项目编号：HY-20##-03-47
浙江华联三鑫石化有限公司
4300t/h冷却塔测试报告
中国水利水电科学研究院
20##年8月
浙江华联三鑫石化有限公司
4300t/h冷却塔测试报告
项目编号 ： HY-20##-3-47
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 ： 赵顺安、谭水位、宋志勇、型明军
报告编写人 ： 谭水位
报告审查人 ： 赵顺安
报告批准人 ： 吴一红
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... 3
1．大气气象参数... 3
2．进塔空气干、湿球温度... 3
3．进塔水量... 4
4．进、出塔水温... 4
5．风机轴功率测定... 4
6．测试仪器及测点布置说明... 4
四、 资料整理方法... 4
1．温度实测数据整理... 5
2．风机轴功率... 5
3．风量的计算... 5
4．气水比... 6
5．冷却数N及散质系数Ka. 6
五、 资料整理结果... 7
1．测试时间及各参数总体变化... 7
2. 气象条件... 8
3. 进塔水量... 9
4. 环境及进塔空气干、湿球温度... 9
5. 进、出塔水温... 10
7．风机轴功率及风量测试结果... 10
7. 气水比、冷却数及散质系数... 11
六、 冷却塔考核试验结果及评价... 11
1．评价方法... 11
2．结果评价... 11
七、 结 论... 13
参考文献... 13
华联三鑫石化4300t/h冷却塔测试报告
一、 测试目的及内容
华联三鑫化工厂位于浙江省绍兴县滨海工业区兴滨路，该厂冷却水系统配备了9台4300t/h逆流式机力通风冷却塔，冷却塔的构造形式均相同，冷却塔由浙江金泰王牌冷却塔股份有限公司设计生产。
为了保证循环水系统的正常安全运行、了解冷却塔的冷却能力，受浙江金泰王牌冷却塔股份有限公司委托，中国水利水电科学研究院于20##年7月18日至7月21日对其中一台冷却塔进行了考核测试。 被测冷却塔为1号塔，其位置如附图１、２所示。
本次测试的主要目的是为考查冷却塔的冷却能力；主要包括以下测试项目。
1．气象参数：风速，大气压力，环境干、湿球温度，进塔干、湿球温度；
2．进塔水量；
3．进塔水温；
4．出塔水温；
5．风机轴功率测试 。
二、 冷却塔设计参数
由浙江金泰王牌冷却塔股份有限公司设计生产的这9台4300t/h逆流式机力通风冷却塔,设计参数如下：
设计水量: Q = 4300 m3/h
进出塔水温差: Δt = 10.0 ℃
出塔水温: t2 ≤32.0 ℃
进塔干球温度: q1 = 31.5 ℃
进塔湿球温度： t1 = 28.0 ℃
大气压: Pa= 100.4kPa
风机直径： f = 9140 mm
风机设计风量： G=293.6×104m3/h
风机设计全压： P=179Pa
风机轴功率： 168kW
配备电机功率： 200 kW
塔总高度： H=15.0m
风机平台高度： H1=11.0m
填料体积: V = BLH = 18m×18m×1.5 m=486 m3
三、 测试项目及方法
测试按《CECS-2000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。
1．大气气象参数
² 风速
环境风速测试仪器为VT140型数字风速仪（美DWYER生产）。分辩率为0.1m/s,精度为：±2％。测试方法：测量点距塔边缘30m，高度为2m，每10分钟测一次。
² 大气压
测试仪器为DYM3型空盒气压表，分辨率1hPa，测量误差不超过2hPa，每10分钟测试一次。
² 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℃，测试点距塔边缘30m，高度1.5m，每10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℃，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10分钟测试一次。
3．进塔水量
在进塔竖管阀门以上约6m处用美国产Controlotron-1010P超声波时差式流量计测量进塔水量，流量计分辨率1.0m3/h，测量精度1.5%。流量稳定后，读取多组数据，取算术平均值或记录累积总量和累积时间进行计算求出平均流量，作为该测试工况下的流量。
4．进、出塔水温
进、出塔水温用JM624型便携式铂电阻数字点温计测量，分辨率0.1℃，精度为0.2℃。
进塔水温在上塔竖管的热水排放管上测量。出塔水温在出塔水池边的集水沟出口处。
5．风机轴功率测定
机械通风冷却塔风机轴功率一般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。本次用测定电机输出电压电流方法来测定风机轴功率。
6．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及附图2。
四、 资料整理方法
根据测试规定要求，在测试期间自然风速不应大于4m/s。以持续测试30分钟（或以上）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数据作为评价冷却塔冷却能力。
1．温度实测数据整理
同一测试工况点下，进出塔水温（t1，t2），进塔干、湿球温度（θ1，τ1）及环境干、湿球温度（θ，τ）均取多次测量值的算术平均值为该测试工况点下参与计算的代表值。
2．风机轴功率
通过测定电机的电流、电压、功率因数（或给定），并已知电机效率和传动效率时，风机轴功率由下式计算：
（1）
式中：Nt——风机轴功率（KW）
It——电机电流（A）
Ut——电机电压（V）
ηd——电机效率（％）
ηc——传动效率（％）
COSφ——功率因数
3．风量的计算
风量的计算可以通过风机轴功率按下面的公式计算：
（2）
其中：
、
——实测和设计进塔空气质量流量（kg/h），
、
——实测和设计风机轴功率（kW），
、
——实测和设计空气比容（m3/kg），
、
——实测和设计空气密度（kg/m3）。
风机进风口处空气的比容
和密度
按下式计算：
（3）
式中——空气比容（m3/kg(DA)），
——空气含湿量（kg/kg(DA)），
T——空气绝对温度（K），
P——大气压（kPa）。
（4）
式中——空气密度（kg/m3）。
4．气水比
（5）
式中：
——进塔干空气质量流量（kg/h）；
Q ——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用焓差法进行计算。
（6）
式中：
i"——与水温相应的饱和空气比焓（kJ/kg）；
i ——湿空气比焓（kJ/kg）；
cw —— 水的比热（kJ/（kg·℃））；
在本次测试中，均满足t1-t2<15℃，上式可用辛普森近似积分法求解： 
（7）
式中： i1, i2 — 进塔空气比焓和出塔空气比焓（kJ/kg）；
i1", i2" — 温度相当于进、出塔水温的饱和空气比焓（kJ/kg）；
im — 相应i1, i2的平均值（kJ/kg）；
im"— 相应
的饱和空气比焓（kJ/kg）；
Dt —冷却水温差，Dt=t1-t2（℃）；
散质系数
用下式计算：
（kg/（m3·h）） （8）
式中：
Q——实测水量（kg/h）；
V——填料体积（m3）；
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，本次测试的工况是进塔水量保持在化工厂正常运行状况进行的，水量也与设计的进塔水量相接近。塔的测试资料整理结果分别介绍如下。
1．测试时间及各参数总体变化
1#塔于20##年7月20至21日进行测试，该工况下测试采样时间见表1。该工况下测试参数的变化范围见表2。
表1 1#塔测试采样时间
表2 1#塔测试参数实测变化范围
2. 气象条件
1#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3。
表3 1#塔测试过程中基本气象条件
从表中可见，在各测试工况点中自然风速最大为2.2 m/s，均小于4.0m/s，满足规范要求。大气压也与塔相应的设计条件相近，保证了测试所需的基本气象条件。
3. 进塔水量
在测试过程中水量保持基本稳定。1#塔进塔水量测试结果见表4。
表4 1#塔测试过程进塔水量变化
由上表数据可以看出，在该工况水量变化较小，基本保持稳定，可以满足测试要求。
4. 环境及进塔空气干、湿球温度
1#塔测试过程中，环境及进塔空气干、湿球温度结果见表5。
表5 1#塔测试环境及进塔空气干、湿球温度结果
5. 进、出塔水温
1#塔进塔、出塔水温的测试是同步进行的，测点的具体位置见附图1、2所示。测试结果见表6。
表6 1#塔测试进、出塔水温度结果
7．风机轴功率及风量测试结果
根据上述风机轴功率计算公式(1)，已知电机效率ηd=0.98，风机传动效率ηc=0.87，电机功率因数COSφ=0.89。将测得的1＃风机电机电压电流值代入公式（1），可得在测试工况下的风机轴功率分别为：
＝1.732×223×380×0.98×0.87×0.89
=111.4（KW）
风机设计风量： Gs=294×104 (m3/h)
风机风量可以根据公式（2）计算：
=259.8×104 (m3/h)
7. 气水比、冷却数及散质系数
根据上述实测参数，按式（5）、（7）、（8）分别计算得出1#塔在该工况下的气水比λ、冷却数N和塔容积散质系数Ka，结果列于附表1中。从表中可知，在该测试工况塔的气水比λ=0.66时平均冷却数
1.63。
六、 冷却塔考核试验结果及评价
1．评价方法
在塔的冷却数
已知的情况下，用塔设计大气压Pa，进塔干、湿球温度θ1、τ1，进塔水温t1，计算塔的出塔水温t2c，并用冷却水温对比法对塔的冷却能力进行评价。
式中： η— 冷却塔的实际冷却能力；
t1-t2c— 在测试工况条件下塔的实际水温差（℃）；
Δtd— 设计水温差（℃）。
2．结果评价
根据上面的评价方法对1#塔冷却能力进行计算，计算结果见表6。
表6 一号机组1#冷却塔冷却能力核算表
1#塔的冷却能力估算：
估算结果表明，1#冷却塔塔实际冷却能力为设计值的97%。按照规定标准，当η>95%时，说明被测塔达到了设计要求。因此，华联三鑫石化厂被测的4300t/h机械通风逆流式冷却塔达到了设计要求。
七、 结 论
通过现场测试及对测试结果的分析，可得出如下结论：
1． 华联三鑫化工厂被测1#机所在的4300t/h逆流式机械通风冷却塔，外观整洁，收水器及填料布置规范，从直观上看，塔的淋水密度分布都较为均匀。
2． 在测试工况下，通风量G=259.8×104m3/h，。
3． 1#塔在测试工况下实测气水比λ=0.66时，平均冷却数
1.63。
4． 冷却能力估算结果表明，1#冷却塔实际冷却能力为设计值的97%。按照规定标准，达到设计要求。
参考文献
[1] 赵振国著，《冷却塔》，中国水利水电出版社，1997年。
[2] CECS118：2000中国工程建设标准化协会标准《冷却塔验收试验规程》，20##年。
[3] NDGJ89-89 能源部《 工业冷却塔测试技术规定》1989年
附图1 冷却塔各参数测点位置立面示意图
附图2 冷却塔各参数测点位置平面示意图
附表1 1#冷却塔热力性能测试结果计算表
