冷却塔测试技术规定（以下简称规定）要求进行。各参数测试项目及测试仪器、方法说明如下。L大气气象参数今风速、风向风速、风
5、向测试仪器为DEM6型三杯旋转风速风向仪，风速分辨率02ms,误差不大于O4ms;风向误差为10,读取方位时不大于一个方位。测量点距塔边缘30m,高度为2m,每30分钟测一次。今大气压测试仪器为DYM3型空盒气压表，分辨率IOOPa,测量误差不超过200Pa,每20分钟测试一次。环境干、湿球温度测试仪器为DHM2型机械通风阿斯曼干湿球温度计，分辨率0.2,测量误差0.2,以及8652型干湿温度测试仪（美ALNoR公司生产），分辨率：0.1,精度：056C测试点距塔边缘30m,高度1.5m,每20分钟测试一次。2 .进塔空气干、湿球温度测试仪器为DMH2型机械通风阿斯曼干湿球温度计，分辨率0.2
6、,测量误差0.2。测试点布置在冷却塔进风口宽度的1/4、3/4处，高度1.5-2.0m,距塔进风口5m,每20分钟测试一次。3 .通风量及风机下全压仪器仪表：丫500*6标准型毕托管、MPI20型微压计（美国KlMo公司生产）配合测量。测量范围：01OOOPa,分辨率为：IPa,精度为：1Pa。测试方法：在冷却塔风机吸风筒风机叶片下面断面作为测试断面，将测试断面分为10个等面环，测点布置在两条相互垂直的直径上。测量各点压差及全压，重复两次再进行计算风速、风量及全压值。4 .进塔水量在上塔竖管阀门以上约6m处用美国产COntrOlotron-IOloP超声波时差式流量计测量进塔水量，流量计分辨率
7、1.0m3h,测量精度1.5%。流量稳定后，读取多组数据，取算术平均值或者记录积累总量和积累时间进行计算求出平均流量,作为该测试工况下的流量。5 .进、出塔水温进、出塔水温用用624型便携式钳电阻数字点温计测量，分辨率0.1C,精度为0.2o进塔水温在上塔竖管的热水排放管处测量。出塔水温在集水池上设置匀速运动接水盆来等效接水槽，等效槽宽度为700mm。将塔的集水池等分成8个取样范围进行温度测试。接水面积约占淋水面积的38%o6 .风机轴功率测定机械通风冷却塔风机轴功率普通可用功率表直接测定，也可通过测定电动机的电流、电压计算或者通过风机风量，风机下全压测量值计算确定。本次风机轴功率以测定机电输
8、出电压电流方法为准，用风机风量及全压方法的计算值作为校核。使用仪器仪表为3286-20型功率表（日HIOKI公司生产），分辨率：0.001KW,精度为：士0.001KW0测试地点为机电配电间。8 .测试仪器及测点布置说明本单位计量认证合格证书为：（2001）量认（国）字（G1466）号。以上所有测试项目均在此认证范围内，本次测试所用仪器仪表均经过计量部门检测及认证。本次测试各参数测点布置见附图1至附图3o四、资料整理方法根据测试规定要求，在测试期间自然风速平均值不应大于4mSo以持续测试20分钟（或者以上）为一个测试工况点，选取各项参数稳定的测试工况点作为有效测试工况点，以有效测试工况点的实测
9、数据作为评价冷却塔冷却能力的计算依据。1 .温度实测数据整理同一测试工况点下，进出塔水温（t,t2）,进塔干、湿球温度（1,T1）及环境干、湿球温度(O,)均取多次测量值的算术平均值为该测试工况点下参预计算的代表值。2 .通风量计算各风量测点的风速按下式计算：V=tir/p(ms)(1)idia式中：编Pdi各测点的动压(Pa)；Pa一一风量测试断面空气的容重(kgm3)；通风量G按下式计算：G=3600.F.!-XV(m3h)nii=1式中：F风量测试断面面积减去风机轮毂面积(m2)；n测点总数；3 .整塔阻力塔进风口至风机下的总阻力编P,为风量测量断面各测点全压与大气压差值的算术平均值，即
10、：编P=Jx11编P(Pa)(3)nii1式中编P为各测点的全压与大气压的差值(Pa)i整塔阻力编P按下式进行计算：f编Pf=京a飞S编P(Pa)(4)飞:Gl-Q(5)式中：pa出塔空气密度(kgm3)V-风量测试断面平均风速(ms)1寸风筒出口断面平均风速(ms)2飞一风筒气流阻力系数。式(5)中G与风筒扩散角有关，风筒扩散角a=6.15,G=0.101124 .气水比入=Aa(6)Q式中：G进塔干空气质量流量(kgh)；3Q进塔水量(kg/h)；5 .冷却数N及散质系数Ka各有效测试工况点的冷却数N及散质系数Ka用焰差法进行计算。N=jtCw_CIt(7)t211一i式中：i,与水温相应
11、的饱和空气比焰(kJkg)；i湿空气比焰(kJ/kg)；CW水的比热(kJ/(kg)；因在本次测试中温差均满足t1-t215oC,上式可用辛普森近似积分法求解:21Im12式中：i1,i2-进塔空气比焰和出塔空气比焰(kJ/kg)；i1,i2-温度相当于进、出塔水温的饱和空气比焰(kJ/kg)；im-相应U的平均值(kJ/kg)；im-相应匕的饱和空气比焰(kJ/kg)；t一冷却水温差，At=t-t()；12散质系数K用下式计算：aK=NQ(kg(m3h)(9)aV式中：Q实测水量(kg/h)；V一一填料体积(m3)；6.风机轴功率通过测定机电的电流、电压、功率因数(或者给定)，并已知机电效率
12、和传动效率时，风机轴功率由下式计算：N=BUVVCOS(13)tttdc式中：N风机轴功率(KW)tI电机电流(A)tU电机电压(V)t机电效率(%)dn传动效率()CCOS功率因数五、资料整理结果冷却塔测试应尽量安排在与设计条件相近的工况进行，本次测试进行了两种不同的工况，一种是进塔水量保持在工厂实际运行状况，水量较设计水量偏小,称为运行工况；另一种是将进塔水量调整到接近设计水量,称为设计工况。一循5#冷却塔测试数据整理如下。1.测试时间及各参数总体变化一循5#塔于2022年8月18至19日进行测试，两种工况下测试采样时间见表U各工况下测试参数的变化范围见表2。表15#塔测试采样时间测试序号
13、运行工况设计工况测试日期采样时间测试日期采样时间106.9.1810:5506.9.199:20206.9.1811:1106.9.199:50306.9.1811:3006.9.1910:10406.9.1811:5006.9.1911:10506.9.1812:1006.9.1911:32606.9.1812:3006.9.1911:50706.9.1813:1006.9.1912:10806.9.1813:3006.9.1912:30906.9.1813:5006.9.1913:101006.9.1814:1506.9.1913:301106.9.1815:1706.9.1913:511
14、206.9.1815:3006.9.1914:43表25#塔测试参数实测变化范围测试参数运行工况设计工况进塔水量(km3h)0.590.80塔内通风量(14m3h)50.049.2风机下全压(Pa)-64.5-71.2自然风速(ms)0.6-1.80.0-1.7大气压力(kPa)100.7100.4-100.6环境干球温度()29.8-34.427.5-32.5环境湿球温度()23.3-24.820.7-22.8进塔干球温度()30.2-33.827.0-31.5进塔湿球温度()23.6-25.021.0-22.4进塔水温CO37.6-38.338.6-39.6出塔水温()28.1-29.329.2-30.02.基本气象条件一循5#塔测试过程中，冷却塔周围环境的自然风速、风向及大气压的测试结果见表3o
