GBT50102-2014工业循环水冷却设计规范.pdf 240页

'UDC中华人民共和国国家标准GBpGB/T50102-2014工业循环水冷却设计规范Codefordesignofcoolingforindustrialrecirculatingwater2014-12-02发布2015-08-01实施中华人民共和国住房和城乡建设部联合发布中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局 中华人民共和国国家标准工业循环水冷却设计规范Codefordesignofc。。lingf。rindustrialrectrculatmgwaterGB/T50102-2014主编部门2中国电力企业联合会批准部门：中华人民共和国住房和城乡建设部施行日期：2015年8月1日中国计划出版社2014北京 中华人民共和国国家标准工业循环水冷却设计规范GB/T501022014女中国计划出版社出版网址.WWW.ihP""oom地址g北京市西城区水樨地北里昂11号国宏大厦C座3层邮政编码，100038电话＇(010)63906433（盎行部〉新华书店北京发行所监行北京市科星印刷有限责任公司印刷850mm×116Bmm1/327.5印张191千字2015年6月第l版2015年6月第1次印刷食统一书号1580242•650定价＇45.00元版但所有僵极!10究侵权举报电话＇(010)63906404如有印装质量问题，请寄本社出版部调换 中华人民共和国住房和城乡建设部公告第622号住房城乡建设部关于发布国家标准《工业循环水冷却设计规范》的公告现批准《工业循环水冷却设计规范》为国家标准，编号为GB/T50102-2014，自2015年8月1日起实施。原国家标准《工业循环水冷却设计规范》GB/T50102-2003同时废止。本规范由我部标准定额研究所组织中国计划出版社出版发行。中华人民共和国住房和城乡建设部2014年12月2日 前言本规范是根据住房城乡建设部《关于印发（2012年工程建设标准规范制订、修订计划〉的通知》（建标〔2012〕5号〉的要求，由中国电力工程顾问集团东北电力设计院会同有关单位，经广泛调查研究，认真总结实践经验，吸取最新研究成果，并参考有关国际标准和国外先进标准，在广泛征求意见的基础上修订了本规范．本规范共分5章和2个附录，主要技术内容包括z总则、术语、冷却塔、喷水池和水面冷却。本规范修订的主要技术内容是：l增加了超大型冷却塔、海水冷却塔、排烟冷却塔的设计内容32.删除了开放式冷却塔内容；3.根据近年科研和实践成果，对原条文中的一些数据做了修改$4.在修订条文的同时，对增加和修改的条文均相应增加和修改了条文说明。本规范由住房城乡建设部负责管理，由中国电力企业联合会负责日常管理，由中国电力工程顾问集团东北电力设计院负责具体技术内容的解释。执行过程中如有意见或建议，请寄送至中国电力工程顾问集团东北电力设计院（地址：吉林省长春市人民大街4368号，邮政编码z130021)，以供今后修订时参考。本规范主编单位、参编单位、主要起草人和主要审查人z主编单位：中国电力工程顾问集团东北电力设计院参编单位：中国电力工程顾问集团西北电力设计院中国电力工程顾问集团西南电力设计院中国电力工程顾问集团华北电力设计院工程有限公司•1• 中国能源建设集团广东省电力设计研究院中国水利水电科学研究院金坛市塑料厂江苏海鸥冷却塔股份有限公司北京玻璃钢研究设计院有限公司主要起草人：王威李敬生龙健王伟民孟令国钱永丰姚友成李元梅侯宪安吴浪洲·李绍仲冯珉王宝福龙国庆赵l帆安纪平姜晓荣包冰国尹证主要审查人：李武全高玲徐海云李志佛华钟南刘智陆濒王明韧李武申刘志刚彭德刚胡三季孙文张开军李学志韩红琪刘扬帆•2• 目次1总则……………………………………….(1)2术语……………………………………………….(2)3冷却塔……………………………………………………（4)31一般规定……………………………………………..(4)32自然通风冷却塔工艺……………………………..（！门3.3机械通风冷却塔工艺…………………………………..(!9)3.4冷却塔结构设计基本要求及材料…………………………uυ3.5自然通风冷却塔的荷载及内力计算…………··…………（23)36机械通风冷却塔的荷载及内力计算………………………（31)3.7淋水装置构架……………………………………………（33)38构造要求……………………………………………..(34]3.9冷却塔耐久性…………………………………………..(37)4喷水池……..............................………………（41)4.1喷水池工艺设计……………………………………….(41)4.2喷水池结构设计…………………………………………（42)5水面冷却…………................….....................…(44)s.1一般规定…………………………………………….(44)5.2冷却池……………………………………………...(46)s.3何道冷却……………………………………………·（仿〉s.4海湾冷却……………………………………………(49)附录A自然通风冷却塔通风筒内侧设计气温取值…….(51)附录B机械通风冷却塔风机和电动机当量静荷载计算方法…......................……...........(52)•1• 本规范用词说明………..................….......………..(54)引用标准名录........……………………….......………（55)附s条文说明…........…...........................….........….(57]•2• Contents1Generalprovis10ns……………………………………(1)2Terms………………………………………………(2)3Coolingtower··…………………………………..(4)3.1Generalrequirement…………………………………..(4)3.2Naturaldraft∞。！mgtower……………………………..(17)3.3Med回mealdraftcoolingtower…………………………(19)3.4BaSICrequirementsandmaterialsofcoolingtowerstructuraldesign………………………………………(21)35Loadandmternalforcecalculation。fnaturaldraftc。olingtower……………………………………………(23)3.6Loadandinternalforcecalculati。nofmechanicaldraftcoolingtower………………………………….(31)3.7Waterspraydevicestructure……………………………门U3.8Constructionrequirement…………………………(34)3.9Durabilityofco。lmgtower…………………………..(37)4Sprayp。nd………………………………………..(41)4.1Processde"1gnofsprayp。nd……………………………（41)4.2Structuraldesign。fspraypond………………………..(42)5Watersurfacecooling………………··………………u川5.1Generalrequirement…………………………………..(44)5.2Coolingp。nd…………………………………………..(46)5.3Channelcoolmg………………………………………(48)5.4Gulf.coaling……………………………………………(49)AppendixADesigntemperaturevalueoftheinner.air•3• oftheventilatorfornaturaldraftcoolmgtower…………………………(51)AppendixBEqmvalentstaticloadcalculationmethodoffanandmotorformechanicaldraftcoolmgtower…………………………(52)Explanationofwordingmthiscode………………………(54)Listofquotedstandards……··……………………………(55)Addition:Explanationofprov1s1ons……………………..(57)•4• 1总贝。1.0.1为了在工业循环水冷却设施设计中贯彻执行国家的技术经济政策，做到技术先进、安全适用、经济合理、节能环保、确保质量，制定本规范。1.o.2本规范适用于敞开式工业循环水冷却设施的工艺和结构设计。1.o.3工业循环水冷却设施的类型选择，应根据生产工艺对循环水的水量、水温、水质和供水系统的运行方式等使用要求，并结合下列因素，通过技术经济比较确定z1当地的水文、气象、地形和地质等自然条件52材料、设备、电能和补给水的供应情况；3场地布置和施工条件；4工业循环水冷却设施与周围环境的相互影响35建（构）筑物的安全可靠性。1.0.4工业循环水冷却设施的设计除应执行本规范外，尚应符合国家现行有关标准的规定。1• 2术语2.o.1敞开式工业循环水冷却设施openrecirculatingwatercoolingfacilities工业循环冷却水（以下简称循环水）直接暴露于大气的冷却设施。2.o.2蒸发损失evaporationloss由于液体表面汽化造成的循环水损失。2.o.3风吹损失driftandblow-outloss由于气流裹挟作用带走水滴造成的循环水损失。2.o.4排水损失purgeloss从循环水系统中排放一定的水量以维持确定的循环水浓缩倍率，由此造成的循环水损失。2~o.5蒸发损失水率rateofevaporationwaterloss冷却塔、冷却池、喷水池等冷却设施的蒸发损失水量占进入这些冷却设施循环水量的百分比。2.o.6风吹损失水率rateofdriftandblow-outwaterl。SS冷却塔、喷水池等冷却设施的风吹损失水量占进入这些冷却设施循环水量的百分比。2.o.7循环水浓缩倍率concentrationcycleofrecirculatingwater循环水含盐量与补充水含盐量的比值。2.o.8海水盐度seawatersalinity海水中总溶解性固体质量与海水质量之比，单位为g／问。2.o.9导风装置airdeflector安装于冷却塔进风口用于引导气流的装置。•2• 2.0.10超大型冷却塔superlarge-scalecoolingtower淋水面积大于或等于l0000m2的自然通风逆流式冷却塔。2.0.11海水冷却塔seawatercoolingtower循环水为海水的湿式冷却塔。2.0.12排烟冷却塔fluegasdischargedc。。lingtower兼有排放烟气功能的自然通风冷却塔。2.0.13塔内烟道出口流速velocityoffluegasatoutletpipeincoolingtower烟气在塔内烟道出口处气流平均速度。2.0.14冷却塔出口流速outletvelocityofcoolingtower混合气体在冷却塔出口处气流平均速度．2.o.15防腐体系anticorrqsioncoatingsystem包含涂刷分区、采用防腐涂料品种、涂料分层及厚度、涂刷工艺要求等内容的防腐方案统称．2.o.16淋水面积areaofwaterdrenching逆流式冷却塔淋水填料顶部标高处的塔壁内缘包围的面积。2.o.17进风口面积areaofairinlet以进风口上檐处控制半径计算出的周长乘以进风口垂直高度所得到的面积。•3• 3冷却塔3.1一般规定3.1.1冷却塔在厂区总平面规划中的位置应根据生产工艺流程的要求，结合冷却塔与周围环境之间的相互影响及工业企业的发展扩建规模等因素综合考虑确定，并应符合下列规定·1寒冷地区冷却塔宣布置在厂区主要建〈构）筑物及露天配电装置的冬季主导风向的下风侧或侧风侧s2冷却塔宜布置在贮煤场等粉尘污染源的全年主导风向的上风侧或侧风侧；3冷却塔宜远离厂内露天热源；4冷却塔之间或冷却塔与其他建（构）筑物之间的距离除应满足冷却塔的通风要求外，还应满足管、沟、道路、建〈构）筑物的防火和防爆要求，以及冷却塔和其他建〈构〉筑物的施工和检修场地要求：5冷却塔的位置宜远离对噪声敏感的区域36冷却塔宜靠近主要用水车间；7排烟冷却塔宜布置于炉后区域，靠近脱硫吸收塔38冷却塔布置时宜避开地质不均匀地段。3.1.2自然通风逆流式冷却塔的塔体规模可按表3.1.2规定划分。表3.1.2自然通风逆流式冷却培塔体规模划分表淋北面积S(m2〕IS<4oooI4000ζS<8000/8000ζs<10000Is;.10000培体规模小型中型大型超大型3.1.3冷却塔结构设计使用年限应为50年。•4• 3.1.4当需要降低冷却塔噪声影响时，可选用下列措施z1可在冷却塔外设隔声屏障；2可在进风口处设降噪装置；3机械通风冷却塔可选用低噪声型的电机、风机设备，可在塔顶设降噪装置，4可在集水池水面处设降噪装置。3.1.5冷却塔的集中或分散布置方案的选择，应根据使用循环水的车间数量、分布位置及各车间生产工艺的用水要求，通过技术经济比较后确定。3.1.6冷却塔可不设备用；冷却塔检修时应有不影响生产的措施。3.1.7冷却塔的热力计算宜采用焰差法或经验方法。3.1.8冷却塔的热力计算采用始差法时，宜符合下列规定21逆流式冷却塔热力计算宜按下列公式计算，公式（3.1.8-1)右侧可采用辛普森（Simpson）近似积分法或其他方法求解。当采用辛普森近似积分法求解时，对水温t，至白的积分区域宜分为不少于4的等份s当水温差小于15℃时，水温h至岛的积分区域也可分为2等份2KK.V_r"1C.dt(3.1.81)QJ.,J;"=hK=l－生!l(3.1.8-2)r,,式中，v一一淋水填料的体积Cm");Q一一进入冷却塔的循环水流量（kg/s);K一一计人蒸发水量散热的修正系数s阳一一与玲却后水温相应的水的汽化热（kJ/kg);K.－与含湿量差有关的淋水填料的散质系数［kg/Cm"·。］；c.一一循环水的比热［kJ/(kg.℃）J;t,进入冷却塔的水温（℃〉，5• t，一一冷却后的水温（℃）;h一一湿空气的比熔（kJ/kg);h＂一一与水温t相应的饱和空气比熔（kJ/kg）。2圆形横流式冷却塔可从圆形横流式冷却塔环形淋水填料中切取中心角为0的填料单元，水从上面淋下，空气从周向进入，宜采用柱坐标系，坐标原点宜为塔的中轴线与淋水填料顶面延长线的交点，z向下为正，γ向外为正。圆形横流式冷却塔热力计算宜按下式计算，下式可采用解析法或差分法求解zC.q~＝＂＂；旦．学＝－K(h"-h)(3.1.8-3)dZ-rdγ式中，q一一淋水密度［kg/(m2•s)];g；一一进风口断面的平均质量风速［kg/(m2•s)];f一一塔半径（m);r，一一塔迸风口半径（m);h一一进入冷却塔的湿空气比；晗（kJ/kg）。注s式中边界条件为z=O,t=i,,r=r1,h=h1,3矩形横流式冷却塔可从矩形横流式冷却塔切取一填料单元。水从上面淋下，空气从进风口进入，进风口宜在左边。宜采用直角坐标系，坐标原点宜为淋水填料顶面与进风口的交点，z向下为正，z沿气流流向为正。短形横流式冷却塔热力计算宜按下式计算，下式可采用解析法或差分法求解．矩形横流式冷却塔也可利用本规范公式（3.1.8-3）进行热力计算，此时可设塔的内半径为一极大的数值．JtJh"-c.qax=g;ax=K.<1t-h)(3.1.8-4)注＝式中边界条件为z=O,t=t1,x=O,h=h1,4排烟冷却塔、海水冷却塔的热力计算可按本规范公式(3.1.8-1)与（3.1.8-2〕计算。3.1.9冷却塔热力计算中的其他参数计算宜符合下列规定21湿空气的比焰宜按下式计算g6• h=C,e+X(r,。＋eve)(3.1.9-1)式中，c，一一干空气的比热，可取1.005kJ/(kg.℃）;Cv一一水蒸汽的比热，可取1.842kJ/(kg.℃）;O一一空气的干球温度〈℃）；r，一一水在0℃时的汽化热，可取2500.SkJ/kg;X一－空气的含湿量（kg/kg）。2饱和水蒸汽压力宜按下式计算zlgP"=2.0057173-3.142305(.!Q：」~＼0T373.16J373.16+8.2lg----y一－0.0024804(373.四－T)(3.1.9-2)式中，P＇＇」←饱和水蒸汽压力CkPa);T」一开尔文温度（归。3湿空气密度宜按下式计算zp＝专（0.0阳3PA-O.001316伊凡）(3.1.附式中：p一一湿空气密度（kg/m3);F一一空气的相对湿度；PA一→大气压力（Pa);p"i,,温度为8时的饱和水蒸汽压力CPa）。4出口的空气为饱和湿空气时，出塔空气干球温度宜按下式计算zL一九e,=e,+Ctm-e，）才一－＇－＇－－(3.1.9-4)"m"hmh1式中：82一一－出塔空气干球温度〈℃）;e，－一进塔空气干球温度（℃）；Im一一进、出冷却塔水温的算术平均值（℃）;h，一一排出冷却塔的湿空气比始〈町／kg);h：一一与水温Im相应的饱和空气比给（kJ/kg）。5出塔空气比熔宜按下式计算z•7• Cw6.th,=h，十一一－(3.1.9-5)•"KJ..式中z6.t－进、出冷却塔的水温差（℃）;λ一－气水比，进入冷却塔的干空气和循环水的质量比。3.1.10淋水填料的热交换特性宜采用原型塔的实测数据。当缺乏原型塔的实W!~数据时，可采用模拟塔的试验数据，并应根据模拟塔的试验条件与设计的冷却塔的运行条件之间的差异，对模拟培的试验数据进行修正。3.1.11海水冷却塔热力计算所采用的淋水填料热交换特性，应采用与工程情况相近的海水冷却塔实测数据。当缺乏海水冷却塔实测数据时，可利用淡水冷却塔淋水填料热交换特性按下式修正：N,=N×A,(3.1.11)式中：N，一－海水冷却塔的冷却数；N一－淡水冷却塔的冷却数；A，一－海水冷却塔热力计算时淋水填料热交换特性修正系数，宜通过试验确定。3.1.12海水循环水盐度可按下式计算．C,=C,×n1(3.1.12)式中，c，一－海水循环水盐度（g/kg);C。一－海水补给水的盐度也／kg);ni－一－海水循环水设计浓缩倍率．3.1.13计算海水冷却塔的冷却水温时，海水补给水设计盐度宜符合下列规定z1当计算最高冷却水温时，宜按近期连续不少于5年，每年最热3个月时期的月平均海水补给水盐度进行设计；2计算冷却塔各月的月平均水温时，宜采用近期连续不少于5年的相应各月的月平均气象条件及相应条件下海水补给水盐度进行设计。•8• 3.1.14冷却塔的通风阻力宜按下式计算gH＝飞专(3.1.14)式中：H一一冷却塔的全部或局部通风阻力（Pa);vm－计算风速。当计算全塔总阻力时，比为淋水填料计算断面的平均风速；当计算冷却塔的局部阻力时，Vm为该处的计算风速（m/s);Pm一一计算空气密度。当计算全塔总阻力时，Pm为进、出冷却塔的湿空气平均密度；当计算冷却塔的局部阻力时，Pm为该处的湿空气平均密度（kg/m");6一一冷却塔的总阻力系数或局部阻力系数。3.1.15冷却培的通风阻力系数应符合下列规定z1应采用与所设计的冷却塔相同的原型塔的实测数据。2当缺乏实测数据时，应采用与所设计的冷却塔相似的模型塔的试验数据。3当缺乏实测数据或试验数据时，可按经验方法计算。4自然通风逆流式冷却塔的总阻力系数宜按下列公式计算：~＝~.＋~，＋ι(3.1.15-1)已＝(l3.47ε＋3.65ε2)(85+2.51<,-o.206fi+o.oo962fi)(3.1.15-2)<,=6.72+0.654D+3.5q+l.43vm-60.61,-0,36vmD(3.1.15-3)ι＝（去）＇(3.1.154)式中·＜－总阻力系数；e.－从塔的进风口至塔喉部的阻力系数（不包括雨区淋水阻力k""淋水时雨区阻力系数；9• 凸－一－淋水时的填料、收水器、配水系统的阻力系数；ε－一塔避风口面积与进风口上缘塔面积之比，o.35＜ε＜0.45;D一一淋水填料底部塔内径（m);vm－淋水填料计算断面的平均风速（m/s);ι－一塔筒出口阻力系数；Fm－一－冷却塔淋水面积（m")"F，－塔简出口面积（m")•5排烟冷却塔的总阻力系数宜按下列公式计算z~＝ι＋ob十ι－七o"(3.1.15-5)o.,Fm,",G,+G)"=/-l一一－(3.1.15－的F,)G)式中＇＂＇→一烟道的局部阻力系数，可通过物理模型试验给出，当无实验结果时可忽略不计：o一－填料处的通风量（m"/s);G，－烟气量（m"/s）。6冷却塔的外区配水总阻力系数宜按下列公式计算zo=o••+ob•十ι(3.1.15-7)"··=(1-3.47i:+3.65ε2)(85十2.51缸－o.206"1,+o.009620/,)(3.1.15-8)o.,,=(6.7川ω十3.5q+1.43vm-60.叶0.3叩〉去(3.1.159)几血’←Go,一一一－一一」(3.1.1510)Gh十G,式中＇＂··一一外区淋水时从塔的进风口至塔喉部的阻力系数（不包括雨区淋水阻力）：°＂＇一一外区淋水时雨区阻力系数；F，一－冷却塔内外区淋水面积之和（m");F。一一外区淋水面积（m");•10• ~fl一一外区淋水时的填料、收水器、配水系统的阻力系数sG,内区通风量（m3/s);Gh一－外区通风量（m3/s);~－外区填料淋水时阻力系数；ι一一内区填料不淋水时阻力系数．7海水冷却塔的总阻力系数可按本规范公式（3.1.15-1）、(3.1.152）、（3.1.15-3）、（3.1.15-4）计算。8机械通风冷却塔的总阻力系数计算应按现行国家标准《机械通风冷却塔工艺设计规范》GB/T50392的有关规定执行。9当有降噪措施时，应计入降噪措施对冷却塔阻力系数的影响。3.1.16冷却塔的冷却水温不应超过生产工艺允许的最高值；计算冷却塔的设计最高冷却水源的气象条件应符合下列规定·1根据生产工艺的要求，宜采用按湿球温度频率统计方法计算的频率为5%～10%的日平均气象条件；2气象资料应采用近期连续不少于5年，每年最热时期3个月的日平均值s3当产品或设备对冷却水温的要求极为严格或要求不高时，根据具体要求，可提高或降低气象条件标准。3.1.17计算冷却塔的各月的月平均冷却水温时，应采用近期连续不少于5年的相应各月的月平均气象条件。3.1.18气象资料应选用能代表冷却塔所在地气象特征的气象台、站的资料，必要时宜在冷却塔所在地设气象观测站．3.1.19冷却塔的水量损失应根据蒸发、风吹和排水各项损失水量确定。3.1.20冷却塔的蒸发损失水率计算应符合下列规定z1当不进行冷却塔的出口气态计算时，蒸发损失水率可按下式计算·•11• P,=KzF•D.t×100%(3.1.20-1)式中：P，一一蒸发损失水率gKZF一一系数(1／℃），可按表3.1.20规定取值；当进培干球空气温度为中间值时可采用内插法计算。表3.1.20系数K,,进塔干球空气沮度一10。10203040〈℃）KZF(l／℃〉0.00080.00100.0012o.0014o.0015o.00162对进入和排出冷却塔的空气状态进行详细的计算时，蒸发损失水率可按下式计算2P，＝专（兑元〉×叫(3.1.20式中，G，一一迸人冷却塔的干空气质量流量Ckg/s〕;x，一一进塔空气的含湿量（kg/kg);x，一一出塔空气的含湿量（kg/kg）。3.1.21冷却塔的风吹损失水率，应按冷却塔的通风方式和收水器的逸出水率以及横向穿越风从塔的进风口吹出的水损失率确定。当缺乏收水器的逸出水率等数据时，可按表3.1.21规定取值。表3.1.21凤吹损失水率｛%｝通风方式机械通风冷却塔自然通风冷却塔有收水铸0.10o.05无收水器1.200803.1.22循环冷却水系统排水损失水量应根据对循环水水质的要求计算确定，可按下式计算：QQ，一（n一l)Q.h(3.1.22)η一112• 式中，Q,循环冷却水系统排水损失水量（旷／h);Q，一一冷却塔蒸发损失水量（m"/h);Q.冷却塔风吹损失水量（m3/h);n循环水设计浓缩倍率。3.1.23淋水填料的型式和材料的选择应根据下列因素综合确定：1冷却塔的类型及冷却塔运行维护条件$2循环水的水温和水质；3填料的热力特性和阻力性能；4填料的物理力学性能、化学性能和稳定性；s填料的价格和供需情况：6施工和检修方便g7填料的支承方式和结构$8用于海水的填料宜采用海生物不易附着和积聚的填料类型。3.1.24机械通风冷却塔和自然通风冷却塔均应装设收水器。收水器应选用除水效率高、通风阻力小、经济、耐用的型式和材质．3.1.25冷却塔的配水系统应满足在同一设计淋水密度区域内配水均匀、通风阻力小和便于维修等要求，并应根据塔的类型、循环水质和水量等条件按下列规定选择：1逆流式冷却塔宜采用管式或管槽结合的配水型式g2横流式冷却塔宜采用池式或管式。3.1.26管式配水系统应符合下列规定．1配水干管起始断面设计流速宜为1.Om/s~1.5m/s;2可利用支管使配水于管连通成环网；3配水干管或压力配水槽的末端必要时应设通气管及排污措施。3.1.27槽式配水系统应符合下列要求z•13• 1主水槽的起始断面设计流速宜为0.8m/s~1.2m/s；配水槽的起始断面设计流速宜为0.5m/s~0.8m/s;Z配水槽夏季的正常设计水深应大于溅水喷嘴内径的6倍，且不应小于0.15m;3配水槽的超高不应小手0.lm；在可能出现的超过设计水量工况下，配水槽不应溢流34配水槽断面净宽不应小于O.12m;5主水槽、配水槽均宜水平设置，水槽连接处应圆滑，水流转弯角不应大于90°。3.1.28横流式冷却塔的配水池应符合下列要求＝1池内水流应平稳，夏季正常设计水深应大于溅水喷嘴内径或配水底孔直径的6倍；2池壁超高不宜小于O.lm，在可能出现的超过设计水量工况下不应溢流；3池底宜水平设置，池顶宜设盖板或采取防止光照下滋长菌藻的措施．3.1.29喷溅装置应选用结构合理、流量系数适宜、喷溅均匀和不易堵塞的型式。3.1.30配水竖井或竖管应有放空措施。配水竖井内应保持水流平稳，不应产生旋流。同一单元循环水系统中各冷却塔的竖井水位或竖管水头高程应一致。3.1.31逆流式冷却塔的进风口高度应综合进风口空气动力阻力、塔内空气流场分布、冷却塔塔体的各部分尺寸及布置、淋水填料的型式和空气动力阻力等因素，通过技术经济比较确定。冷却塔的进风口面积与淋水面积之比宜符合下列规定z1自然通风逆流式冷却塔宜为0.30~o.45;Z机械通风冷却塔宜按现行国家标准《机械通风冷却塔工艺设计规范》GB/T50392的有关规定执行．3.1.32横流式冷却塔的淋水填料的高和径深应根据工艺对冷却•14• 水温的要求、冷却塔的通风措施、淋水填料的型式、塔的投资和运行费等因素，通过技术经济比较确定。淋水填料高和径深的比宜符合下列规定·1机械通风冷却塔宜为2.0～3.0;2自然通风冷却塔当淋水面积不大于lOOOm＇时，宜为1.5~2.0；当淋水面积大于lOOOm＇时，宜为1.2~1.803.1.33冷却塔的集水池应符合下列要求21集水池的深度可为2.Om，当集水池有其他贮备水量要求时深度可适当增加。当循环水采用阻垢剂、缓蚀剂处理时，集水池的容积应满足水处理药剂在循环水系统内允许停留时间的要求。2集水池应有溢流、排空及排泥措施。3池壁的超高不宜小于0.3m，小型机械通风冷却塔不宜小于0.15m04出水口和集水池囚周应设安全防护设施。5集水池周围应设回水台，其宽度宜为1.Om~3.Om，坡度宜为3%～5%。回水台外国应有防止周围地表水流入池内的措施．6同一单元循环水系统中，各冷却塔集水池水位高程应－致．7敷设在集水池内的管沟应满足抗浮要求。8当集水池兼作水泵吸水池时，局部水深应满足水泵吸水要求．9服务于炼油装置的循环水冷却塔集水池宜设溢流排污糟。3.1.34冷却塔进风口处的支柱和冷却塔内空气通流部位的构件，应采用气流阻力较小的断面及型式。3.1.35冷却塔内外与水汽接触的金属构件、管道和机械设备均应采取防腐蚀措施。15• 3.1.36根据不同塔的类型和具体条件，冷却塔应有下列设施z1通向塔内的塔门或人孔；Z从地面通向塔门和塔顶的扶梯或爬梯53配水系统顶部的人行道和栏杆；4避雷保护装置；5航空警示设施g6运行监测的仪表；7机械通风冷却塔上塔扶梯和塔顶平台照明38海水冷却塔内可设置填料淡水冲洗装置。3.1.37寒冷和严寒地区的冷却塔，根据具体条件应按下列规定采取防冻措施．1在冷却塔的进风口上缘沿塔内壁可设置向塔内斜下方喷射热水的防冻管，喷射热水的总量可为冬季进塔总水量的20%～30%。2淋水填料内外围宜采用分区配水，冬季可采用外围配水运行。3当同一循环冷却水系统中冷却塔的数量较多时，可减少运行的塔数。停止运行的塔的集水池应保持一定量的热水循环或采取其他保温措施。4塔的进水阀门及管道应有防冻放水管或其他保温措施．5机械通风冷却塔可采取减小风机叶片安装角，采用变速电动机驱动风机，或停止风机运行等措施减少进入冷却塔的冷空气量；也可选用允许倒转的风机设备，当冬季塔内填料结冰时，可倒转风机融冰。6机械通风冷却塔的风机减速器有润滑油循环系统时，应有对润滑油的加热设施。7自然通风逆流式冷却塔的进风口上缘内壁宜设挡水檐，檐宽宜为O.3m～0.4m。8自然通风冷却塔可在进风口设置挡风装置。•16• 9自然通风逆流式冷却塔的进水干管上宜设置能通过部分或全部循环水量的旁路水管，当循环水系统冬季冷态运行或热负荷较低时，循环水可通过旁路直接进人塔的集水池。3.1.38冷却塔设计文件中宜对施工、运行及维护提出要求。3.1.39新设计的冷却塔应有供验收测试使用的仪器和仪表的安装位置和设施。3.1.40自然通风冷却塔的塔简宜采用双曲线型钢筋混凝土薄壳结构，寒冷地区也可采用钢架镶极结构。3.2自然通风冷却塔工艺3.2.1相邻自然通风冷却塔的塔问净距应符合下列规定g1塔问净距的计算点应为塔底（0.Om）标高斜支柱中心处。塔间净距不宜小于塔底（0.Om〕标高斜支柱中心处塔体直径的0.5倍。对于逆流式冷却塔且不应小于4倍进风口高度，对于横流式冷却塔且不应小于3倍进风口高度。2当相邻两塔几何尺寸不同时应按较大培计算。3.2.2根据冷却塔的通风要求，自然通风冷却塔与机械通风冷却塔之间的净距不宜小于自然通风冷却塔进风口高度的2倍加o.5倍机械通风冷却塔或塔排的长度，且不应小于40m～Som，必要时可通过模型试验确定其间距；自然通风冷却塔与其他建（构）筑物的净距不应小于2倍冷却塔进风口高度。3.2.3自然通风冷却塔的抽力宜按下式计算2Z=H,g(p1的）(3.2.3)式中.z~一塔拍力（Pa);H，－塔的有效拍风高度，宜采用淋水填料中部至塔顶的高差（m);g一一重力加速度（m/s2);P，一一进塔湿空气密度（kg/m3);P，一－出塔湿空气密度（kg/m＇）。17• 3.2.4自然通风冷却塔的外区配水的抽力计算可按下式计算gffz-r,,rp,-phdz-t"P,-Ph一节~＂＇）=H,g(p,p)-t=µH•/3•C,•四。（3.5.5-2)式中：qcm一」塔顶处的风压设计值，严f一一塔顶标高处风压高度变化系数：c，，－一－内吸力系数，可取一o.5。3.5.6当计算冬季运行工况简壁温度应力时，其筒壁内外温差计算应符合下列要求：1冬季塔外计算气温应按30年一遇极端最低气温计算s2冬季塔内计算温度应按进风口、淋水填料及淋水填料以上不同部位分别确定，并应按本规范附录A取值；3塔筒筒壁内外表面温度差应按下列公式计算2A俨＝真K,,D.t(3.5.6-1)Ab11h1百一＝一＋，－－十一(3.5.62)n.，，α。Abαi式中山、α，一一筒壁外、内面向空气的换热系数，可取α。＝α，＝23.26WI(m"·℃〉；h一－筒壁厚度（m);λb一一－混凝土的热传导系数，可取l.98W/(m"•℃）;D.t，一－－筒壁内外表面温度差（℃）;6.t一－简壁内外空气温度差（℃）;K，，一－传热系数［W/(m2•℃）］。3.5.7当需要验算夏季日照下的温度应力时，日照筒壁温差可按沿培高为恒值，宜采用半圆分布按下式计算gD.t,co>=t>.tb0sin8(3.5.7)式中：6.tbCo》一－计算点处日照筒壁温差〈℃）•D.t,co>=O~t.tbO"。一－计算点与日照筒壁温差为0处的夹角（勺，e=o·～iso·逆时针增大gt.tbO一一日照筒壁温差最大值，位于8=90。处，可采用•26• 10℃～15℃，热带取较大值，温带如计算可取较小值，寒冷及严寒地区可不考虑日照温度应力。3.5.8施工所引起的塔筒附加荷载必要时应进行验算。当施工荷载较大，引起塔筒厚度变化或材料增加过多时，应采用更为合理的施工方式以减小施工荷载对塔筒的影响，或采取临时措施解决，不宜过度增大塔筒厚度。3.5.9当遇有不均匀地基时，应复核地基不均匀沉降对塔筒、斜支柱及基础的承载能力和裂缝宽度的影响。3.5.10设计双曲线冷却塔塔筒时，应对承载能力和正常使用两种极限状态分别进行荷载效应组合，并应分别取其最不利工况进行设计。3.5.11按承载能力极限状态设计时，荷载效应组合选用应符合下列规定21基本组合应满足y,S《R，荷载效应组合的设计值应按下列公式计算zS=roSoK+rwSwK+r，代STK(3.5.111)S=roSoK十Yw¢wSwK十y‘STK(3.5.11-2)Z地震作用组合应满足S《R/YRE，荷载效应组合的设计值应按下式计算2S=roSoE+Yw¢wESwK+y，叭sTK+rEsE(3.5.11-3)式中：S一一－荷载效应组合的设计值；R一一结构构件抗力的设计值zYRE一－承载力抗震调整系数，取o.85;Yo一－结构重要性系数，取1.0;SoK一－按永久荷载标准值计算的荷载效应值sSWK一－一按风荷载标准值计算的荷载效应值；STK一－按计人徐变系数的温度作用标准值计算的效应值zSoE一－重力荷载代表值的效应；SE－按地震作用标准值计算的效应值；•27• Ya一一永久荷载分项系数，当其效应对结构有利时取1.0；当其效应对结构不利时，在基本组合中对由可变荷载效应控制的组合应取1.2；对由永久荷载效应控制的组合，应取1.35；在地震作用组合中取1.2;Yw一一风荷载分项系数，取1.4;YE一－地震作用分项系数，取1.3;y，一一温度作用分项系数，取1.0;非w一－风荷载的组合值系数，一般地区可取o.6，对于历年最大风速出现在最冷季节即12月、1月、2月的地区，按气象统计资料确定，取30年一遇最低气温时相应的大风荷载与50年一遇最大风荷载的比值且不小于0.6"叭一一温度作用组合值系数，一般地区可取0.6，对于历年最大风速出现在最冷季节即12月、1月、2月的地区，按气象统计资料确定，取50年一遇最大风荷载时相应的低气温与30年一遇最低气温的比值且不小于0.6;cpWE一一与地震作用效应组合时，风荷载的组合值系数取0.253.5.12按正常使用极限状态计算时，裂缝验算应符合下列规定：1短期效应组合应按下列公式计算·SK=SaK+SwK＋非，STK(3.5.121]SK=SaK+.PwSwK+STK(3.5.12-2)式中：SK一一荷载效应标准组合的设计值。2短期最大裂缝宽度应按下式计算：1M叫一一剧由(3.5.123)τ1式中：w，~，一一短期最大裂缝宽度（mm)•Wom－.运O.2mm;w~，－一－最大裂缝宽度（mril），应按现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB50010的相关规定计算；•28• r1一一长期作用扩大系数，对于塔筒取1.5＇对于斜支柱及环基取1.0。3塔筒上、下刚性环环向验算时，可按照正常使用极限状态下裂缝对刚度的影响，温度效应可乘以0.6的折减系数后再进行验算。3.5.13计算简壁温度作用时，混凝土可取徐变系数C,=O.5。3.5.14双曲线冷却塔塔筒内力计算，应按有限单元法或旋转壳体有矩理论计算。塔筒的支承条件可按离散支承计算。3.s.15双曲线冷却塔塔筒的弹性稳定验算应符合下列规定s1塔筒整体稳定验算应按下列公式计算z）二、町飞户h)q－叫(3.5.151)nwk一四(3.5.15-2)四＝µH•f3•C，•四。(3.5.15-3)式中：Kn一－弹性稳定安全系数，应满足Kn》5;q，.一一塔筒屈曲临界压力值（kPa);四一一塔顶风压标准值（kPa),C一一经验系数，其值为0.052;E－一混凝土弹性模量（kPa);俨。一一塔筒喉部半径（m)"h一一塔筒喉部处壁厚（m）。2塔筒局部弹性稳定安全系数应满足Kn二刻，并应按下列公式计算g0.8Kn（丘＋立＼＋o.2K~「（."1.."+r旦＼21=1(3.5.154)σ＂＇σ＂＇II",<1I＼σ＂＇IIo.985E,h、响，，σ，，，－－＝二1-1,..,(3.5.15-5)../(1一ν＇）＇ro;o.612E,h、•13••(3.5.15-6)σ＂＇－寸±＝＝＝＝＝＝二1-Ir.../Cl一ν＇）＇＼ro;•29• 式中：矶、σz一一由G十四.＋田，组合产生的环向、子午向压力(kPa〕，其中叫为内吸力引起的压力5σ＂＇＇＂＂＇一一－环向、子午向的临界压力（kPa);h－一’筒壁厚度（m);ν－一混凝土泊松比；K，、K，一一几何参数，应按表3.5.15规定取值。表3.s.15几何参数裹ro/r"ro/Z,。.571o.600o.628o.6670715o.8000833o.2500.105o.1020.0980.092o.0810063o.056K10.3330.162o.1570.150o.1380.1240096o.08504160.222o.216o.210o.198o.185。.163。.151o.2501.280J.330J.3701.4501.5601.760J.850K,o.333120012501.300J.370J.4901.730!;830041611301170J.230J.310J.430J.680J.820注＇＂为喉部半径（m),r＂为壳属半径（m)1Z，为喉部至壳底的垂直高度（m)•3超大型冷却塔宜进行施工期稳定验算．3.s.16冷却塔斜支柱应对塔筒下传至柱上、下端的内力进行组合计算，并分别取其最不利情况进行设计。当需要复核冬季停运状态时，斜支柱内力可按下列公式计算，并应与培筒自重及实际风荷载作用下传至柱上、下端的内力进行组合计算aS=yGSGK+Yw如SwKK十y,STI(S(S100<;;;100>IOO<100>IOOζ100>100骂王100>IOOζ100>100塔筒FIOOF150F!50F200F200F300F250F250F250F300F300F350w,斜支柱FIOOF150F!50F200F200F300F250F25。F250F300F300F350w,耳板型、倒T型基础、F50FlOOF!OOFl50F150F200F250F250F250F250F250F300嘀‘集水池壁单独基础且水池底扳F50F50F50FSOF50FIOOF250F2.50F250F250F250F300嘀‘淋武装置构架、FIOOFISOFl50F20DF200F300F250F250F250F300F300F350w,框架及墙板注，！低温地区的划分s微冻地区指最玲月月平均气温在2℃～－3℃p寒冷地区指最玲月月平均气温在一3℃～8℃s严寒地区指最暗月月平均气温低于8℃．对于地区最冷月月平均气温低于25℃的酷寒地区，混凝土抗冻等级应根据具体情况研究确定．2冻融次数的划分s与水池水面接触且近距离直接接触陪空气的构件，如水池壁、压力沟、构架柱，可能挂冰的构件，如外区下层梁，相时重要构件，如塔筒、斜支柱，视为冻融次数＞100.中央竖井且内区梁等远距离接触畸空气的构件，耳基等间接接触玲空气的构件，视为冻融次数ζ100. 3.9.2混凝土的水胶比可按表3.9.2的规定确定。表3.9.2混凝土的最大水胶比最大水胶比W/C结构部位常规冷却塔超大型玲却塔排烟冷却塔海水降却培塔筒050.450404斜主柱o.504504034环板型、倒T型基础、o.5o.5。.404集水池壁单Z虫基础及水池底扳05。.50504淋武装置构架、o.5050.450.34框架且墙板3.9.3冷却塔防水防腐涂层应采用成熟、安全、可靠的技术和材料，免维护使用期不宜少于10年．3.9.4冷却塔混凝土表面防水防腐层应满足下列规定＝1淡水冷却塔塔筒内表面应设防水层；对于再生水应根据7J<质确定防腐设计标准；2排烟冷却塔、海水冷却塔防腐材料可采用环氧类、聚氨脂类、硅烧类等。可根据不同区域设置防腐层，可按表3.9.4的规定划分。表3.9.4排烟冷却塔及海水冷却塔不同区域防腐层最小厚度排烟冷却培防腐层干膜海＊冷却塔防腐层干膜区域最小厚度（pm)最小厚度（pm)塔壁内表面喉部以上400400塔壁内表面喉部350350以下至收串器塔壁内表面收点器王先底350400塔盛外表面自壳顶300350向下！Sm•39• 攘寰3,9,4排烟玲却塔防腐层干膜海＊冷却培防腐层干膜区域最小厚度（µml最小厚度（µml培壁外表面自壳200300底向上6m斜支柱且主墩350350培体基础〈环型或倒T型〉根据地下水侵蚀性确定300中央竖井、＊糟、淋水构架、300400压力进水湘、水池内壁3.9.5排烟塔、海水塔塔内栏杆及爬梯宜采用非金属材料，塔内烟道支座爬梯、冷却塔塔顶栏杆及上塔爬梯喉部以上部分宜采用不锈钢结构。护笼、上塔爬梯喉部以下部分可采用碳钢结构，但应镀钵或喷涂可靠的防腐涂料。•40• 4喷水池4.1喷水池工艺设计4.1.1当循环水量较小，工艺对冷却水温要求不严格，且场地开阔，环境允许时可采用喷水池；在大风、多沙地区不宜采用啧水池。4;1.2喷水池可按经验曲线进行热力计算。4.1.3计算喷水池的冷却水温时，选用的气象条件应符合本规范第3.1.1.6条、第3.1.17条和第3.1.18条的规定。4.1.4喷水池的损失水量应符合下列规定．1蒸发损失水量应符合本规范第3.1.20条第1款的规定，2风吹损失水量占循环水量的百分数可取1.5%~3.5%;3排水损失水量应根据对循环水质的要求经计算确定。4.1.5喷水池的淋水密度应根据当地气象条件和工艺要求的冷却水温确定；可采用0.7m3/(m2•h)~1.2m3/(m2•h）。4.1.6喷水池不宜少于两格，当允许间断运行时亦可为单格。4.1.7喷水池的喷嘴应符合下列要求z1喷水池的喷嘴宜选用渐伸线型或c6型，2喷嘴前的水头＝渐f申线型应为5m～7m;C-6型不应小于6m;3喷嘴布置宜高出水面1.2m以上。4.1.8喷水池内的设计水深宜为1.5m~2.Om,4.1.9喷水池的超高不应小于0.25m；池底应有坡向放空管的适当坡度。4.1.10喷水池宽不宜大于60m；最外侧喷嘴距池边不宜小于•41• 7m。喷水池的长边应与夏季主导风向垂直布置。4.1.11喷水池应有排湾、放空和溢流设施。出水口前应设置拦污设施。4.1.12配水管末端应装设放水管。配水管应有坡向放水管0.1%~o.2%的坡度．4.1.13寒冷和严寒地区的喷水池，根据具体条件应按下列规定采取防冻措施21在进水干管上宜设旁路水管，旁路水管的排水口应位于水池出水口的对面一侧；2千管及配7j(管上的闸门应装设防冻放水管或采取其他保温措施。4.2愤＊池结构设计4.2.1喷水池的设计应以工程地质和水文地质资料为依据，结合土质特点进行防水层设计，并应满足放空时抗浮稳定要求。4.2.2喷水池建在不透水土壤上时，可不另做防水层。如建在透水性土壤上时，则应根据当地材料供应情况和工程地质条件等，可选择勃土、卷材或土工膜作为防水层材料，卷材或土工膜上应设置保护层。4.2.3用勃土做防水层时，其塑性指数宜为15～17，厚度不宜小于300mm。奇古土防水层压实系数不应小于0.96，其表面应做混凝土板护面，厚度不宜小于lOOmmo4.2.4喷水池底层混凝土强度等级不应低于Cl5，面层混凝土强度等级不应低于C20，喷水池水位经常变化的部分，应适当提高其混凝土的强度等级。抗渗等级宜为w.0在寒冷地区应根据气候条件提出相应的抗冻性要求。4.2.5喷水池冬季施工或冬季停止使用放空时，应有防止土壤冻胀导致防水层损坏的措施。4.2.6喷水池宜采用下挖式，边坡应满足稳定要求。•42• 4.2.7喷水池边缘应有回水台，回水台的宽度不宜小于3m。回水台倾向水池的坡度宜为2.%～5.%。田水台外国应有防止周围地表水流人池内的措施。•43• 5水面冷却5.1－般规定s.1.1利用水面冷却循环水时，宜利用已有水库、湖泊、河道或海湾等水体，也可根据自然条件新建冷却池．s.1.2利用水库、湖泊、河道或海湾等水体冷却循环水时，水体的水量、水质和水温应满足工业企业取水和冷却的要求。s.1.3利用水库、湖泊、何道或海湾等水体冷却循环水时，应征得水利、农业、渔业、航运、海洋、海事和环境保护等有关部门的同意。s.1.4设计水面冷却工程，应满足排水对环境影响和冷却水体综合利用的要求。s.1.s工业企业使用综合利用水库或水利工程设施冷却循环水，应取得水利工程管理单位的供水协议。s.1.6取水、排水建（构〉筑物的布置和型式应有利于冷水的吸取和热水的扩散冷却。有条件时，宜采用深层取水。排水口应使出流平顺，排水水面与受纳水体水面宜平缓衔接。s.1.7设计取水建（构）筑物的进水口应注意进口水流的均匀、平顺性。当漂浮物较多时，取水口进口流速宜小于该区域的天然流速，但不宜小于0.2m/s，并应满足航道、航运等部门要求。必要时，可通过模型试验确定迸水口流速。s.1.8有条件时，宜采用冷热水通道分开的差位式取、排水口布置．当采用重叠的差位取、排水口布置时，受热水体应有足够的水深。设计应计入各种不利因素对设计最低水位和表面热水层厚度的影响。s.1.9水面蒸发系数和水面综合散热系数宜按下列公式计算2α＝(22.0十12.5v"+z.Ot:.T）山(5.1.9-1)•44• Km=(b十k)a+4εσ（T,+273)"+(1／α）(biiT+Lie)(5.1.92)LiT=T,-T.(5.1.9-3]Lie=e,e,(5.1.94)k-ae.(5.1.95)一－oT,b=O.66....f_(5.L9-6)1000式中：a－水面蒸发系数CW•m-2•hPa-1);Km－水面综合散热系数CW•m-2•℃1〕zb一一系数ChPa·℃『I);h一－e,-T，曲线的斜率3P一一水面以上1.5m处大气压（hPa);u一－水面以上1.5m处的风速（m/s);e一一水面辐射系数，可取0.97;a-一Stefarγful田nan常数，其值为5.67×10"CW·m-2·℃ηT.－一水面以上1.Sm处的气温（℃〉；T.－水面水温（℃）;e，一－水温为T，时的相应水面饱和水汽压ChPa);e，－一水面以上1.5m处的水汽压（hPa）。s.1.10自然水温应根据实测资料或条件相似水体的观测资料确定。当缺乏资料时，可按热量平衡方程或经验公式计算确定。s.1.11当水体的冷却能力不足或需要降低排水温度时，可根据综合技术经济分析，选用辅助的冷却设施。s.1.12冷却水体中有渔业生产时，取水建〈构）筑物的卷吸效应不应影响鱼类，取水建（构〉筑物应设拦鱼设施。s.1.13取水口和排水口应装设测量水温和冷却水体水位的仪表．s.1.14取、排水工程布置应与受纳水体环境功能区划要求相协•45• 调，应避开环境敏感区。取水口和排水口应避开水生物养殖场和天然水生物保护区。s.1.15利用水库、湖泊、河道、海湾或建设新的冷却池冷却循环水时，视工程具体条件和设计阶段，应通过物理模型试验或数学模型计算以及其他方法，确定不同设计条件下水体的冷却能力、取水温度、水体表面和深层的水温分布、温排水的扩散范围等，并应结合技术经济分析，优化取水口和排水口的布置。5.2冷却池s.2.1新建冷却池设计应采取防止池岸和堤坝冲刷及崩切的措施，还应采取措施，防止因冷却池附近地下水位升高对农田和建（构〕筑物造成不良影响。s.2.2利用水库或湖泊冷却循环水，应根据水域的水文气象条件、水利计算、运行方式和水工建（构〉筑物的防洪及结构安全要求进行设计。s.2.3冷却池的设计最低水位，应根据水体的自然条件、冷却要求的水面面积和最小水深、泥沙淤积和取水口的布置等条件确定。s.2.4冷却池在夏季最低水位时，水流循环区的水深不宜小于2m。s.2.s冷却池的正常水位和洪水位，应根据水量平衡和调洪计算成果、循环水系统对水位的要求和池区淹没损失等条件，通过技术经济分析确定。s.2.6新建冷却池，应根据冷却、取水、卫生和其他方面的要求，对池底进行清理。S.2.7新建冷却池，初次灌水至运行要求的最低水位所需的时间，应满足工业企业投入生产的要求。5.2.8从冷却池取水的最高计算温度，不应超过生产工艺允许的最高值。计算冷却池的设计冷却能力或取水的最高温度的水文气象条件，应根据生产工艺的要求确定，并宜符合下列规定：•46• I深水型冷却池，宜采用多年平均的年最热月月平均自然水温和相应的气象条件；2浅水型冷却池，宜采用多年平均的年最炎热连续15天平均自然水温和相应的气象条件。5.2.9计算冷却池的各月月平均取水水温，应采用多年相应各月的月平均水文和气象条件。5.2.IO冷却池必须有可靠的补充水源。冷却池补充水源的设计标准，应根据工业企业的重要性和生产工艺的要求确定。可采用保证率为95%～97%的枯水年水量。5.2.11冷却池的损失水量应按自然蒸发、附加蒸发、渗漏和排污等各项计算的损失水量确定。5.2.12冷却池的自然蒸发率宜按下列公式计算286400E＝一一→α（e,e,)(5.2.12-1)P.r"r.,=25002.39T,(5.2.12-2)式中，E－水面自然蒸发率（mm•d1);P.水的密度，可近似采用1000kg/m3;r.，一一与水面水温T，相应的水汽化热（kJ/kg）。5.2.13自然蒸发水量的计算应符合下列规定＝I年调节水量的冷却池，当为地表径流补给时，应采用与补充水源同一设计标准的枯水年；人工补水时，可按历年中蒸发量与降水量的差值最大年份确定；2多年调节水量的冷却池，可采用多年平均值g3蒸发量年内各月分配可采用设计枯水年的年内月分配。5.2.14冷却池的附加蒸发水量宜按下列公式计算zq,=K,•tit•Q(5.2.14-1)K.C.[ak+(e,-e，）／α］-(5.2.142)•Kmr.,式中：q，一一附加蒸发水量（m3/h);•47• Q一一循环水流量（m"/h);C:,.t－循环水的排水与取水温差（℃）；K，－附加蒸发系数(1／℃）。s.2.15冷却池的渗漏水量可根据池区的水文地质条件和水工建（构〉筑物的型式等因素确定。必要时，冷却池应采取防渗漏的措施。5.2.16冷却池的排水水量，应根据对循环水水质的要求计算确定。s.2.17冷却池应分析泥沙和各种污物对取、排水和冷却能力的影响，必要时应采取防止或控制淤积发展的措施。s.2.18当冷却池有地表径流补给水时，宜设置向冷却池下游排放热水的旁路设施。s.2.19冷却池取水口和排水口方位的选择，应分析风向对取水温度和热水扩散的影响。5.2.20新建冷却池形状、水深宜符合下列要求：1宜有利于散热32宜减少风生浪影响$3宜取得底层低温水。5.2.21可采用导流堤、潜水堪和挡热墙等工程措施提高冷却池的冷却能力或降低取水温度。5.2.22地表径流补水的冷却池，应有排泄洪水的建（构）筑物。人工补水的冷却池，应根据需要，设置溢流和放水等设施。5.2.23工业企业自建的冷却池，应设专人管理。5.2.24冷却池工程的等级以及冷却池的堤坝、进排水沟渠和泄水构筑物等水工建（构〉筑物的级别应按现行行业标准《水利水电工程等级划分及洪水标准》SL252的有关规定执行。s.3）可道冷却s.3.1计算河道的设计冷却能力或冷却水最高温度的水文气象•48• 条件，应根据生产工艺的要求确定。可采用历年最热时期3个月频率为5%～10%的日平均水温和相应的水文气象条件。冷却水的最高计算温度，不应超过生产工艺允许的最高值。5.3.2利用河网冷却循环水，应根据河网的规划设计，论证和选择设计最低水位。5.3.3排水口宜设在取水口下游．有条件时，宜采用水体底层排放方式．当排水门设在上游时，应采取减少进入取水口的热水量的措施。5.3.4应分析泥沙冲淤引起的河床地形变化对温排水扩散及取11<温升等的影响。河口区域还应分析海水人侵对温排水扩散以及取水温升等的影响。5.3.5感潮河段应采取避免和减少排水热量在水体中积蓄对取水温度影响的措施。5.3.6利用河道或河网冷却循环水时，应校核在不利水文条件下的可取水量。必要时应采取措施，保证工业企业取得必需的循环冷却水量。5.4海湾冷却5.4.1工程海域设计冷却能力或冷却水最高温度的水文气象条件，应根据生产工艺的要求确定。可采用历年最热时期3个月频率为5%～10%的日平均水温和相应的典型湖水文条件、气象条件。冷却水的最高计算温度，不应超过生产工艺允许的最高值。5.4.2利用海湾冷却循环水时，宜结合海域内海流流向和温跃层的分布进行取、排水设计。当取水口海域有温跃层时，宜采用深层取水方式；当有合适的深层排放条件时，宜采用水体底层出流方式，必要时可根据工程的具体条件经模型研究确定。5.4.3利用河口、海湾冷却循环水时，宜结合海水盐度垂直分布不均匀特性对取水水温和温排水扩散进行论证。当可能出现这种•49• 影响时，应重视取、排水高程的选定．采用重叠式取、排水口布置应有试验核定。s.4.4元化冰要求的环抱式港池内不宜同时设置循环冷却水的取、排水口。5.4.5当用于冷却循环水的海湾泥沙和海流运动活跃时，应首先研究和论证泥沙对取、排水设施的淤积和海流对取、排水设施的冲刷影响，并应根据有利于吸取冷水和温排水的扩散以及排水消能、消泡的要求，确定取、排水设施的位置和型式。•50• 附录A自然通风冷却塔通风筒内侧设计气温取值附表A自然通凤冷却塔通凤筒内侧设计气温取值环梁有挡水设施环梁无挡水设施气温取值｜大气的一l币E巨石为一25℃地区位置示意图IIIIl单元系统｜母管罩统单元系统｜母管革统｜单元亘统｜母管罩统·-·15℃d＆军Id-＇！~I号运注＇I耳梁有〈元〉挡水设施，指琳水装置范围有（元〉挡本板等防止热水直接溅到塔壁上的设施．2单元军统指一机一塔供水，每季运行时不能调整水塔座数的情况．3母管亘统指it-机事蟠供班，每季运行时他调整:ik塔座数〈如二机一塔）的情况－4大气温度为其他值的地区，塔内壁气温可参照表中数值研究确定．•51• 附录B机械通风冷却塔风机和电动机当量静荷载计算方法B.0.1竖向当量静荷载，可按下式计算2Gv=KvWCB.o.1)式中：Gv一一竖向当量静荷载CkN);W一一风机或电动机自重（重力）CkN);Kv一一竖向动力系数，风机可取2.0，电动机可取1.5。B.O.2水平当量静荷载计算应符合下列规定21风机正常运行时产生的扰力，可按下式计算：W,.5n2F＝－－－＂－－一CB.02-1)250式中：F，－水平扰力CkN);w，－风机转动部分重量（重力）CkN);S一一风机转动部件的偏心距，可按实际情况取值，可取lmm,n一一风机转速cs-1）。2计算框架时，每台风机的水平当量静荷载可按下列公式计算gGH=KHF,{3,(B.o.2-2)0.07{3,=_,+=,CB.0.2-3)(1一y)(1-C凡（1-o.4y)+c,式中：GH一一每台风机水平当量静荷载（kN);KH一一风机水平动力系数，可取4.0;A一一风机对培体的动性能系数sn一一风机转速（s");•52• f一－塔体自振频率（Hz);G，－材料非弹性阻力系数，可取o.1;F，一－每台风机的水平扰力（kN）。3电动机的水平当量静荷载可不计人。•53• 本规范用词说明1为便于在执行本规范条文时区别对待，对要求严格程度不同的用词说明如下g1)表示很严格，非这样做不可的：正面词采用“必须”，反面词采用“严禁”32）表示严格，在正常情况下均应这样做的：正面词采用“应”，反面词采用“不应”或“不得”33）表示允许稍有选择，在条件许可时首先应这样做的2正面词采用“宜”，反面词采用“不宜’气4）表示有选择，在一定条件下可以这样做的，采用“可”2条文中指明应按其他有关标准执行的写法为．“应符合．．．．..的规定，，或“应按．…··执行飞•54• 引用标准名录《建筑地基基础设计规范》GB50007《建筑结构荷载规范》GB50009《混凝土结构设计规范》GB50010《建筑抗震设计规范》GB50011《构筑物抗震设计规范》GB50191《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204《机械通风冷却塔工艺设计规范》GB/T50392《双曲线冷却塔施工与质量验收规范》GB50573《水利水电工程等级划分及洪水标准》SL252•55• 中华人民共和国国家标准工业循环水冷却设计规范GB/T50102-2014条文说明 制订说明《工业循环水冷却设计规范》GB/T501022014，经住房城乡建设部2014年12月2日以第622号公告批准发布。本规范是在《工业循环水冷却设计规范》GB/T50102-2003的基础上修订而成的，上一版的主编单位是国家电力公司东北电力设计院，参编单位是国家电力公司西北电力设计院，主要起草人是李志佛、华钟南、金喜卿。本规范修订过程中，编制组进行了广泛的调查研究，总结了工业循环水冷却设施的工艺和结构设计实践经验，同时参考了国外先进技术法规、技术标准。为便于广大设计、施工和生产单位有关人员在使用本规范时能正确理解和执行条文规定，《工业循环水冷却设计规范》编制组按章、节、条顺序编制了本规范的条文说明，对条文规定的目的、依据以及执行中需注意的有关事项进行了说明。但是，本条文说明不具备与规范正文同等的法律效力，仅供使用者作为理解和把握本规范规定的参考。•59• 目次1J总则........………………………………………（创）2术语…………………………………………··刊6)3冷却塔…………….......……………….......…刊门3.l一般规定………………………………......…刊门3.2自然通风冷却塔工艺……………………….......….(147)3.3机械通风冷却塔工艺……………………………….(150)3.4冷却塔结构设计基本要求及材料……………………..(161)3.5自然通风冷却塔的荷载及内力计算………………………(165)3.6机械通风冷却塔的荷载及内力计算·…………………….(19的37淋水装置构架…….........………………………………(197)3.8构造要求…………………………………………….(198)3.9冷却塔耐久性…………………………………………..(201)4喷水池……………………………........……………….(204)4.2喷水池结构设计…………...............…………………（204)5水面冷却……….......…………………………….(205)s.l一般规定…………………………………………….(205)5.2冷却池………………………………………………··（汩的5.3河道冷却………………………........……………….(224)5.4海湾冷却………………………………………………(226)•61• 1总则1.o.1本条阐述了制定本规范的目的以及工业循环水冷却设施设计的原则要求。1.0.2本条规定了本规范的适用范围。工业冷却水系统可分为直流式、循环式和混合式三种．循环供水系统又以循环水是否与空气直接接触而分为敞开式（湿式〉系统和密闭式〈干式〉系统。本规范适用于循环水与空气直接接触、热交换和物质交换同时进行的敞开式循环供水系统和混合供水系统中的循环供水部分的冷却设施的工艺和结构设计。本规范不适用于密闭式循环系统。用于敞开式循环供水系统的冷却设施可分为·f开放式f逆流式1自然通风jIIi风筒式r冷却塔J横流式L飞Ilrt鼓风式水滴水膜冷却Jl喷射式j机械通风l~‘’l抽风式L喷水池rr深型｜冷却池j|l浅型水面冷却J飞1河道冷却｜海湾冷却目前国内对喷射式冷却塔、喷雾式冷却塔的应用和研究较少，本规范暂不作统一规定。热季散热器外喷水辅助降温式冷却塔本规范不作规定。在某些工业企业（例如化工、冶金、焦化等〕的敞开式循环供水系统中循环水可能受到工艺物料的污染。被污染的循环水进入冷却设施和工艺设备，可能影响冷却设施和工艺设备的正常运行，并•63• 影响循环水的蒸发冷却。现行国家标准《化学工业循环冷却水系统设计规范》GB50648-2011规定了含有盼、氯等污染物的直冷开式循环冷却水系统（循环冷却水与被冷却介质直接接触换热且循环冷却水与大气直接接触散热），其冷却设施宜采用鼓风式机械通风冷却塔或自然通风冷却塔；塔体内壁应进行防腐处理，配水设施、淋水填料和收水器等应耐腐蚀、抗老化和防污堵．1.o.3冷却设施的类型选择是一个比较复杂的问题。它涉及使用要求，自然条件，材料、设备的供应，场地布置和施工条件以及与周围环境的关系等因素．不同的工艺设备对循环冷却水的水量、水温、水质和运行方式的要求不同。冷却设施必须满足工艺的使用要求。每一种冷却设施的适用范围又受到它本身特点的限制，在有天然洼地、湖泊、水库的地区可以考虑选用冷却池，靠近洞流的地区可以考虑利用河道冷却，有较为开阔的场地且环境允许时可以考虑建设喷水池．在各种冷却设施中应用最广泛的是冷却塔。喷水池的冷却效果取决于风向和风力，水的风吹损失比较大，大量的水雾还会对周围环携带来不良影响。但这种设施构造简单，易于建造，投资省。在场地开阔，补充水充足，对冷却后的水温要求不甚严格的情况下可以考虑采用。开放式冷却塔没有塔筒，水的风吹损失比较大，大量的水雾还会对周围环境带来不良影响。因此，开放式冷却塔已很少采用，故本规范未对开放式冷却塔作出规定。机械通风冷却塔初期投资小、建设工期短、布置紧凑、占地少，可以使冷却后水温较低，冷却后＊温与空气湿球温度的差仙一τ）可以达到3"C～5℃，冷却效果稳定，适宜在空气湿度大、温度高、要求冷却后水温比较低的情况下采用。但是机械通风冷却塔需要风机设备及经常运行中的电耗，较之自然通风冷却塔增加了检修维护工作量及运行费。•64• 自然通风冷却塔初期投资较高、施工期长、占地多，但平时运行中维护工作量小，冷却效果稳定，适用于冷却水量较大，冷却水温降不小于5℃，冷却水温与空气湿球温度差大于3℃的情况。高位集水塔初期投资高，具有降噪效果，可节省电厂的运行费用，可根据电厂情况酌情考虑．1.o.4本条规定了执行本规范与国家现行的其他有关标准、规范之间的关系。循环水冷却设施的工艺设计应执行本规范的规定，但在设计工作中还会涉及其他方面的问题，如建筑的布置、防火、防爆、道路交通、环境保护、噪声等，应按国家现行的有关标准、规范执行。65• 2术语2.o.1现行国家标准《化学工业循环冷却水系统设计规范》GB50648-2011第2.0.2条对“间冷开式循环冷却水系统”定义为z循环冷却水与被冷却介质间接传热且循环冷却水与大气直接接触散热的循环冷却水系统。本规范敞开式工业循环水冷却系统与上述的间冷开式循环冷却水系统对应。2.o.3《冷却塔验收测试规程》CECS118术语中“漂滴损失水量”为在冷却塔风筒出口处以水滴形式被空气带走的水量，不包括冷却塔进风口处溅出的水滴量。冷却塔进风口处溅出的水滴量是收水器未能收回的，因此对于多风地区，宜设塔内十字形隔风板，避免平穿风带走水漓。2.o.4排水损失也叫排污损失，为避免歧意，本规范称为排水损失。2.0.10当冷却塔规模不同时，其设计标准有所差异．超大型冷却塔是本规范新增内容，故予以解释。2.o.11现行国家标准《海水循环冷却水处理设计规范》GB/T23248-2009，对海水冷却塔（seawatercoolingtower）定义为：用于海水循环冷却过程的一种构筑物，海水被输送到塔内，通过海水和空气之间进行热、质交换，达到降低水温的目的。2.o.16自然通风横流式冷却塔淋水填料的平面面积沿填料高度基本没变化．逆流冷却塔的淋水填料平面面积沿填料高度是变化的．按目前常用的水泥格网板和塑料波形淋水填料考虑，填料安装总高约在1.Om~1.6m，填料中部面积与填料顶面面积之差约为填料顶面积的1.0%~2.0%。溅水喷头处的塔平面面积更小。考虑到喷头的实际喷溅范围，逆流冷却塔淋水填料的平面面积以填料顶面计算为宜。•66• 3冷却塔3.1－般规定3.1.1本条规定了冷却塔在厂区总平面中的布置要求。(1）冷却塔在厂区总平面中的布置。冷却塔在厂区总平面规划中的位置应当根据生产工艺流程的要求，冷却塔与周围环境之间的相互影响及工业企业的发展扩建规模等因素综合考虑确定。冷却塔的位置不应妨碍工业企业的扩建。冷却塔宜靠近用水量较大的车间，这样做可以避免修建过长的循环水管沟，节省投资，降低循环水泵的电耗，利于循环水水质处理的操作。在寒冷地区，为避免或减轻冷却塔的飘满、水雾对厂区主要建（构）筑物和露天配电装置的不良影响，冷却塔应布置在厂区冬季主导风向的下风侧或侧风侧。为了防止煤尘或其他粉尘对循环水的污染，冷却塔应布置在贮煤场等粉尘污染源全年主导风向的上风侧或侧风侧。冷却塔应远离厂内露天热源，如冶金企业的高炉、石油加工厂和化肥厂的露天加热设备、发电厂的露天锅炉、炼油厂的排气火炬等，以免由于这些露天热源的影响，使进入冷却塔空气参数的数值长时间高于设计值，导致冷却塔的冷却效果达不到设计要求。《火力发电厂水工设计规范》DL/T5339-2006第5.4.3条第l款规定冷却塔在厂区总平面规划中的位置宜靠近汽机房前布置，但与主广房之间的净距不应小于50m，冷却塔的布置应充分考虑工业企业的发展扩建条件。在工程建设初期，冷却塔不宜布•67• 置在工业企业的扩建端侧，以免堵塞扩建。冷却塔之间或塔与其他建（构〉筑物之间的距离，除了应考虑塔的通风要求、塔与建（构〉筑物的相互影响外，还应考虑厂区建（构）筑物平立面的协调，管道布置和交通道路，建（构）筑物防火、防爆的安全距离，塔和其他建（构）筑物的施工及检修对场地的要求等因素。从冷却塔本身的进风要求考虑，根据国内外有关研究结果，机械通风冷却塔和自然通风冷却塔与相邻建（构〉筑物的净距至少应为塔的进风口高的两倍。在这种情况下，塔内风速分布基本不受周围建（构〉筑物的影响，进风口区沿高度风速分布趋向均匀。当塔与建（构）筑物的净距小于两倍进风口高度时，随净距的减小，避风口平均风速明显减小，进塔风量相应减少。如呆相邻的是寓大建（构）筑物如发电厂的汽机房、锅炉房等，考虑到自然通风冷却塔与高大建（构）筑物间可能产生的空气动力干扰或机械通风冷却塔湿空气回流干扰等影响，塔与高大建（构）筑物的净距还应适当加大。《英国冷却塔规范》（BS-4485）规定，当必须将玲却塔布置靠近如汽机房和锅炉房等大型建（构）筑物时，冷却塔中心距建〈构）筑物边缘最近点建议最小为一个冷却塔零米直径。考虑到上述有关因素，我国《火力发电厂总图运输设计技术规程》DL/T5032-2005规定了冷却塔距电厂各建（构）筑物的最小间距，见表l._裴1火电厂的冷却培距备建｛构｝筑物闺距（m)行政厂内露天氢氧铁路丙、丁、戊生活道路屋外卸煤站、贮厂外中心线建〈构｝类建筑耐服务围（路边）配电装置氧罐、道路筑物名称业等级一、建筑墙装置或贮点火〈路边〉二、三组煤场、一、…a、厂厂主次泊罐三级外内要要自然通风15~301ZS~40"ZS~30zo3010ZSZS151010冷却塔•68• 续表1行政厂内露天氢氧铁路丙、丁、戊生活退路屋外卸煤站、贮厂外中心线建〈构〉类建筑耐服务围〈路边〉配电装置氢罐、道路筑物名称此等级一、建筑墙装置或贮点血（路边）二、三捏一、一、厂厂主次煤场油罐三级外内要要机械通风15~30"40~60"40~452535153535201515峙却塔注＇I自然通风冷却塔｛机械通风玲却塔〉与主控制楼、单元控制楼、计算机室等建（构〉筑物向距采用30m，其余建（构〉筑物采用！Sm～20m（除水工设施等采用！Sm外，其他均采用20m),2为冷却培零来(7］＜面〉外壁至屋外配电装置构架边净距，当冷却塔位于屋外配电装置每季盛行风向的上风侧时为40m，位于冬季盛行风向的下风侧时为25m13在非严寒地区采用40m，严寒地区采用有效措施后可小子60m。其他设计规范尚无明确规定，设计中可参照表1执行。(2）超大型冷却塔的应用。随着电力建设技术水平的发展，近年来越来越多的电力工程采用高效率、大容量发电机组，与其匹配的超大型冷却塔（淋水面积等于或大于10000m2）技术被工程采用。在国内，以中国电力工程顾问集团六大设计院为主的电力设计院，几十年来为常规火电厂设计了数百座大大小小的冷却塔，其中不乏世界级的超大型冷却塔（如华电国际邹县发电厂四期lOOOMW机组冷却塔、国华宁海发电厂二期lOOOMW机组海水冷却塔、国华徐州lOOOMW机组排烟冷却塔等等），特别是近几年，超大型湿式冷却塔规模和数量不断增加，积累了大量超大型冷却塔设计经验和工程经验，冷却塔设计方法和设计手段的可靠性和安全性也都得到了长期验证，国内冷却塔设计建造技术水平基本与国际先进水平整体差距不大，国外典型超大塔主要参数见表2,69• 国内典型超大塔主要参数见表3,亵2国外典型越大端主要参数序淋水面积攒商环基直径或,g称机组容量备注号(m2)(m)零来直径自然通风湿式排德国RWE烟冷却塔，设计且建En.,gioAG950MW环基直径造由BALCKE-1下属的Niod-超超临界约14520200152.54mDURR公司承担，由eraussem电燃煤机组E.H..kamp进行土厂K号机组建设计自然通风湿式冷却塔，由比利时Hamon冷却塔公司设计建造，Trnjan美国气［rnjan零来直径21130MW约9420150核电厂由于财费和核电厂117.35m安全原因于1993年关闭，该冷却培于2006年5月被爆破拆除芷莎（ha<)自然通风湿式邀零米直径3核电站二期1400MW16300165流式冷却塔，于152.6m工程1988年建成盎电美国新泽自然通风湿式海西州霍普何4llOOMW150水冷却塔，建于(HopoC<..k)1986年核电站法国戈尔底部直径自然通风湿式冷5费什（G。11..,h)llOOMW178.5149m却塔核电厂•70• 表3国内典型超大塔主要警鼓序淋＊面权塔高环基直径或名称机组容量备注号(m")(m)零米直径华电邹县零来直径自然通风玲却塔，1盎电厂四期!OOOMW12000165133.3m2006年建成投运工程自然迎风湿式海国华宁海零来直径水冷却塔，两座冷却2电厂二期工!OOOMW13700177.2142.3m塔子2009年9月、程10月先后投λ运行自然通风湿式海天津北疆零米直径水冷却塔，两座冷却3!OOOMW12000165电厂134.8m培于2009年10月～11月先后投入运行自然通风湿式排国华徐州环基直径4!OOOMW12000167.16烟冷却塔，2011年电厂!35.72m建成(3）海水冷却塔的应用。海水冷却塔为近年来在国内火电厂应用的新技术，与常规淡水冷却塔不同的是，海水冷却塔冷却水为浓缩海水，其散热能力低于淡水，从而导致海水冷却塔的热交换性能较常规冷却塔要低；另外，与淡水相比，海水存在着严重的结垢、腐蚀、污损生物附着以及海水冷却塔的盐沉积、盐雾飞溅、侵蚀等问题，因此海水冷却塔在热力计算、工艺布置、结构方面与淡水冷却塔有所区别。宁海电厂二期2×lOOOMW工程13000m2自然通风海水冷却塔是国内第一座自然通风海水冷却塔，也是目前国内最大、最高的冷却塔。与淡水冷却塔相比，有如下设计特点2•71• 1)海水冷却塔内设置了冲洗水管，为防止冷却塔填料在机组停运时沉积盐垢，在塔内设置了填料泼水冲洗管道，每塔配水槽上布置了16个冲洗水接口，在塔停运时方便运行人员及时冲洗．2）为保证海水循环水水质，宁海电厂设置了海水净水站对循环冷却水进行海水预处理，以满足循环水系统对悬浮物含量的要求。3）宁海电厂海水塔设计前对搭芯材料进行了专题研究。根据研究结果，喷溅装置采用ABS塑料，填料、收水器采用改型PVC塑料，配水管采用UPVC管，在冷却塔中配水管位于填料与收水器之间，比区域处于高温高湿的富氧环境，加上浓缩海水的飘逸水滴及盐雾聚集，区域内Cl含量非常高，腐蚀性较海水更严重，配水管采用传统打包带的方式固定金属结构，很容易出现点蚀和应力腐蚀而引起打包带断裂，因此在宁海工程中研制了新型配水管吊架装置。该装置采吊架的吊杆和托架采用钢塑复合结构，内部以适当直径和厚度的圆钢及钢板作为承力层，保证吊架具有足够的刚度和强度，钢结构外层采用一定厚度的ABS工程塑料作为防腐层，解决了吊架的耐腐蚀问题，该装置已获得国家专利。4）在结构设计方面，海水冷却塔与泼水冷却塔的区别主要体现在混凝土材料选择、防腐设计及金属构件选材方面，其他结构计算等方面两者基本一致。宁海电厂二期海水冷却塔于2009年9月、10月先后投运，截至2013年已安全运行4年多，西南院对海水塔的运行情况进行了跟踪调查，从历次调查的情况看z①塔体外部及周围环境干净整洁：②雨区淋水均匀，未发现喷头脱落等现象；③循环水水质良好g④塔体壁面元明显结垢和腐蚀现象：⑤塔内干净整洁，但有部分收水器塌落，飘滴从塌落处飘出，•72• 经维修后正常。中国水利水电科学研究院子2010年5月和8月对宁海电厂二期海水塔进行了性能测试，测试时冷却塔系统整体工作正常。海水塔5月和8月的测试分别代表了春秋季和夏季两种工况，5月测试时为2机3泵运行，干球气温约20.3℃，测试实际冷却能力为设计值的101.4%，漂滴损失率为0.1%0;8月测试时为2机4泵运行，干球气温约31.6℃，测试实际冷却能力为设计值的102.8%，漂滴损失率为0.06%o。根据实际测试结果，宁海电厂海水塔性能达到设计要求，海水冷却塔的出塔水温设汁值与实狈l结果相符。(4）排烟冷却塔的应用。自基于国外技术的国内首座300MW机组的排烟塔在华能北京高碑店热电厂建成并于2006年9月投入商业运行后，国内首座自主设计施工的国华三河300MW机组热电厂的排烟塔也于2007年9月投人运行，到目前为止，国内己出现了多座应用于300MW、600MW、lOOOMW机组工程国内自主设计、施工的排烟塔自从2012年3月开始，由华北电力设计院工程有限公司和华东电力设计院联合或单独对国内已投入运行的排烟冷却塔的设计特点及运行情况进行了现场调研，调研的工程有z国华徐州发电厂排烟冷却塔、国华三河电厂排烟冷却塔、天津东北郊热电厂排烟冷却塔、天津军粮城电厂排烟冷却塔。总体来看，这些电厂的排烟冷却塔运行正常、冷却塔的冷却效果达到或超过了设计的要求，烟气通过冷却塔的排放也能满足环保要求，循环水的水质变化不明显，塔内收水器和主水槽上有少量积灰，湿冷机组排烟冷却塔的补充水量略有增加，部分冷却塔的防腐涂料虽有局部脱落，但经修补后冷却塔仍能正常运行，玻璃钢烟道的运行正常，无明显的变形．国内典型排烟冷却塔主要技术参数统计见表4.•73• 亵4国内典型排烟冷却增主要技术参数统计亵序号项目单位徐州电厂三河电厂天津东北郊天津军粮城1机组容量MW2×10002×3002×3302淋水面积自1"120004500500050003循环直量m"/h1036003616738022395284烟气量m"/"902393437.4434.15烟气温度℃456050546冷却塔高m167.16120.00110.00110.007避风口商m11.707.807607.6008喉部高度m129.6890.0082.8082.809底部直径口1141.81485.70487.0087.0010喉部直径口376.7944.28449.03849.03811塔顶直径m83.0284720152.58152.58112环基外ll!l直径m143.21494.0094.88295.64213人字柱对数对5235393914人字柱直径mm100070065065015环基宽度m7.506.005.005.7616环基商度四12.00J.50150J.5017最大厚度mJ.2000800.70o.7018最小厚度m0220180.18o.1819烟道直径m8.505.205.205.2020开孔直径m10.507.007.007.0021烟道堕厚mm3128/2728/2728/2722烟造性皮m88.796十143+10590+21061+70•74•j 续褒4序号项目单位徐州电广三词电厂天津东北郊天津军粮城23烟道高度m40538.7035.0034.0025涂料类别佐敦佐敦北方工程MC26防腐区域壳体内外壁壳体内外壁壳体内外壁壳体内外壁27壳体腐蚀状况完好局部脱帮完好完好28架构腐蚀状况完好完好表面脱落完好3.I.3当冷却塔采用其他设计使用年限时，宜按相应的规范要求对设计标准作出调整。3.I.4国家环保部门对工业企业广界环境噪声视不同类型的区域有不同的控制标准。目前冷却塔的噪声都超过规定标准。冷却塔的噪声是由水滴落人集水池时产生的水滴撞击声、机械通风冷却塔电机、风机和传动机构产生的噪声等构成。据国外和国内的一些工程资料，各种不同类型冷却塔在距塔外缘3m、距地面1.5m处测得的噪声约为70dB(A）～85dB(A）。控制冷却塔噪声影响的措施为z(1）冷却塔隔声屏障宣布置在塔外2倍进风口高度以外，如小于2倍进风口高度，应考虑隔声屏障对冷却塔热力性能的影响．(2）当采用吸音栅条（通透）时可近体布置，并考虑吸音栅条对冷却塔热力性能的影响。(3）选用低噪声电机和风机，或采用高极数电动机与低转数风机直联的风机动力系统。(4）在集水池水面处设降噪装置近年来应用较少。降噪装置布置在冷却塔集水池水面处，不占用塔外场地，初始投资较低，但冷却塔水池清淤时需要重新铺设，后期费用高。且其碎片进人循环水增加了杂质含量．当采用一种措施达不到要求的降噪效果时，可同时使用两种 电降噪措施。例如皖能合肥发电厂9500m2冷却塔，既采用近塔吸音栅条，又采用厂界隔声屏障。新建工程冷却塔设计应在可行性研究阶段或初步设计阶段，以冷却塔设计者为主，协同业主、总图、环保及早考虑冷却塔降噪相关问题。3.1.5当用水车间较多旦分散或用水要求不同，冷却塔集中或分散布置各有利弊。冷却塔集中布置便于运行管理，可减少对环境的影响范围，但可能造成某些用水车间的循环水管沟较长，循环水泵的电耗增加，以及循环水管沟与厂区内其他管沟、管道的交叉．分散布置就可以避免集中布置的一些缺点，但分散布置不利于冷却塔的维护管理。当各用水车间相距较远或对冷却水温和水质要求不同时，冷却塔宜分散布置。在条件不甚明确的情况下，应当对布置方式进行技术经济分析比较。3.1.6据调查，除少数工业企业内较重要的工艺设备配置的机械通风冷却塔有备用外，大多数工业企业的各类型冷却塔无备用。各类型冷却塔中，除机械通风冷却塔的风机易出现事故外，冷却塔一般很少发生事故。冷却塔应当安排在与主工艺设备同期检修。当主工艺设备不能停止运行、冷却塔又必须检修时，应当采取措施尽量减少因冷却塔检修对工艺生产的影响。如将冷却塔的检修安排在工艺生产的低负荷时期，或当冷却塔格数较多时各格分期检修．为了缩短风机设备的检修时间，还可以采取设置库存备用风机配件等措施。3.1.7~3.1.9冷却塔的热力计算方法可分为两类。一类是根据冷却塔内水和空气之间的热交换和物质交换过程，按蒸发冷却理论推导出来的理论公式计算法；另一类是按经验公式或图表的计算法。理论公式计算法国内外有多种。以逆流式冷却塔为例，一种•76• 是根据冷却塔内水和空气之间在接触散热、蒸发散热过程中的热质交换关系，建立含有水温、空气干球温度和水蒸汽分压力三变量的联立微分方程组·de一＝a(t-8)(1)dV－」dP~＝一b(P";,-P,,)(2]dV"兰£＝A(t-e)+BCP";,-p咄）(3)dV""式中，v一－淋水填料的体积（旷〉；。←一空气的干球温度（℃）"2一一水温（℃）；P’川一－相应于水温t的饱和水蒸汽压力（Pa);p呻－一气流中的水蒸汽分压力（Pa）。a＝~(4)c,c.式中2的－一容积散热系数［W/Cm"•℃）］；G，－一进入冷却塔的干空气质量流量（kg/s):c，－湿空气的定压比热［kJ/(kg.℃）］。=h业；，，＿＿(5)o.622G,式中：/3,v一－与蒸汽分压力差有关的容积散质系数〔kg/(m"•s•Pa)]zP,m一一干空气的平均分压（Pa);0.622－一干空气与水蒸汽的气体常数比值。的瓦但他队AZ(6)式中AF进循人环冷水却的塔比的热a到（叼气＝－，，，，，。刷KgbUFIIMUB、J寸问1J』(7)•77• 式中gγ。一一水在0℃的汽化热，可取2500.SkJ/kg,这种计算方法国内习惯上称为压差动力法或压差法。在上述的三变量方程中未考虑因蒸发损失引起的沿冷却过程水量的变化，如果考虑这－变化则变量又增加一个水量Q，可建立起一组四变量方程组。用解析法解方程组(1）～（3）比较困难，尤其是横流式冷却塔直接求解更为困难。在实际应用中对逆流式冷却塔的求解多采用差分法。另一种理论公式计算方法是把传热与传质用焰统一起来，以在冷却塔内水和空气之间的总的热交换强度与水表面层饱和湿空气和进入冷却塔的湿空气之间的熔差成正比这一关系而建立的微分方程作为冷却塔内蒸发冷却的基本方程。an,主Qdt=G,dh=K.(h＂一ωωK=l一生！！(9)γ也式中，K，－与含湿量差有关的淋水填料的容积散质系数民g/Cm"•s)];K～－一考虑蒸发水量散热的系数，实际工作中也可不考虑此系数，h＇’－一和水沮相应的饱和空气比始〔kl/kg);h一一湿空气的比烙CkJ/kg);γ，，－一－与冷却后水温相应的水的汽化热CkJ/kg）。实际设计工作中则是对式（8）积分并求解方程zKK,Vp,C.dt(10)QJ"h"=°h式中：t：一一－进入冷却塔的水温（℃〉，t，一一冷却后水温（℃〉。这种计算方法国内习惯上称为焰差动力法或简称焰差法。利用方程(10）可以简便地求解冷却塔的有关问题。压差动力法和始皇皇动力法在推导过程中都从不同方面作了一•78• 些假定，而且都是建立在接触散热和蒸发散热的经验关系式的基础上。两种计算方法的精度从理论上目前难评优劣。但是始差法具有求解简便的优点，因而得到世界各国冷却塔工程技术人员的普遍应用。前苏联过去用压差法，近年在计算机械通风和自然通风逆流式冷却塔时基本也采用始差法。基于上述情况，并考虑到目前我国各有关部门在冷却塔的热力试验中基本上都采用始差法整理试验数据，因此本规范规定冷却塔的热力计算宜采用始差法。式(10）等号的右边为对所设计的冷却塔提出的冷却要求，等号的左边为满足右边的要求所采用的淋水填料种类和相应冷却水量下淋水填料的体积。等号右边h＂～f的函数关系甚为复杂，很难直接积分求解，实际工程中多采用近似解法，国内外采用的近似解法有多种，其中较为简便，经常采用的是辛普森（Simps。n）近似积分法。采用这种方法时是将水温白至岛的积分区域分成n等份，－般对等份的划分宜取不小于2的偶数。当水温差t>tth爱＝h，＋－一一(18)＆品K,式中：81进入冷却塔空气的干球温度（℃〉；82一→排出冷却塔空气的干球温度（℃）;Im一一出、人冷却塔的水温度的算术平均值（℃）;h2一一排出冷却塔的空气比焰（kJ/kg);•81• ／｛~－一－与Im相应的饱和空气比始（kJ/kg);f),t－冷却塔进、出水温差（℃）;A一一进入冷却塔的干空气和水的质量比。根据式（17）求出e，，再假定出口气态为饱和求出排出塔的空气密度几即可求塔筒抽力。目前国内对于逆流式冷却塔的热力计算均是按一维均匀流考虑，对水从喷嘴喷出至集水池水面之间笼统地作为水气之间的热质交换区处理。在逆流式冷却塔中冷却水与空气之间的热质交换空间，除填料区外，尚有填料以上至喷嘴之间的空间和填料底部至集水池水面之间的空间。前者称之为喷淋区，后者称之为雨区或尾冷区。在这两个区段内冷却水以水滴形式自由下落，其散热、散质系数的确定除与气、7j(通量有关外，还与水滴粒径及其级配有关。逆流式冷却塔气流自进风口经雨区到填料底部的流动是介于纯逆流与纯横流之间的二维流动。基于对以上各点的分析，并改进现在普遍采用的Merkel简化假定下的熔差法，我国水利水电科学研究院冷却水研究所等单位已经研究出对逆流冷却塔的热力计算采用二维或拟二维计算方法。冷却塔二维计算方法如下s(1）自然通风冷却塔内气流运动方程。冷却塔如图l所示，在无自然风时，塔内空气流场为轴对称的二维流动。塔内气流流动符合轴对称定常不可压二维雷诺时均方程，采用k－ε双方程揣流模型进行方程封闭。连续方程2a(u)_L1a(vr)_o(19)ax’rar>动量方程2旦旦旦2.＿」i旦旦旦2.＿立／“~＼－l.立／”’~＼ax＇γaraxl"""a翼jγBγl川’ar)~~a,au、1a，圳、＝－~＋a:;:（严·axl＋－；：－耳（µ.r~）－pg+F.(20)•82• 旦旦旦2＋土旦旦旦i3-(Lt旦旦li主（ur".!:!!a.xrJraxi俨eaxIγarI"•JrI＝＇！＿主＋立（，，~＼＋..！..主（＂r".!:!!－马~＋F,(21)ariJxr.Jr}riJrr,Jr}r""xL"配水及填料层冷却塔避风口r。图l冷却塔及坐标系示意图h方程：1aa.;,P告注(m)~Av"y,N~2.18•"·"A~s.oox10-«f+3.2sx10-2.+o.8123高效斜波1.50片距25mmK，~1450g"·"q"-""M~O.OOX10-<,f-l.78X10-•q+L80N~z.39λ0.69A~2.OOX10-2q2+4.lOX10->q十0.9124高效斜波1.75片距25mmK，~1ooog口，＂•＇－＇＇M~－2.OOX10-2q2+2.33X10-2q十1.92N~2.GO•"·"A~9.OOX10-•q2+2.45X10-•q+l.0425高效斜波2.00片距25mmK,~1070g"-""q"-""M~－4.OOX10-•q•一l.23X10-2q+l.88N~l.5U"·"A~－5.09X10-•q2十3.07X10-2q十0.57026全梯波1.00片距22mmK，~！933g""q""M~I.28X10-2q2-3.23X10-2q+l.96N~l.48λo.54A~－9.24×10-"•"+4.33x10-2.+o.76027TJ-101.00片距30mmK，~1439g。“q""M~2.18Xl0寸q2-9.36x10-2.+I.98N~l.70A日，＂A~l.07×10、＇＋3.02×10"q十o.77028梯形斜波1.00片距33mmK,~1897g"·"q"-""M~4.lOX10-•q2-1.35X10-2q+2.。。N~l.四川，＂A~2.67X10-2q2-2.94X10-•q+l.06929台阶波1.00片距27mmK,~1149g"·"q"·""M~－1.38X10-2q2+4.71X10-2q十2.00 N~I.76λ0.58A~-1.02X10-"q"+3.76X10-"q+O.85130Z字披!.00片距33mmK.~2214g"·°"q"·"M~－o.OOX10-"q"-0.OOX10-"q+2.。。N~I.25λ0.57A~1.B5X10-•q"+3.94x10-•q+o.55031梯形斜波o.675片距30mmK.~2600g"·"q"·"M~2.78×10"•"583×IO"q+i.90N~l.43λ....A~I.91XIO-"q"+4.76x10-•.+o.70032梯形斜波o.90片距30mmK,~20l2g"·"q"·"M~-1.21XlO-"q"-7.O!X10-"q十I.77N~J.37,·盯A~5.56X10-•q"+5.!8X10-•q+O.82033梯形斜波o.90片距30mmK，~！936g口，＂•＇·＂M~－2.78XIO•q"-1.67XIO•q+!.81N~1.33λo.ssA~2.32X10-•q•+2.66Xl0-"q+O.65034RMC-1900I.20片He20mmK，~1692g＇·。q"·"M~J.51X10-"q"-3.98XIO-"q+i.61斜折波网N~l.17•"·"°A~－6.00XIO"q＇十6.06x10-•.+o.39035I.00片距24mm式摸料K，~I034g"·"q口，＂M~4.70X10-"q"-9.66X10-•q+I.99A~I.20X10-"•"+5.69XJo-•q+o.21036塑料网格1.00N~0.93λ0.45正方形网孔M~4.30X!O"q"-1.lOXIO-"q+i.89边长50mm,飞♂由A~－4.40X10-"q"+i.30X10->q+o.400板厚50mm~37塑料网格2.00N~J.29λ0.54M~J.BOX10-"q"-4.95X10-•q+I.83 续表8坦白阻力特性表达式填料高度序号填料名称热力特性表达式备注(m)A一P－~Av"r.A~2.sox10-"q＇十3.23X10-"q+O.32038塑料网格I.00N~J.OU"·"M=-1.70X10-"q"-3.90X10-•q十2.00正方形网孔边士生Slmm,A=3.OOX10-•q"+S.95X10-"q+o.570板厚30mm39塑料网格2.00N=l.36•"·"M=-1.BOX10-"q"+J.52X10-"q+2.00A=B.oax10•q"+170×10"q+O.31040塑料网格1.00N=l.01λ口，；｝M=l.60X10-"q"-6.67X10-"q十2.00正六角形网孔边距50mm,A=l.41X10-•q＇十4.11X10-"q+O.580板厚30mm41塑料网格2.00N=l.28λo.49M=-4.OOX10-"q"-1.OGX10-•q+2.00N=l.94λ0，臼A=2.55X10•q"+t.•ox10-"q十0.78742人字波150片距23mmK且＝1812g且臼q"·"M=301×rn"ef-6.Js×10-•q+2.00,,于梯形波N=l.86•"·"A=4.56X10-"q"+9~54X10叶q+o.sos43I.20片距29mmTi9-60K.=1756g＇·”q。”M=-3.23X10-•q"-6.!SX10-•q+2.。。" 斜波纹N~I.36川，..A~I.77Xio-•q•+1.osx10-•q+o.609441.00片距20mm50X20-60K.~1699g0-"0q"-""M~6.75X10•q"-1.22x10-•q+l.ssN~l.85!."·"A~l.56X10•q"+l.98X10-•q+O.87045折波1.50片距28mmK,~1555g0"q"-""M=4.83Xl0"q"-2.06×10"q+2.00Z层0.5mN=l.BO!."·"A=459×10-···+120×10"q+o76846组合波1.20折波加1层K,=240lg"-""q"·"M=-1.46X10-•q•-1.04×10-•.+2.000.2m梯形波改型水泥N=l.四川，＂A=9.91X10-•q•+!.44X10-•q+O.83647格网板1.55网孔为50mmK,=1334g"-"8q"-""M=6llXlO叫q"7.00×103q+2.0016×50-50政型水泥N=l.60!."·"A=l.13×10-3.•+1.19×10-•.+o.97948格网板155网孔为40mmK,=1395g"-""q".35M=-1.llXJO叫q"+l.2ox10-•q+2，。。16×40-50改型北泥N=I.BO!."·"A=566×JO••"+2.21×10"q+l.19049.格网板I55网孔为30mm白K且＝1673g".3"q"-""M=-472×10-•q•7.83×10-3.+200白16X30-50 －续表8H口。．阻力特性表达式填料高度序号填料名称热力特性表达式备注(m)A一P－~Av"’y.肉在横凸N~l.59""·"A~4.59x10-"q＇十1.20X10-•q+O.63850纹格网!.50网孔为55mmK.~l084g"·"q"·"M~3.82X10-•q"-2.28X10-"q+l.9855X55X100陶瓷横凸N~l.35λo.57A~4.50x10-•q＇十1.02X10-•q十0.55851纹格网55!.2m网孔为55mmK.~1354gι“＜／＇·＂M~－3.51X10-•q"-!.04X10-•q+!.96X55Xl00陶瓷横凸N~l.29λ。回A~2.s2x10－••＇十1.17X10-•q+O.51052纹格网55!.OOm网孔为55mmK.~1632g"·50q"·"M~一1.11xio-•q•-1.04x10－•.十！.98X55Xl00N~l.67A"·"A~l.17X10-•q"+l.43Xlo-•q十o.73953斜梯波1.50m片距23mmK.~1602g"")• -亵JO部分冷却塔琳水填料工业培实测热力特性MDN·填料实测工业塔特性设计条件实测条件实测冷却数名称时间淋水面积3500m＇边流式双曲。＝32.0。＝19.3~31,2I型1996年线自然通风冷却婚，槽式配水．•=27.8r=Z2.4~26.2双斜披N=l.79!.0·636月培高90.Om，填料高l.Om，避风Q=20468Q=l7353~22050SXB-1口商5Smllt=1.43llt=S,26~7,65淋水面积4500m＇逆流式双曲。＝28.36=22.8~33.91997年线自然通风冷却塔，管式配水．r=25.4r=20,4~23,4Z波N=l.66!."·"8月培商l05m，填料商1.Om，进风口Q=25668Q=l4565~25605高7.Bmllt=9,08llt=733~10.91淋水面积6000m＇逆流式双曲。＝28.46=29.1~35.91997年线自然通风冷却塔，槽式配本，培r=25.5τ＝25.5~28.2S波N=l.69沪剧7月高120m，填料商l.Om，进风口商Q=33300Q=333107.Bme1=0.11e,=co.i+o.o25q）」Lc68)"256H:e.=[0.5+1.3(1-F川×（去）（阳已＝（去）2(70)式中，ei－一进风口阻力系数；e，－雨区阻力系数，e，－淋水填料的阻力系数，根据试验资料确定；已一一配水装置的阻力系数；＆一一收水器的阻力系数，根据试验资料确定，在一－塔出口的阻力系数；D2一一塔筒下缘直径Cm〕；F，－一配水装置气流通过的有效面积与淋水面积之比。式（67）为德国W.Zembaty等通过室内模型塔的试验给出的空塔避风口阻力系数．冷却塔内安装淋水填料、配水装置和收水器并淋水时，由于这部分设施阻力大，与空塔相比，进塔空气气流分布趋于均匀，进口阻力大为减小。因此，对于实际的冷却塔式（67）计算的结果偏大很多。式（68）系根据前苏联B•A•格拉特科夫等人所著《机械通风冷却塔》书中推荐的按原全苏水利工程科学研究所的计算空气分配区的阻力系数公式，结合自然通风逆流式冷却塔的情况经修改得出。该式主要反映了雨区的水平方向气流阻力，没有反映垂直向阻力，也没有反映风速对阻力系数的影响。前苏联E-A.苏霍夫1984年发表的《逆流式冷却塔的空气动力研究》一文中给出经模型试验得出的雨区阻力系数公式为：108 已＝CO.1+o.025q)R(71)式中：R－一塔半径（m）。1990年在国际冷却塔和喷水池会议上苏霍夫等人发表了计算进风口和雨区的阻力系数公式：co.1+o.025a)Rfo+,,=""＋口（72)立72（专）0.77。叫苦）+o.02以上两式主要反映了雨区的水平方向气流阻力，没有反映垂直向阻力，也没有反映风速对阻力系数的影响。Rish.R.F于1961年在国际传热会议发表的论文《自然通风冷却塔设计》中给出的淋水的阻力系数计算公式为：r;，川＝O.525(Hc十H，〕（£）"(73式中＇f;cz+"包括雨区和淋水填料的阻力系数；H，一一淋水填料高度（m）。若填料阻力中已包括了淋水阻力，则可令Hr=o，式（73）可视为雨区阻力。此式主要反映了雨区的垂向阻力，没有包括气流在水平方向运动的影响。式（69）则是利用《机械通风冷却塔》书中的公式。该式是利用了计算格栅阻力的经验公式。利用淋水面积为2000时、3500m＇和5000m＇三个自然通风逆流式冷却塔的实jj!~数据对式（66）进行验算，按式（66）计算的总阻力系数计算冷却水温与各塔的实测水温比较见表12。表12计算水温与实现l水温比较淋71<面积实测＊温一计算＊温差值差值低于平均误工况点数平均误差（℃〉(m")范围（℃〉差的点数200012一0.28~o.650.278350026009~o.840.3217500021一o.34~o.840.3812109• 三个塔大多数工况点的计算水温低于实泪IJ水温。式（66）的缺陷如前所述，采用这种分部计算方法没有反映各部分流场之间的相互影响，此外计算进风口，雨区和配水装置的阻力系数公式本身也存在不足。式（66）曾被一些电力设计院在设计自然通风冷却塔时采用。近年为改进式（66）的缺陷，王良中工程师在研究自然通风冷却塔的阻力计算问题上又有新的进展，详见其1995年发表胡论文《自然通风冷却塔空气动力计算方法剖析》。3）根据试验和流场计算求塔的综合阻力。水利水电科学研究院冷却水研究所与东北电力设计院合作，研究了自然通风逆流式冷却塔的通风阻力，通过对装有模拟淋水装置（包括填料、配水装置和收水器〉的模型塔进行不淋水的干塔试验和对不装淋水装置的模型塔进行淋水时的雨区阻力试验，并结合塔内流场汁算，建立了塔的气流总阻力系数的计算方法：~＝ι十e.＋ι（74)已＝(1-3.47ε＋3.65<:")(85十2.51凸一o.206$+o.00962（℃】(kJ/kg)第三种24.48522367.323五常（黑龙江〉第五种23.98722.367.323第三种2378621.865.232t主春【吉林）第五种24.77921865.232第三种24.99523973596鞍山〈辽宁〉第五种25.59124.374.014第三种2675920462306赤峰〈内蒙古〉第五种2387720461470从表16可见，两种方法得到的湿球温度和焰值基本相同。采用第三种方法的优点是可以从各地气象台、站的原始记录数据中直接抄录到湿球温度数据，较之第五种方法更简便。对于第三种和第四种方法，则以北京和上海两地的算例作一对比。取两市连续5年、每年6月、7月、8月三个月共460d的各气象要素的日平均值分别进行统计，结果见表17和表18,表17按湿球温度进行频率统计结果相对湿度〈%〉大气压力（mmHg)温球温度出现次数地区频率〈%〉｛℃｝（次〉最商最低最高最低1024.669582791633北京52542185737407061026.8‘$".,8672753750上海527.458571757749•118• 表18按干球温度进行频率统计结果频率湿球温度出现次数相对湿度｛%〉大气压力（mmHg)地区<%)〈℃〉｛次〉最高最低最高最低1027.527571779778北京528.2376557537071029.538377757750上海530.768173754749对两市的日平均湿球和干球温度分别从高到低排列，取其中最炎热的若干天进行逐日的冷却水温计算，其中：.北京z湿球温度的变化范围为24.0℃～27.4℃z干球温度的变化范围为27.。℃～31.0℃，共108d.上海g湿球温度的变化范围为26.5℃～28.8℃3干球温度的变化范围为29.。℃～32.6℃，共96d.冷却水温的计算是以一个配200MW的汽轮发电机组的自然通风冷却塔为例进行的。计算结果见表19和表20。表19按湿球温度计算的冷却水温r，时计算冷却在温日平均水温t>t.的天数设计频串时τ二注r,t.("C)(d)地点的湿球温度发生的天数最高71<温最低水温r.C℃〉(d),_,_t>t~墨t>t...24.6(10%]4531.030.63761北京25.4(5%)2231.731.5162226.800%)4832.432.I3446上海27.4(5%)2532.932.5829表20按干球温度计算的冷却水温8，时计算冷却水温日平均水温t>t.的天数设计频串时o；泣。ct.＜℃｝(d)地点的干球温度发生的天数最高水温最低71<温ι（℃）(d)t>t-t>t.;,‘四""""27.500%]4330.930.54468北京28.2(5%)2331.329.32792•119• 续表20O，时计算拎却水温日平均水温＇＞＇＇的天数设计频串时o；声。c＇＂℃〉(d)地点的干球温度左生的天数最高水温最低水温Bo(℃）(d)t>t...t>t.m,"=·""""29.500%]4632.431.93368上海30.7(5%)2233.132.4732两市逐日冷却水温的计算结果表明，高水温绝大多数出现在湿球温度较高或干、湿球温度都较高的日期。如表19所列，在频率为10%时，北京市逐日冷却水温t>tm町、的6ld中有59d,上海市t>tm；，的46d中有45d是出现在湿球温度较高或干、湿球温度都较高的日期。出现在干球温度高的日期分别只有2d和ld,相同的计算湿球（或干球）温度，由于其出现日期不同，相应的相对湿度和大气压力也可能不同，当计算的湿球温度相同时，冷却水的计算温度随相对湿度的降低而增高，如表1日中所列的tm；，和tm，.分别相应于表17中相对湿度的最高和最低值；当计算的干球温度相同时，冷却水的计算温度随相对湿度的增高而增高，如表20中所列的tm，.和Im；，分别相应于表18中相对湿度的最高和最低值。就所比较的两市频率为10%和5%的气象条件而言，其冷却水温的差按湿球温度计算时为0.2℃～o.4℃，而按干球温度计算时则为o.4℃～2.0℃。另外从两市逐日水温计算结果可知，当湿球温度相同时，由于相对湿度不同计算水温的差值绝大多数在0.5℃以内，个别的可达o.7℃～0.8℃；而干球温度相同时，由于相对湿度的不同计算水温的差值绝大多数在o.9℃以上，最大可达3.。℃。从上述比较可知，按第四种方法得出的气象条件在冷却塔热力计算中会引起计算冷却水温的过大误差，这种方法是不可取的．在气象资料的统计计算期间内，对应同一个日平均湿球温度， 不同日期相应出现的日平均干球温度、相对湿度和大气压力不一定相同。冷却塔内水冷却的动力是进塔空气与进塔冷却水之间的始差和进塔空气量。对于机械通风冷却塔的进塔风量取决于风机的能力，在风机选定的前提下，进塔空气与进塔冷却水之间的始差便成为影响冷却水温的主要因素。在同－湿球温度下，干球温度越低，相对湿度越大，进塔空气给值也越高，进塔空气与进塔冷却水之间的始差就越小，冷却塔的计算冷却水温就越高。对于自然通风冷却塔，影响进塔风量的主要因素之一是塔的抽力，而影响塔抽力的主要因素之一是进出塔的空气密度差。在同一湿球温度下，干球温度越高、相对湿度越低，进塔空气密度越低，迸出塔空气的密度差越小，冷却塔的抽力就越小，计算的冷却水温就越高。以湖南桃花江电厂和湖北威宁电厂的冷却塔为例，每个工程同样的热负荷、选定同样的冷却塔计算结果见表21,表21同样的热负荷、选定同样的冷却塔计算结果设计湿球最高干球最低干球最高相对最低相对计算冷却水电厂名温度温度温度湿度温度最大温差〈℃〉〈℃〉〈℃〉<%)<%)（℃〉湖南桃花江2732.2285BB67!.0湖北咸宁2732929.977650.6同一湿球温度下干球温度，相对湿度的差值较大时，进塔的空气密度相差也较大，计算冷却水温相差也大。当同一个频率为10%的日平均湿球温度值出现的日数较多，相应的干球温度、相对湿度和大气压力又不相同时，自然通风冷却塔的冷却水温应采用其中日平均干球温度最高、相对湿度最低的一日气象条件进行计算；机械通风冷却塔的冷却水温应采用其中日平均干球温度最低、相对湿度最高的－日气象条件进行计算，冷却塔的计算气象条件还需考虑热空气回流影响。121• 自然通风冷却塔需要计算风筒的抽力．在湿球温度相同时，随相对湿度的增加，湿空气密度增加，冷却塔的抽力也增加，计算的冷却水温降低，导致所设计的冷却培尺寸减小。从保证工艺过程的安全着眼显然不利。但上述两市的算例是采用自然通风冷却塔进行计算的，在算例的计算结果分析中反映了这一因素。所以前述结论对北京、上海两市设计自然通风冷却塔是适用的。我国幅员辽阔，上述两市的气象参数变化规律尚不能完全代表国内广大地区。从上述两市的计算结果来看，在同一湿球温度，下，由于相对湿度不同，冷却水温的差值多数在o.s·c以内，个别也可达0.7℃～o.8℃。为安全计，在设计自然通风冷却塔时，可在前述推荐的气象参数选取方法计算出的冷却水温的基础上，留有适当裕度（冷却水温增加不超过0.5"C），作为冷却塔设计最高冷却水温3也可以取同一湿球温度下出现的不同相对湿度的平均值作为计算采用的相对湿度。对于不靠风筒抽风的机械通风冷却塔，贝u完全可采用前述推荐的方法，而不必考虑裕度。(3）气象参数的取值方法。各设计单位对日平均气象参数的取值方法可归纳为以下四种·1）取国家气象部门统一规定的一昼夜4次标准时间（每天的2点、8点、14点、20点）测值的算术平均值作为日平均值12）取每天24小时的24次测值的算术平均值作为日平均值53）取每天的8点、14点、20点3次测值的算术平均值作为日平均值s的取每天14点的测值作为日平均值．按第三和第四种方法取值无疑会使计算气温增高，使冷却塔尺寸增大。对北京、成都两地的湿球温度分别按第一和第二种两种方法计算日平均值，计算结果的差值见表22.•122• 表22两种方法计算的日平均湿球温度差值分析地点差值。O.I020304。.506o.7~!.I数据个数941669148321568北京占百分比（%〉20.436.!19.8104733I.3!.7数据个数2023351941154014145成都占百分比〈%〉22036.521.I12.54.4!.5!.5o.5把按两种不同方法计算的日平均湿球温度分别进行频率分析，结果见表230表23两种计算方法的日平均湿球温度频率分析表不同频率的湿球温度（℃〉地点计算方法5%10%15%20%4次测值平均25.424624.I23.7北京24次测值平均25224.524.I23.74次测值平均25.424.824.524_3成都24次测值平均25.324.824.5242从表22和表23可见，按两种方法计算的日平均湿球温度和不同频率时的日平均湿球温度均相差甚小。为便于气象资料的收集和简化统计计算工作，以一昼夜4次标准时间测值的算术平均值作为日平均值是适宜的。经对两地的干球温度进行同样的比较，结果与湿球温度的比较结果－致。对于个别因产品或设备对冷却水温要求严格的冷却塔的设计，视其要求的严格程度，也可取每天的白天3次测值的平均值或每天14点的测值进行统计计算。(4）气象资料年限。根据对上海、成都两地连续5年和10年的气象资料进行频率统计的结果，两条频率曲线基本重合，日平均干球或湿球温度，两种资料年限的统计结果在相同频率时相差仅o.1℃～o.2℃。为123 唱减少资料的收集及统计计算工作量，采用连续5年的资料能够满足设计精度的要求。3.1.17在满足工艺允许的最高冷却水温条件下，冷却塔和循环水系统中的其他设备和建〈构）筑物可以有不同的方案。在进行方案的优化计算时，可采用月平均冷却水温。月平均冷却水温的计算，宜按历年逐月平均气象条件。对于某些工业企业采用季平均冷却水温进行方案的优化计算，季平均冷却水温采用该季度内月平均冷却水温的平均值，或直接采用季度内的平均气象条件计算平均冷却水温等方法也是允许的。3.1.18本条规定了收集气象资料时选择气象台、站的原则。在实际工作中，往往冷却塔所在地附近没有国家气象台、站，这种情况下就要分析冷却塔所在地的气象特征与所选气象台、站的气象特征是否一致。必要时可在冷却塔所在地设短期气象观测站，用短期观测资料求取与有关国家气象台、站的相关关系，选取相关关系较好的气象台、站的资料供设计使用。在使用这些资料时应注意按相关系数对所选气象台、站的资料进行必要的修正。还应注意的是国家气象台、站多位于城郊的开阔地区，周围没有高大建（构〉筑物和密集的居民生活区，一般也不受工业企业热排放的影响。在气象台、站观测到的气象总是低于建（构〉筑物密集、居民集中的城区中心。在城区内建冷却塔时，设计者应考虑这一因素。位于城郊的工业企业，由于建筑密度、人口活动及工业企业本身热排放的影响，厂区的气象条件也与建厂前有所不同，由于情况各异，影响因素复杂，难以统一规定。设计者可视具体情况，适当考虑这一因素的影响。根据目前已有工程经验与反馈，有些山区厂址地形较复杂，易出现逆温现象，因此建议，易出现逆温现象的厂址区域，在条件允许时可考虑逆温影响。3.1.19本条规定了冷却塔的水量损失项目。冷却塔的水量损失124 应当是循环水进入冷却塔到排出冷却塔过程中因蒸发和风吹造成的水损失。排水量不仅与冷却塔的蒸发和风吹损失有关，还与循环水系统要求的水质及补充水的水质有关。排水并不一定在冷却塔内实施。设计者习惯上把排水量计人冷却塔的水量损失。前苏联给水设计规范和英国冷却塔设计规范以及美国的冷却塔协会规范中均把排水损失计人冷却塔水量损失。考虑到上述因素，本规范也把排水损失规定为冷却塔的损失水量．3.1.20本条规定了蒸发损失水率的计算方法。增加了按迸出塔空气含湿量差计算蒸发损失的规定。冷却塔的蒸发损失水量应当根据进入和排出冷却塔的空气的含湿量计算zq,=G,tC.(81)变换式（81），并令Kz,=C./r，可得：q=K2,t;tQ(82]若取向＝2.43×106J/kg则系数KZF约等于o.00172／℃，由于实际上还存在接触散热，因此系数KZF在不同的外界气温条件下应适当修正。规范条文中表3.1.20的数据采用了前苏联给水设计规范CCH,.ITII-31-74,1976年版）的条文内容。经与英国冷却塔设计规范CBS-4485）对照，两者计算出的蒸发损失水率基本相符。两者的计算结果见表24,•125• 表24蒸发损失水率p.空气干球植皮8，（℃〉102030按本规范公式口，1.15-1)计121415算的如（到〉按英国BS-4485规范计算1.07~1.241.37~1421.47~1.52的p,<%)3.1.21冷却塔的风吹损失是由出塔空气中带出的水滴（飘满）和从塔的进风口处吹出塔外的水滴组成。前者的损失水量与塔的通风方式（自然通风或机械通风）、淋水填料的型式（点滴式或薄膜式〉、配水喷嘴的型式和喷溅方向（上喷或下喷）、收水器的型式、收水效率、逸出水率以及冷却塔的冷却水量、培内风速（特别是收水器断面风速）等因素有关，后者的损失水量与塔型、风速、风向及避风口的构造（有、无百叶窗）等因素有关，这部分损失不是经常发生的，即使有发生，一般量也较少。冷却塔的风吹损失主要是前者。目前国内广泛用于各种冷却塔的收水器的收水效率均较高（参见本规范条文说明第3..1.24条），各型收水器的逸出水率（飘滴损失水量与进培循环水量之比〉经试验室测试均较低。如广泛用于逆流式冷却塔的BO-160-45型收水器的逸出水率为o.003%，用于横流式冷却塔的HC130-50型收水器的逸出水率为o.005%"zo-40/150折板型收水器在不同风速下的逸出水率见表25。来25zo-40/150折板型收水器逸出水率风速＜mf,)Ii.oIi.sI2.02.53.0逸出水率〈%）｜队oooosIo.ooos2Io.0012o.00360.0069出塔空气中带出的水滴可以通过试验装置测出比较精确的数值；从进风口吹出的水滴由于影响因素较多不易测定。因此包括上述两部分水量损失的风吹损失总量比较难确定。英国冷却塔设计规范（BS-4485）规定对于安装收水器，并在塔的进风口采取防126• 溅和回收措施，从估算补给水量的角度，冷却塔的风吹总损失按循环水量的0.1%已足够。美国和日本的有关设计规范中强调按收水器的逸出水率计算并考虑适当裕度，实际工程中风吹总损失水量一般按循环水量的0,05%～0.1%计算。考虑到本规范已规定机械通风和自然通风冷却塔均应装收水器，并对塔的进风口采取防溅措施和集水池周围设回水台等项规定，现规定风吹损失水量较原规定减少50%，以循环水量40000t/h计（约相当于1台300MW汽轮发电机组的循环水量〉，自然通风冷却塔每小时可节水20t，每年可节水13万t～15万t，若为机械通风冷却塔则节水量达20万t以上。风吹损失水率与塔型、隔风板、收水器效率、风速等因素有关。根据产品性能调查，表26供参考。表26风吹损失水率｛%）单波普通单波高效双波高效增型无收水器收71<器收水器收水器自然迎风逆流式玲0.820o.0.50o.035o.025却塔无隔风板自然通风逆流式玲o.7800.0440.0280.020却塔有隔风板自然通风横流式峙0.8000.046o.0300022却塔机械迎风逆流式陪!.250o.1000.0650045却塔无隔风板机械迎风逆流式玲却塔有隔风板!.200o.0850.0570.038机械迎风逆流式拎却塔背对背布置机械迎风横流式玲!.220o.087o.060o.040却塔•127• 可3.1.22冷却搭的排水量应根据对循环水的水质要求及处理方法、补充水的水质及处理方法、循环水的浓缩倍数等因素按现行国家标准《工业循环冷却水处理设计规范》GB50050的有关规定经计算确定。3.1.23淋水填料是在塔内造成水和空气之间有可以充分接触的热、质交换表面的关键元件，不同的塔型、不同的冷却任务要求、不同的水温和水质等因素要求的填料不同。本条所规定的是选择淋水填料时应当考虑的一些主要因素。循环水的水温指的是填料能承受的水温适用范围，填料的物理力学性能、化学性能和稳定性指的是耐温度变化、阻燃耐火、抗老化和抗腐蚀等性能。近年来国内各单位都在从事新型淋水填料的研究，研制出不少性能好的淋水填料。例如大中型逆流式冷却塔中应用较普遍的塑料双斜波和塑料复合波等，横流式冷却塔中应用的塑料HTB-8030斜波、塑料空心橄榄型等。淋水填料的发展方向是轻型化，各种塑料材质的淋水填料必然得到广泛采用。在采用塑料材质的淋水填料时尚需注意以下几个问题2(1）当采用烟气处理循环水或循环水水质较差、未经处理、易在填料表面结垢时，不宜采用填料片间距较小的斜坡和蜂窝等型式的淋水填料。(2〕在考虑淋水填料的支撑系统结构时，淋水填料的运行重量可视具体情况按本规范第3.7.4条的规定采用。上述问题在有些工程中由于考虑不当，曾因淋水填料的严重结垢或挂冰造成塔的冷却效果下降，甚至造成淋水填料的支撑结构破坏，淋水填料塌落等事故。(3）应严格选用淋水填料片材的材质。塑料片材的材质直接影响填料的使用寿命，西欧、美国及日本等工业发达国家要求塑料填料的正常使用寿命为20年～25年、·我国有些在20世纪70年代使用的塑料填料如吉林省辽源电厂等，填料在冷却塔中运行20余年仍然完好。也有一些企业的冷却塔采用塑料填料仅运行2年～3年128• 就发生老化破碎。这些塔填料损坏的原因主要是塑料片材不合格，采用劣质聚氯乙烯树脂，配方不当、片材中掺人过量的碳酸钙、增塑剂或掺入再生废旧塑料。对于冷却塔淋水填料所用的塑料片材的材质要求，2001年发布实施的电力行业标准《冷却塔塑料部件技术条件》DL/T742，规定了冷却塔内使用的淋水填料、收水器、喷溅装置和配水管等塑料部件的材质要求及质量检验方法。在选用冷却塔内的淋水填料等塑料部件时，应按该技术条件的相关规定执行，才能保证淋水填料等部件的质量和使用寿命。填料的支撑方式包括直接搁置式、带托架搁置式、悬挂式。考虑到安全因素，超大型自然通风冷却塔淋水填料宜采用搁置式．海水冷却塔淋水填料应选择水垢、海藻、微生物在淋水填料片表面上难以附着和生长或影响较小的波形，同时使喷淋水在淋水填料片上的流程尽量长。海水冷却塔淋水填料宜选择热力性能较好，通过能力较强的S波、双向波及双斜波等片型，或者通过相关试验研究确定。海水冷却塔内可设置填料淡水冲洗系统。为防止填料层在机组大修长时间停运时，填料表面残留的海水结垢硬化，形成永久性垢膜，影响冷却塔的热力性能，冷却塔内可设置填料淡水冲洗系统。3.1.24本条规定了冷却塔安装收水器应遵循的原则。随着我国工业的发展，冷却水的用量也日益增大，由于水资源的限制，越来越多的工业冷却水采用带冷却塔的循环冷却系统．大量的冷却塔投入运行，从冷却塔中飘逸出来的飘滴除造成水的大量损失外，还造成对环境的危害。如一些火电厂曾因冷却塔的大量飘滴降落在室外配电站，引起配电装置闪络停电事故；飘滴在冷却塔周围较大范围内形成降水，路面结冰，给附近居民生活带来困难，严重的还影响交通安全，造成重大车祸．由于考虑飘漓的影响，在确定厂址时往往要远离其他建 筑群；在确定厂内的总布置时要使冷却塔远离厂房及配电装置。这不仅造成厂址布局及厂内布置的不合理，还将增加建厂投资和运行费。为了防止冷却塔逸出的飘满对环境的危害，利于人民生活，保证工业企业的安全运行，并在一定条件下节约用水，在冷却塔中装设收水器是简易可行的措施。国内外的机械通风冷却塔中均装有收水器。自然通风冷却塔中安装收水器，国外自20世纪50年代开始，至60年代已很普遍，英国先后在自然通风冷却塔中安装木质双层百叶式收水器和石棉水泥波形收水器，取得了防止飘滴逸出的较好效果，并将这两种收水器纳入英国冷却塔设计规范（BS-4485）条文中。美国、前苏联等国自20世纪70年代也开展了这方面的试验及研究工作，收水器型式多为百叶式及弧型，材质有木质、塑料、石棉水泥及金属网板等。我国早期的一些机械通风冷却塔中安装的也多是以木材、石棉水泥等为材质的百叶式收水器，收水效率低，通风阻力大。自1977年以来，在原水电部有关部门的组织下，科研、设计、加工等部门共同协作，通过室内小型试验及工业试验，对收水器的选型、材质、收水器的理论分析、计算方法、测试方法和手段、安装方式等问题做了大量研究工作，取得了显著成果。当前国内广泛采用逆流式冷却塔中BO42/140型、BO-50/160型和B0-160-45型，横流式冷却塔中的zo-40/150折板型和HC130-50型收水器的收水效率、阻力及冷却塔安装收水器后的逸出水率均达到国外发达国家的相应水平。美国CHAIKPOINT电厂横流式冷却塔采用双层收水器设计逸出水率为0.002%，法国电力公司要求自然通风冷却塔的逸出水率不大于0.005%。我国波1:60-45型收水器实验室实测逸出水率为O.003%,HC-130-50型收水器为O.0025%,ZO-40/ 150折板型收水器仅为o.0012%。根据飘滴滴谱分析，冷却塔内不装收水器时，飘满直径小于lOOµm的占飘滴总数的80%～90%，但其质量仅为飘滴总量的10%～20%；直径大于lOOµm的飘滴数约10%～20%，而其质量却占总量的80%～90%，对环境危害最大的是这部分直径大于lOOµm的飘漓。根据安装收水器后对飘滴滴谱分析，在逆流式冷却塔上安装HU-270-50型收水器后，当通过收水器的风速为O.98m/s，淋水密度为3.75m3/(m2•h），收水器后100%的飘满直径小于50µm；风速为1.78m/s，淋水密度4.2m"/(m2•h),100%的飘滴直径小于lOOµmo在横流式冷却培试验装置上测试，当淋水密度为！Om"/(m2•h)~30m3/(m"•h），风速1.Om/s~2.5m/s，安装HC-150-50型收水器后，飘滴直径均小于143µm，且风速大于1.Om/s时，飘滴直径全部小于lOOµm，仅风速为1.Om/s时有3%的飘滴直径大于lOOµm0从试验结果可见安装收水器的效果。根据国内近几年的实践，冷却塔安装收水器后的效果有以下儿方面＝(1）改善环境，利于人民生活和交通安全，提高企业生产安全性。A电厂自1976年两座2,000旷的自然通风冷却塔运行以后，由于大量飘满撒落在厂前区及附近公路上，冬季结冰范围很大，不仅造成厂前区职工生活不便，还严重地影响交通安全，有记载的较大车祸发生过10余起、伤10人。1977年12月23日一天就发生3起车祸，其中一起造成5辆汽车相撞。为解决交通问题，防止路面结冰，曾用路面喷洒食盐水等措施，均没收到明显效果。1979年秋在两座塔上都安装了收水器，收到明显效果，原飘满撒落范围内无降水，路面干燥，交通安全无恙。B电厂冷却塔距变电站最近处仅34m，因飘满污染造成多次闪络事故。1980年安装收水器后，效果明显。实测从塔内•131• 『叫排出空气的含水量未装收水器时为8.74g/m＇，安装收水器后为O.73g/m气C电厂冷却塔附近为人口稠密的居民区，飘滴在居民区形成落水，终日细雨蒙蒙，冬季尤甚，周围居民反映强烈。自1980年安装收水器后，周围元降水感，人可以在冷却培附近长时间停留感觉不到有大水滴飞溅，衣服不湿。(2）节约水量。自然通风冷却塔安装收水器前，设计中风吹损失常取为循环水量的o.5%，若按电厂1台200MW机组计，每小时风吹损失水量约150t，安装收水器后，每小时风吹损失水量仅15t。当然，实际节水量还与循环水处理方式及循环水的浓缩倍率相关。(3）改善厂区布置，节约投资和运行费．在过去的设计中，为了考虑飘滴的影响，在企业总平面设计时往往把冷却塔布置在远离厂内主要建（构）筑物的位置，增加了厂区占地及循环水管沟的长度。安装收水器后，飘滴影响大幅度减小，冷却培可以向主要建（构）筑物靠近。不仅节省三材及投资，还可节省循环水泵的电耗。经济效益显著，厂区布置更加紧凑，因此机械通风冷却塔和自然通风冷却塔均应装设收水器。收水器的材质目前应用较多的是聚醋玻璃钢或改性聚氯乙烯塑料制成的片材，ABS塑料制成的支架、联杆。玻璃钢片材价格较高，且由于采用两层玻璃纤维布和三层树脂粘接手糊成型，虽然新片材的强度和刚度均较好，但经长期在湿热条件下使用，易老化变脆，也有因树脂固化不好，被逐渐冲蚀致片材脱胶而损坏的现象，目前已逐渐被PVC片材取代。改性聚氯乙烯片材价格低，材料难燃，自熄性好，国外已经大量应用。发电厂的冷却塔内宜采用塑料材质的收水器。目前国内常用的各种收水器的性能及与国外若干收水器的比较见表27,•132• 表27国内外收水器比较风速淋水密度收水效串阻力革数塔型收北器型式测试单位(m/•)[m"/(m2•h)]{%)"].699].46西北电力设计院BO421402.099J.47西安热工所].51696.5].25冷却水研究所B0-170502.01799.4].30何南电力设计院I51795.4].0冷却水研究所B0-160-45逆2.01799].13河南电力设计院].696.5流放形145574.934英国2.2398.5].0952.6说形125-35前苏联2099.22.I折板166-5095原联邦德国夹角120·].51597.30.66冷却又k研究所HC150502.02098.6o.77润南电力设计院!.51597.I!.61冷却又也研究所HC13050202098.0].56河南电力设计院横].599.44.76Z0-40-150东北电力设计院2.012.5~20599.04.65流折板型收水器冷却水研究所2.598.3447双层收7]c器（石棉＊泥222约2799.7美国波片和蜂窝）选择收水器的原则是阻力小，收水效率高（或逸出水率低〉，组装后具有足够的强度和刚度，使用寿命长，造价低。133• 3.1.25对冷却培配水系统的原则要求是在同一设计淋水密度区域内配水均匀、通风阻力小、便于维修和能量消耗低。大型冷却塔的循环水量较大，若采用无压的槽式配水系统，水槽将占去较大的通风面积，增加了通风阻力，直接影响冷却塔的冷却效果．据统计，目前国内投入运行的淋水面积500m2～5000旷的自然通风冷却培和风机直径4.7m～8m的机械通风冷却塔多数采用管式配水系统。为了改善冷却塔的通风条件，减少配水槽所占的通风面积，降低通风阻力，大中型冷却培采用有压的管式配水系统或糟、管综合的配水系统．超大型自然通风冷却塔可采用单竖井压力水槽内外围分区配水系统或多竖井压力水槽内外围分区配水系统。超大型自然通风冷却塔淋水面积小于或等于12000m2时宜采用单竖井管槽结合配水系统g冷却塔淋水面积大于12000m2时宜采用双竖井或多竖井管槽结合配水系统，经论证不排除采用单竖井的可能性。冷却塔的规模界限很难准确划分，经多次讨论，可参照表280表281］、、中、大、超大型冷却塔的规模划分培型1]"中大超大自然通风逆流式塔淋水面积S<40004000z-IOHo4机械迎风冷却塔E美国N.P.ICHEREMISINOFFL注τ（L:+L,)L二三τ（L:+L,)‘"COOLINGTOWERS”表中L为塔排问距（m);L1、L，分别为相邻塔排的长度；H,为塔的进风口高度（m）。153• 按表31的要求布置塔排，塔排间的回流和干扰的影响可减至最小。对于淋水面积不同的机械通风冷却塔，前苏联B•A•格拉特科夫在研究苏联国内外关于冷却塔相互影响的基础上建议如下（表32）。表挡不同面积的塔排间距培排中单楠淋水<10<20<100<200>200面积（m")培排净距（m)912212733表32中给出的数字折算为进风口高约相当于6H0～lOH。，折算为塔排长度约相当于1.OLm~Q.6Lm(Lm为塔排长度〉。参照表31和表32，并结合我国现有工程实际布置情况制订了体条条文。1本款规定主要是考虑施工期基坑开挖和两排塔基础间的结构间距，同时也考虑到塔运行管理和检修期间的通道要求。2本款规定主要是考虑塔的通风要求。当其他因素要求较高时应按较高的要求设计．本条规定的塔排间距没有考虑湿热空气回流和干扰的影响，如果考虑湿热空气回流和干扰的影响时，可参照表31或表32给出的数据进行设计。3.3.9仅从冷却塔本身的进风要求考虑，国内外有关试验研究均认为相邻塔的净距至少为2倍进风口高才能保持进风口风速分布均匀，进风量稳定。表33是前苏联全苏给水、排水、水工结构物和工程水文地质科学研究所（BO且rEO〕对淋水面积400旷的机械通风冷却塔模型的试验结果．从表33可见，当塔间距减小时，避风口平均1风速明显减小。当塔间距为o.5Ho时，进风口平均风速较塔间距为2H0时降低25%，沿进风口风速分布极不均匀。 表33进凤口凤速分布vJv.H,备注L~o.SH,L~H,L~2HoO.9H0!.09J.16!.15L为两塔间净距gHo为进风口商so.7Ho!.00!.05!.08H，为自选风口底部0.5Hoo.so.088!.00算起测点高度；V；为测点风速，o.3Ho0.55o.72o.90＂·为进凤口平均风0.!Hoo.420.650.80速表33的数据是在其中一个塔不运行的情况下得出的。当两个塔同时运行时，根据中国水利水电科学研究院冷却水研究所的试验研究结果，两塔净距不小于4H。对塔的通风即无影响。前苏联B•A•格拉特科夫建议塔问净距取表34中的数值。表34B•A•格拉科夫建议的周围进凤的机械通风冷却塔间距单风机单格塔淋北面;Ji300~400400~800800~1200(m")培间净距L(m)212733表中L相当于6Ho～8H0，或0.85D0~1.OD0(D。为塔直径〕。参照上述资料，本条主要从塔的进风要求考虑规定塔间净距不得小于4Ho。如果其他方面的要求较高时，塔间净距可以加大。3.3.10前苏联（BO且fEO）对淋水面积400m＇的机械通风冷却塔的模型试验结果见表35。中国水利水电科学研究院冷却水研究所也通过模型试验证明，当L>2H0时的塔进风便不再受邻近建筑物的影响。参照上述试验结果，本条从塔的进风要求考虑塔与相邻建（构）筑物的净距应大于2H0。当其他方面要求较大的距离时，应按其他方面的要求进行设计。155• 表35进凤口凤速分布叫／vmH;岳注L~o.5HoL~H。L~2Ho0.9Ho!.05J.00J.05L为进风口至墙的距离s0.7Ho。.94o.96!.01H。为进风口商5o.5Ho0.80o.870.97H；为自避风口底部挥起测点高度；0.3Ho0.68o.83098V；为测点风速g＂·为进凤口平均风速o.!Ho0.45o.77o.983.3.11回流是指进入冷却塔的空气中混入一部分本塔排出的湿热空气。干扰是指入塔空气中混入一部分从附近其他的培排出的湿热空气。当冷却塔并非一格，而是多格搭布置在一起时，回流和干扰就同时存在。由于机械通风冷却塔的塔体较低，困地形、地物、塔群布置、塔的结构型式和气象等因素的影响，回流和干扰总会或多或少地发生。设计冷却塔时应当考虑回流和干扰这两种现象造成的进塔空气温度和湿度升高对冷却效果的不利影响。目前国内有些单位对回流和干扰的影响做过观测，积累了一些资料，但没有系统的分析，不能归纳出可行的计算方法。国外也有一些计算方法，现分述如下z(1）英国冷却塔规范（BS-4485）推荐的方法z该规范认为在塔的下风侧空气回流的百分比最大为出塔空气量的20%，并建议按最大回流率的60%作为设计采用的预计回流率。根据冷却塔的设计水量（塔排的总设计水量）、空气的湿球温度、设计冷却水温差及逼近度（冷却水温臼减去湿球温度），按该规范给出的经验曲线计算出湿球温度的修正值。(2）美国冷却塔协会CCTD推荐的方法： 美国冷却塔协会（CTI）冷却塔规范《CTIBulletinPFM-llO>给出的经验关系式zR0.24L1(86)一－l十0.013L1式中，R.回流率（%），L,冷却塔塔排长度（m）。根据这一关系式，按塔内的热平衡条件及有关的设计数据计算有回流情况下的道塔空气参数。(3）前苏联（BO且rEO）方法z此方法是建立在大量实测资料基础上的经验公式，对于定型的多格冷却塔，每格面积为64m2～192m＇及单格的面积为400m2,塔排平行排列，塔排问距20m～40m，可采用下式近似地确定设计湿度、温度τ1"τ1＝·τM+o.2B〔l十KL(nl)sina](87)式中：h一一考虑回流后的塔进口湿球温度（℃〕，TM一一没考虑回流的设计湿球温度（℃〉；n一一顺风向排列的塔排序数；α一一风与塔排长轴的夹角pKL一一考虑塔距影响的系数，其数值见表36;B一一考虑塔排长度影响的系数，其数值见表37。表36系数K,培排间距2025303540(m)Ki!.0o.48o.32。.20.I表37系数B塔排长10075502510(m)B!.00.8o.502O.I•157• 句按式（87）可计算出每排塔修正后的湿球温度。全部塔排的平均计算湿球温度为各塔排的算术平均值。(4）日本经验公式zR_0.22L1一二(88)"l十0.Ol2L1上述四种方法均系经验方法，都有一定的局限性，除式(87）外，其他方法的使用范围也不甚明确。设计中可视具体情况参照本规范条文说明第3.3.8条表31及表32的有关数据加大塔排的问距，或选用本条列举的式（87）方法对气象参数进行修正。2012年上海交通大学和江苏海鸥冷却塔股份有限公司进行了《减少冷却塔塔群湿热空气回流和干扰影响的研究》，在模拟实验和冷却塔群现场运行测试分析的基础上，研究分析了塔排长、塔排问距、冷却塔结构和风速、风向与塔排长轴的夹角及相互关联对回流率的影响，模拟冷却塔实验模型采用塑料结构，按照1:150的比例制作，模拟塔群放置在一个φ2000mm，长2lm的标准风洞可视实验段内。现场测试为某电厂冷却塔、某循环水厂冷却塔、某石化项目冷却塔。研究结果表明z考虑夏季天热、湿皮大，冷却效果差，取冷却塔排的轴线沿夏季季风方向，使夹角尽量小，可减少湿热空气的回流率；塔排长是回流率增加的主要影响因素，缩短塔排长是必要的；塔排间距的最低限值为4倍冷却塔进风口高度，在4倍进风口高度的基础上适当增大塔排问距，会减少湿热空气回流率。《减少冷却塔塔群湿热空气回流和干扰影响的研究》给出了新的回流率计算公式g•0121,r,sino,r、2「R,=FI一－一一~十」×二旦旦×／」＂－IL1+o.013L1140o.51性H）」(1+o.056V1）飞(89)式中gH一－冷却塔进风口高度Cm);L一－塔间距（时，158• Vi－一塔外风速（m/s);F一一冷却塔的结构相关系数，F《1，因流率大小与冷却塔的进风速度和风筒高度、形状等相关。按上述公式计算的冷却塔回流率与实测值的比较见表380表38冷却塔回流率计算值与实测值比较(89）式计算(88）式计算(86）式计算项目名称实测回流串（%〉回流率〈%）回流串〈%〉回流串（%）某电厂冷却塔6.72!!.812.26.87某循环＊厂冷却塔8.08II.51197.49某石化项目玲却塔4.75!!.712.I4.643.3.12冷却塔集中控制便于运行管理，但是为了便于对风机设备运行中紧急情况的处理及检修过程中的安全，还应当在各台风机附近设有就地开停按钮和切断电源的设施。实践证明这些措施是非常必要的。3.3.13本条提出了风机设备及配套产品的选用原则。3.3.14根据冷却塔的设计风量和计算的全塔总阻力选定风机的运行工况点，风机在这一点运行时应有较高的效率，否则应当重新确定风机的叶片安装角。在选定风机的运行工况点时还应注意使风机配套的电动机的功率有适当的裕度。3.3.15大型风机的减速器多采用稀油润滑并配有泊循环设备。由于泊循环设备故障或油路故障将使润滑油不能循环，减速器内泊温升高或断泊失润造成减速器事故，严重时事故扩大将导致电动机事故。为安全计应当装设泊位指示、油温监测及报警装置。大型风机出于叶片动平衡失调及其他原因造成风机或减速器振动，严重时将影响风机设备和冷却塔结构的安全．设置对振动的监视l和防振保护设施就可以避免事故扩大。这些设施一般应在 风机订货时注明要求，由风机设备制造厂提供。直径大于或等于6.Om的风机应配有振动检测、报警和防振保护装置；直径小于6.Om的风机宜配有振动检测、报警和防振保护装置。3.3.16为便于对风机设备的检修应设有固定起吊设施或临时起吊设施。3.3.17双侧进风的机械通风冷却塔，填料底部至水池水面之间若不设中间隔板，由于两侧进风往往不对称，尤其是当外界风速较大时，自然风速的影响往往造成两侧进风的较大差别，影响塔内气流流场分布，影响塔的散热效果。当设置中间隔板后能有效地减轻这种影响。试验证明，设置中间隔板对塔的通风阻力没有影响，隔板上缘距填料支撑梁底可取200mm～300mm，下缘可伸入塔的集水池水面以下。3.3.18在机械通风冷却塔的进风口装设百叶窗式导风装置的目的主要有以下儿点：(1）改善进风口和塔内雨区的气流流场，特别是塔外自然风速较大时，可减弱自然风的不利影响；(2）防止塔内的水溅出塔外，尤其是横流式冷却塔，此作用更为明显；(3〕建在寒冷地区的冷却塔进风口的百叶窗式导流装置还可做成可调角度的，冬天可调整角度减小进风口面积，减少进风量，防止塔内结冰，(4）减小培的噪声；(5）防止杂物吹入塔内．但是在进风口装设百叶窗式导风装置将加大气流阻力。基于上述利弊，本条规定搓流式机械通风冷却搭一般可不设百叶窗式导风装置，机械通风横流式冷却塔和多风沙地区建造的机械通风逆流式冷却塔进风口应当装设百叶窗式导风装置，多漂浮物地区的机械通风逆流式冷却塔进风口宜设防护网。160• 3.3.19目前工厂化生产的小型玻璃钢冷却塔正趋向定型化、系列化，生产厂家众多。这些生产厂大部分都有一些设计单位作为技术指导，一般都有完整的产品设计文件和较好的工艺管理措施，成品也多数经过不同方式的鉴定。但也有生产厂的产品存在较多问题，质量差，没有完整的设计技术资料，更没有实测资料，实际运行中达不到要求。设计选用这类产品时应当注意。选用的产品应符合现行国家标准《玻璃纤维增强塑料冷却塔》GB7190等的有关规定。3.4冷却塔结构设计基本要求及材料3.4.1根据国内外工程实践，本条推荐自然通风冷却塔采用双曲线钢筋混凝土薄壳结构型式，但未作严格规定。在具体工程设计中，经充分论证，也可采用其他结构型式和材料，如宾舌线型（钟型）塔和钢架镶板、钢索结构等。对于双曲线型自然通风湿式冷却塔的壳体尺才，在编制中，经汇总统计了国外、国内业已建成的几个大型冷却塔各部尺寸，并通过相关尺寸的相对比较和结合对引进的哈蒙(Hamon）设计技术的消化，给出了表39的几何尺寸有关范围，供设计选型采用。为符合工艺要求及拟合双曲线型子午线，且目前实际工程中塔顶扩散角已有角度小于旷的塔，有的已接近2。，因此，修改了塔顶扩散角范围。161• 袤39国内外几个冷却培塔型参数H白N·玲却踏各部尺寸（m)有关相对比喉部面出口面类序国家E电厂玲且高壳体面上段壳下段壳出口半喉部半壳底半避风口且商／壳喉部商／积／壳底积／壳底到l号却塔名称H积Fu高Ho高H.径＇•径r.径＇•高Hr底直径且商面积面积英国拉德1107723432.548.0111o.46日利,「「原联邦德国2150937832.0107.037.0835.0854.6510.8I.37o.790410.460格恩根国原联邦德国3160922737.011234.032.6554.2111.0J.470.770.36o.393外MuJh,.mkad>ch原联邦德国4120563026.088.426:79525.0742.351.40780350400施主豪森美国5150977730.0107.038.2035.455.812.51.340800.40o.469Trn1an 63500m＇冷却塔90361718.066220.7319433.945.8!.32o.80033o.37374500m＇冷却塔105491221.076.2235121.938747.8!.35。.80032o.3688sooom＇陪却塔110520622.080.224.8423.1340.727.8!.350790.32o.37296500m＇玲却塔125683226090.028.8426.6446.659.0!.33o.78o.330382国107000m＇玲却塔130732829391.729.8726.9148.319.0!.34o.78a.31a.382内118500m＇冷却塔147923929.4107.1235.1363238354.7019.88!.34o.80o.35o.413129000m＇畸却塔150978229.8109.4336.14233.31156.26810.17!.33o.80o.35o.41313!OOOOm＇持却培15510752矗34.3109.9037.17534.58159.11310.20!.31078o.34o.395H!2000m＇冷却塔16512082304122.3040.03936.94062.39711.64!.32081o.350.412－H原联邦德国经验塔型2dI415do.44d0.5d0.75d0.!45do.780.39由ω·注s表中d玲却塔土OOOOm处直径． 3.4.2根据以往工程实践，对自然通风冷却塔的基础型式和选用情况作了一般的规定。由于倒T型基础刚性大，能较好地适应地基变形，在地基条件较差时推荐采用。对于超大型、大中型塔，因迸出水管沟尺寸较大，倒T型将过大地削弱基础环的刚度，从而降低了它的优越性，宜采用环板形基础。对于岩石地基，可采用单独基础，但应有可靠的防滑措施且上拔力不得大于下压力。3.4.3考虑到较大型的机械通风冷却塔有可能采用单独的薄壳结构，因此对单格的塔，推荐采用钢筋混凝土结构。它可能是薄壳结构，也可能是框架结构，可能是现场浇制，也可能是预制．对于多格毗连的塔一般应采用钢筋混凝土框架结构。3.4.4-3.4.7根据冷却塔的使用条件及其特殊性，规定在设计中除要求执行的相关规范和所要遵循的一些专门要求外，同时还要参照执行现行的有关工民建建筑工程的设计规范。3.4.8本条是根据冷却塔的工作条件及运行环境编制的．本条规定冷却塔结构材料应采用水工混凝土。混凝土中掺加相应水泥用量百分比的塑性附加剂，是为了提高混凝土的有关性能，如z和易性、抗冻性、抗渗性以及方便施工。按现行国家标准《水工建筑物抗冰冻设计规范》GB/T50662-2011中第5.1.4条的要求，混凝土中应掺加引气剂。但在水工混凝土中掺加氯盐，对结构是极不利的，故不得掺用。同样强度等级的混凝土，其抗冻能力与所采用的水泥品种有关。实践比较，普通硅酸盐水泥的混凝土抗冻能力要比矿碴水泥混凝土强。在有抗冻要求的地区，不宜采用抗冻性能较差的火山灰质水泥，而宜优先采用普通硅酸盐水泥。对水泥熟料中铝酸三钙含量的限定，是为了增加混凝土的抗腐蚀性能。3.4.9由于冷拉后的钢筋性质变脆，这对承受冲击荷载或重复荷载的构件及处于负温下的结构，是很不利的。为此，规定了在阵风和风机作用下的冷却塔〈尤其是自然通风冷却塔）是不能使用冷拉钢筋的。考虑抗震的冷却塔应按现行国家标准《建筑抗震设计规164• 范》GB50011的相关要求执行。3.4.IO本条为新增条文。对于300MW～lOOOMW机组的排烟冷却塔，塔筒洞口直径一般在6m～lOm范围内，这样大的涧孔改变了洞口周围壳体的受力状态和局部稳定安全系数，必须采取局部加固措施。排烟冷却塔塔筒上开洞后破坏了壳体的旋转对称性，因此，需考虑风荷载和地震荷载不同方向角对塔筒结构安全的影响。经过计算分析，找出最不利风向角和水平地震方向角时冷却塔通风筒及洞口、斜支柱、基础的最不利内力。烟道直径一般在5m～9m范围内，常规设置的人字柱净空一般不能满足烟道运输、安装的需求。因此需要在人字柱布置时采取适当的措施。3.5自然通风冷却塔的荷载及内力计算3.5.1本条主要列出了自然通风冷却塔塔筒内力计算应考虑的荷载。烟道对塔筒的作用是排烟冷却塔特有的。当烟道支撑在塔筒上时，应考虑烟道对塔筒的作用。3.5.3、3.5.4作用在冷却塔表面上的等效设计风荷载，其有关参数主要是根据《建筑结构荷载规范》GB50009一2012（以下简称《荷载规范川的规定和近年来国内有关冷却塔风荷载大量试验结果制定的。(1）多年来国内在冷却塔设计中，其基本风压峭的取值，曾经按60年｝遇取用。然而，目前国外除美国CACI334〕取值标准较高外，如英国CBS）、德国（VGB）均按50年一遇取值；我国现行的《荷载规范》规定，基本风压按50年一遇取值。为使本规范能与国内、国外的相应规范趋于一致，自然通风冷却塔的基本风压峭的取值规定了按50年一遇气象资料来取用。最小基本风压值。.3kN/m3是按《荷载规范》取用的。当冷却塔建在不同的地区时，应根据地形、地貌的不同对基本165 风压值进行修正，见《荷载规范》中第8.2节的有关规定。(2〕风压高度变化系数µ，按《荷载规范》相应地貌类别分别进行取值，可查阅《荷载规范》表8.2.10(3〕双曲线冷却塔平均风压分布系数。自新中国成立以来，在工程设计中，风压分布曲线基本采用：罗比锡三项式，1984年通过鉴定的西安热工所等单位在茂名实测的无肋塔风压分布曲线8项式及拟合曲线（北大Su曲线）见图2oc90120150../1800(0)：罗比锡”n=l20图2元肋塔风压分布曲线图2中元肋双曲面冷却塔风压分布曲线，是按原水利电力部1984年在西安对《双曲线冷却塔风压分布和阵风响应的研究》（卢文达，西安热工研究所，1983年）的鉴定意见制定的。l〕实测修正曲线（简称修正曲线）：系指茂名3500m2塔的实际测定结果，考虑测量误差及安全等因素经过修正得到的曲线，按富氏级数（多项式）展开，即为zc,[eJ=I;α，coskf!(90)式中系数zα。＝0.4675，α1=O.2708，由＝O.7852，向＝O.5623，向＝-o.0022，由＝~o.1499，的＝O.Oil05，由＝O.0332。！2）实i则与模型试验拟合曲线（简称拟合曲线）＇系指茂名3500m2塔的实际测定结果与风洞模型试验结果拟合曲线（北大166 s•.＞，其富氏级数（多项式）展开式（90）中的系数为2的＝-o.4426，由＝O.2451，的＝O.6752，的＝O.5356，向＝O.0615，的＝-o.1384，的＝O.0014，的＝0.0650在编制过程中，分别对罗比锡、修正、拟合这3条曲线进行了计算和比较，图3和表40、表41即是用这3条不同的风压分布曲线对3500m2和8000m2两个塔型的计算比较结果（基本风压值阻。＝O.56kPa）。H0(m)··拟合纠＼i3500m"500-400300-200<1000100200300400500600To[0=7呵。剖m)-T,[O非］伽)垂直距离（m】军粮城圆弧形I10海河100~1205~6o.81.54.231966年友电厂-排＊高桥黄埔江托盘式246400~5008~10J.52.04.52.31971年发电厂（潮沙河道〉排＊徐塘〈取水〉大圆弧取、36大运洞12025~3041.lI31974年发电厂I3排水黄埔珠江3504476l4!.52.5双向排直1978年发电厂（潮沙洞道〉〈河卫） 设φι、矶、队、φz相应代表总散热通量、对流、蒸发、辐射散热通量，则：φL＝φ，＋φ，＋φ，＝（α，＋kα＋α3)fiT(114)式中山、阳、白一一对流、蒸发、辐射散热系数；α～→蒸发系数，ke,（饱和水汽压）－T，（水面温度〉曲线的斜率，即k=ae,/aT，。如果矶、α、的均与水温或水气温差无关，则·月φIKmz一」＝α，＋ka＋曲(115)“aT,"0水面散热能力EH=)AKmCTs-T.)dA(116)式中，T.一一废热排人前的水域自然水温（℃）;A一一水域面积（m勺。大量观测资料显示，蒸发散热一般为总散热量的主体；对流散热（显热传送〉通过Bowen比与蒸发散热（潜热传送）建立联系，可以归入蒸发项。因此，对蒸发散热的估算精度成为影响整个散热能力举足轻重的因素。采用蒸发系数的正确性和精确度，将直接关系着水面冷却能力计算的正确性和精确度。国内外对水面蒸发系数已做过大量观测研究工作，并已有大量估算这个系数的经验公式，这些公式存在的问题是＝(1）影响蒸发系数的各个参数中，多数公式未考虑水气温差的影响s或者虽有反映，但试验根据不足。(2）试验方法及分析方法缺乏统一性，量测精度不高或不和谐。(3）试验资料具有地区性，公式的使用范围受限。(4）缺乏影响蒸发系数的单因子分析。我国原水电部为解决这一课题，于1978年～1985年间由中国水利水电科学研究院负责，组织全国有关单位协同攻关，取得了•211 包括以下两个方面的成果g第一方面，综合分析全国各地区观测基地的试验资料，提出了水面蒸发与散热系数的全国通用公式A〔参见《水面蒸发与散热系数研究》〈水面蒸发与散热系数研究协作组，1990年5月刀，该成果概括了我国各地室内外蒸发观测资料，分析了蒸发水气界面上质量、能量、动量传递过程和水文气象要素对蒸发的非线性影响，综合为P,_P，两个无量纲量及蒸发有效风速参数，使它能在我国各地出现的从逆温到极端不稳定，风速Om/s～9m/s等各要素全年实际变化范围内适用。根据具体工程相应概率不可能出现的水文气象条件，就可以算出相应条件下的蒸发系数及综合散热系数．为便于应用，还制定了计算程序软件及查算表。第二方面，在可控气象参数的专用风洞中进行系统试验研究提出了全国通用蒸发与散热系数公式B。此项工作针对火电厂或核电厂冷却水域的特点，试验参数变化范围为风速0～3m/s，水温10℃～45℃，水气温差t:>.T=O℃～35℃，相对湿度为50%～90%。公式B如实反映了室内与现场试验的实际情况，统一了自由对流、强迫对流的散热机理、天然水体与受热水体的水面蒸发规律，并受到国内蒸发试验基地资料和国外大量实测资料的检验。公式形式简单，便于实际应用。上述两方面工作提出的公式A和B，得到相互支持与检验，在我国应用优于国内外同类公式，可用于工程设计与评估。本规范推荐一般情况下采用水面蒸发与散热系数全国通用公式B,5.1.10自然水温系指没有外界客水注入的水体，在当地当时气象条件下自然形成的表层水温。天然情况下，气象因素随时而变，实现l天然表层水温（一般采用水面l平下O.lm~0.5m处的水温）也是随时而变的。设计采用的自然水温应根据实测资料或条件相似水体的观测资料确定。当缺乏观测资料时，可利用当地的气温、湿皮、风速和 太阳辐射等资料，求解天然情况下的水体热平衡方程，求取自然水温的随时变化过程。一些观测实验单位（如湖南天台蒸发试验站、江苏地理研究所和官厅水库管理处水文实验站等〉，根据自己的观测资料建立了当地的水温与气温经验公式。这样的公式有着计算简单的优点，只是应用的局限性较大，只有在工程地区的条件与建立经验公式的具体观测条件相似时，方可应用。水利电力部东北勘测设计院曾对水库的水温分布与特征进行过分析，并提出了估算水库里水温的方法，其研究成果曾在《水文》1984年第一期发表，可供参考。5.1.11需要增加辅助冷却设施，经常发生在下述的儿种情况z(1〕新建工业企业附近有自然水面可以利用，但个别季节水面的冷却能力不足。(2）己利用水面冷却的工业企业，随着生产的发展，循环水量增加很多。(3）环境保护部门对水体温度提出了新的要求等。常用的辅助冷却设施有冷却塔、喷水池和喷射冷却装置等。增建辅助的冷却设施，会使循环供水系统复杂化，增加了运行维护的难度。不同型式的辅助冷却设施，技术经济条件的差别也是比较大的，因此，要求在设计中结合工程的具体条件，进行综合的技术经济分析，以便确定选用辅助冷却设施及其型式的合理性。5.1.12作为冷却水体的水库、湖泊或河道，往往都是鱼类繁衍的优良环境，常辟为渔业生产场地。取水建〈构）筑物设置拦鱼设施，防止鱼类进入，是保证循环水系统及其工艺设备安全经济运行和防止鱼类流失的重要措施。目前国内外应用的拦鱼设施类型很多，如网锚栏、气幕栏、音响阻拦、电水锤和电栅栏等。在一定的条件下使用这些设施，均可收到一定的拦鱼效果，可在设计中选择使用。对于仔鱼的防护问题需优先考虑取水口适宜的进流方式，宜通过模型试验研究确定。5.1.13为了监督冷却水体的运行工况，积累必要的资料，分析冷•213 却水系统运行的经济性，需要设置测量仪表。冷却水体的水位测量一般设在取水泵房附近，水位测量的准确程度不应低于lcmo取水温度可在取水泵房内测量；排水温度计可设在排水系统汇合后进入冷却水体以前的便于监测的位置。温度测量的准确程度以o.2℃以内为宜。5.1.14取、排水工程布置应考虑受纳水体的环境保护要求，避开环境敏感区。为了避免水生物养殖场内的鱼类、藻类和贝壳类生物进入循环冷却水系统的管道及设备，取水口应远离水生物养殖场。排水口远离水生物养殖场主要是考虑温排水对水生物的影响。7j(温的变化会引起水体饱和水气压、运动秸度、水的密度、饱和溶解氧、氧的扩散系数等参数的变化。水温升高时，水中溶解氧减少。据有关资料介绍，水温从20℃升至30℃，氧的溶解度减少16%，升高至40℃时，减少29%，由此，对水生物的影响较大。水温升高还促使水中有机污染物质分解，加速水生物的呼吸，导致耗氧量增加。水中饱和溶解氧的降低还会使水域复氧困难、缺氧增加。在受污染的水域里，水温升高与日存在于水中的毒性物质对鱼类会产生协同作用，水温升高，毒性增大，水生物对耐受极限水温的能力也就降低。在突然升温的条件下，鱼类胚胎及鱼苗死亡率也有不同程度的增加。因此温排水对鱼类胚胎发育有着不利的影响。此外温排水还对水中浮游生物如枝角类有影响，以火电厂温排水为例，一般火电厂温排水比取水水体的水温高约8℃～10℃，它将造成水中校角类浮游生物的死亡率由常温的10%升高到40%～60%。浮游生物的死亡亦将造成鱼类饵料的减少，影响鱼类的生长。以上所述为温排水温度与天然水体温度相差较大的不利影响。温排水在环境水体内扩散较4快气与作为受纳水体的江、河、湖、海相比，其对环境水体的高温升影响严围一般很小。与此同时，温排水所带来的环境水体温升影响具有两重性，环境水体适当的温214• 度升高也有促进水生生物的生长繁殖、增加鱼类产量等效应，需结合工程实际研究确定。在工程筹建初期，应当委托有关单位进行工程水域的温排水物理模型或数学模型试验以及对生物影响的评价，了解温排水对所在水域温度场的影响和变化情况，以便采取适当措施，减少温排水对其受纳水影响范围内重要水生物的不利影响。5.1.15本条提出了确定水体的水面冷却能力和取水温度的原则。(1）水体水面的散热是个复杂的物理现象，同时具有热力学的、流体力学的和空气动力学的过程。目前，要圆满地解决冷却工程的全部问题，还存在一定的困难。但是，为了满足设计工作的要求，研究工程中所必须解决的问题，近30年来，已经积累了→定的经验和一些可行的方法，可供设计采用。(2）冷却水工程的物理模型试验，可以得到比较满意的整体流态相似和时均水力热力相似，能够直接反映出复杂的物理现象，迄今，仍然是研究冷却水工程的主要手段。在电子计算机上进行冷却水的数学模型计算，可以不受物理模型中那些相似准则的限制，具有较大的灵活性和适应性，特别是有7统一的通用程序后，可以用较短的时间来完成多种方案的计算，所以，也是现今解决水面冷却问题的重耍手段之一。其他一些方法，如利用条件相似工程的类比、经验公式和计算图表等，在一定的工程条件下，也可获得比较满意的结果。(3）在规划设计水面冷却工程时，要求解决的问题可归结为预估工程的冷却效果和确定最优工程布置囚因此，在工程规划设计的不同阶段，都应对冷却水域进行水力热力计算研究，以满足相应设计阶段内容深度的要求。在工程设计中，应该对冷却水域进行深人细致的研究．一般情况下，应进行物理模型试验。当工程条件允许，在工程的可行性研究阶段也可以利用数学模型计算或其他一些计算方法。有条件 时还可同时采用数学的和物理的两种方法，互为条件，密切配合，互补不足，比较圆满地解决冷却容量和工程布置问题。本条对冷却池、河道冷却和海湾冷却均适用。5.2冷却池5.2.1冷却j池是水面冷却的一种方式，它包括工业企业利用的既有水体（水库、湖泊等）；还包括工业企业根据当地的自然条件新建的以冷却循环水为主要任务的蓄水体，如库、湖、池等。习惯上把后一种称之为自建冷却水库、冷却湖或冷却池。新建冷却池是在天然条件下增加了一个庞大的调蓄水体，由于修建堤坝形成水体，也改变了地表径流和地下径流的原有状态，同时，堤坝及水池本身也将遭受蓄水和径流的破坏作用。本条提出设计中应注意由此而带来的一切后果，要采取相应的防护措施，确保冷却池本身的运行安全和减少对周围环境与建（构〉筑物的影响。s.2.2综合利用水库或湖泊常为多种对象服务，枯水年水体供水量的分配对工业企业来说是至关重要的。利用这种水体作为冷却池时，除应得到水利工程管理单位的供水保证以外，还应根据被利用水体的水文气象资料、水利计算、运行方式和水工建（构〉筑物的设计标准等资料，分析在不同用水户要求的枯水频率条件下，考虑了工业企业消耗水量以后可供给其他用水户的水量，并了解保证水体最低水位有关的条件。如：保证最低水位时的水量平衡，放水洞口的高程；沿岸泵站的取水能力等。需要时，应根据工业企业冷却水的运行需要，对水体的运行方式提出相应的要求。s.2.3冷却池的设计最低水位是保证工业企业正常运行的情况下，允许冷却池削落的最低水位，亦称死水位或垫底水位。设计最低水位以下的水池容积称为死库容」本条指出了水体仅作为冷却池使用时，确定最低水位应考虑的一些基本条件。当水体另有其他使用目的时，应同时考虑其他 部门对最低水位的技术要求，综合分析确定。5.2.4本条确定冷却池夏季的最小水深，考虑了以下各种因素：(1）为使冷却池的水力热力条件能具有较完整的温差异重流，充分发挥水体的散热能力，降低取水温度，希望冷却池能有比较大的水深。能形成稳定的温差异重流的水深值，视冷却池承受热负荷的大小而异。(2）为避免冷却池内水草的繁殖生长而影响排水的热扩散运行，希望冷却池的水深大于2m。(3）沿水池深度方向，水体对太阳辐射的吸收率逐渐减弱。水深不足3m时，正处于吸收太阳短波辐射量较多的范围，该处水温较高s水深超过3m时，水温递减速度快，形成自然条件下的冷热水分层。水池愈深，分层愈明显，表层与底层的温差也愈大。水深为2m～3m的浅水型冷却池，只能依靠水面散热来降低取水温度，而水深为4m～5m以上的深水池则具有热调节作用，虽然仍依靠水面散热，但由于有水体的延时均化作用，取水温度比水面面积相同的浅水池为低，利于节约工程投资和提高运行的经济性。(4）苏联1976年出版的《给水设计规范》CHHJIII~s1一74中规定“冷却池中水流循环区的平均水深，在夏季最低水位时，不应小于、3m”。(5）我国《火力发电厂水工设计规范》DL/T5339-2006中规定“冷却池在夏季最低水位时，水流循环区的水深不宜小于2.0m”。(6）本条规定了冷却池在夏季最低水位时，水流循环区的水深不宜小于2m，在条件可能的情况下，均以大于此值为宜。当水体的冷却能力比要求的冷却能力大得很多，经论证浅水域并无很不利的影响时，水深也可以小于2mo已经运行的这种浅水冷却池有g1）山东省某发电厂，利用微山湖冷却循环水，水流循环区的水217• 深为lm～1.5m,2）云南省某发电厂，利用滇池的草海冷却循环水，革海的平均水深约1.5m，最低水位时，水流循环区的水深仅为0.3m～0.4m。5.2.5正常水位（或称正常蓄水位〉是指冷却池在正常运用的情况下，满足设计的蓄水重要求应蓄到的高水位，是死库容与调节库容之和相对应的水位。洪水位是防洪特征水位的统称，包括．设计洪水位－一一遇到堤坝的设计标准洪水时，冷却池堤坝前达到的最高水位g校核洪水位－一一遇到堤坝的校核标准洪水时，冷却池堤坝前达到的最高水位。本条指出了确定冷却池的正常水位和洪水位的方法和应该考虑的一般性原则。对于新建冷却池，应如此考虑，而对于利用已有的水库或湖泊也应该按照本条的规定，提出相应的要求，供水利工程管理单位统一考虑。5.2.6冷却池的淹没处理内容有可能是多方面的，当淹没情况较复杂时，可参照现行行业标准《水电工程建设征地移民安置规划设计规范》DL/T5064的有关规定进行设计。本条仅就工业企业自建的冷却池，从自身生产工艺要求出发，规定了对池底进行必要的清理要求。这种清理工作主要有·取水口附近和库底树丛的清理及削平局部突出高丘，以免影响取水和排水的流动扩散；当池底在注水后有易浮起的草皮时，应予以消除；根据卫生防疫部门的要求，对池底进行卫生处理。5.2.7冷却池容积较大时，灌水到所得水位要有一定的时间，为了不影响工业企业的试运和投产，应安排好施工进度和激水的时间，对于人工补水的冷却池和径流量较少且年内分配不均的径流补给的冷却池更应注意。5.2.8计算冷却池的设计能力孰冷却水最高温度的水文气象条件，亦即其设计的标准，应满足生t,;工艺提出的要求，即应根据不同工业部门生产工艺的要求确定。218• 目前，冷却池主要在电力工业中应用比较广泛，本条引用了电力工业现行的设计标准，推荐为其他工业企业设计时参照使用，对有特殊要求的工业企业，应当根据需要，予以适当提高或降低。1深水型冷却池是指池水较深（一般水深大于4m）且有明显和稳定的温差异重流的冷却池。条文中的“多年平均的年最热月月平均自然水温......”为在各年的月平均自然水温当中，选取其最高值，然后计算它的多年平均值。Z浅水型冷却池是指池水较浅〈一般水深小于3m）、水流以平面流为主，仅在局部池区产生微弱的温差异重流或完全不产生温差异重流的冷却池。条文中的“多年平均的年最炎热连续15天平均自然水温……”为各年的最炎热连续15天平均自然水温的多年平均值。5.2.9冷却水温是经济比较中计算年运行费用的必要数据。本条规定用于经济比较的冷却水温宜采用月平均值，冷却水温度的计算是以多年逐月月平均水文和气象条件为依据的。这个规定是假设多年12个月的水文气象参数的月平均值，基本上代表了典型的全年水文气象过程，依此计算的冷却水温度能够反映出运行期间冷却池实际运行的多年平均工况。5.2.10可靠的补充水源，不仅是工业企业正常生产的保证，也是冷却池达到要求冷却能力的必要条件，不容忽视。补充水量不足，必将使冷却池水位降低，影响冷却池的冷却能力和取水建（构〉筑物的运行。冷却池补充水源的设计标准，应根据工业企业的重要性及生产工艺的要求确定。冷却池补充水的保证程度，应同工业企业供水水源的设计枯水流量的保证程度基本一致。本条规定的枯水年设计保证率是我国工业企业采用比较多的设计标准，各设计单位可结合本行业的实际需要进行选用。对于个别有特殊要求的工业企业，当有充分论证时，设计标准也可适当地提高或降低。5.2.11冷却池本身的损失水量由三部分组成，即蒸发、渗漏和排 水。冷却池一般不考虑风吹损失。蒸发损失分别按自然蒸发和附加蒸发两项考虑，计算简单，应用方便。排水量是循环水系统所要求的，应在全厂的水量平衡中统一考虑，此处根据习惯，仍作为冷却池损失水量的一部分列入。从循环水系统中引出用于其他目的而不能返回冷却池的水量，应在循环水系统的水量平衡计算中予以考虑，不计入冷却池的损失水量中。在水库的水量损失中，还常考虑有结冰损失一项。北方地区气候寒冷，冬季水库水面形成冰盏，随着水位下降，水库水面缩小，有一部分冰盖附着库岸，相当于这部分冰盖的水量，当时不能被利用，即视为结冰损失。冷却池的设计中，一般都未计及结冰损失，所以目前还没有计算结冰损失的经验和可以借鉴的计算方法，在此处提示说明一下，以引起注意。5.2.14实践表明系数K.不仅与水温有关，还与气温、风速和空气的相对湿度有关。本规范水丽蒸发系数和水面综合散热系数公式（5.1.91）和（5.1.9-2），由此二公式即可推导出附加蒸发系数K.［见本规范第5.2.14条公式（5.z.14-2)J。s.2.15冷却池的渗漏水量应为设计者所重视。严重的渗漏不仅使水池难以保持所需的水位而影响冷却能力和取水设备的运行，也常引起水工建（构）筑物的损坏，从而影响运行的安全。在任何情况下，都应该慎重地考虑冷却池的渗漏损失，并采取措施，减少渗漏水量。冷却池的渗漏水量包括有池底、坝身、坝基、坝的两翼、闸门不严密处的泄漏等项。由于不同工程地区的工程地质、水文地质、地形等条件和水工建（构）筑物形式的多样性以及地下水运动的复杂性，使冷却池的渗漏水量很难以理论计算方法确定。估算水库渗漏损失的复杂性，还在于渗漏水量随时间和条件的变化。例如，对于设计和施工良好的水库，开始使用的年份，渗•220• 漏损失水量可能较大，而随着使用年限的增长，库床淤积将使渗漏损失逐年减少，这种渗漏量的变化趋势就很难予以估算．从而看出，根据水文地质条件计算的渗漏损失水量只能是比较概略的数据。对于条件复杂的冷却池，也可以通过模拟试验研究来确定其渗漏水量。国内外各种版本的书籍和参考资料，均介绍有根据水库的水文地质条件近似估算水库的渗漏损失的方法和经验数据，可以作为冷却池设计的参考。5.2.16冷却池一般不考虑风吹损失，而渗漏损失也将随着运行年限的增长而减少，因此，由于水面蒸发，池内水的总含盐量将与日俱增。根据工艺设备对循环水水质的要求，考虑一定的排水量，对控制循环冷却水系统内由于水质变化而引起的结垢和腐蚀，以保证工艺设备具有较高的热效率，是有好处的。冷却池的排水量应按现行国家标准《工业循环冷却水处理设计规范》GB50050设计。5.2.17冷却池的泥沙淤积，无论是地表径流补水的冷却池抑或人工补水的冷却池，当补充水的含沙量较大时，都将给生产运行带来困难，因此，本条规定，设计中应充分考虑泥沙淤积对取水、排水和冷却能力的影响，必要时，应采取防止或控制淤积发展的措施。对于补充水含沙量较大的冷却池，可研究采用预先沉沙或排沙疏泼等工程措施的必要性才日需采用挖泥船的排泥沙措施时，可根据淤积的发展情况，逐步增加和完善排泥沙的工作人员和设备。5.2.18地表径流补给水的冷却池，当上游有大量来水，且水温较低时，应合理利用上游来水，使部分热水排至冷却池的下游，以提高循环水系统运行的经济性，有些冷却池，在丰水季节上游来水量较大，甚至可能满足直流供水运行，此时应把热水全部排至冷却池下游，这些运行工况都要求有把热水排向冷却池下游的旁路设施。5.2.19无论是在冷却池的模型试验还是原型观测中，都能看到风对热水扩散流动的影响。冷却池的下风向水域常是水面温度的221• 骤降区。浅水型冷却池，取水温度对风的影响特别敏感，当取水口处于下风向时，热水聚集于取水口附近，取水温度将明显升高，这已为冷却池的运行经验所证实。深水型冷却池，风对池内水流也有较大影响，如水面流态发生变化、局部水域的热水层厚度增加等，但在一般情况下，尚不足以破坏温差异重流的结构。考虑到人池年径流量的变化和工艺设备运行的要求，需要的冷却池水面最大散热能力不一定都发生在炎热季节，所以，考虑风的影响问题，应以冷却池的热负荷最大期间的主导风向为主。－般情况下，布置取水和排水工程时，要预计到不幸lj风向对取水温度的影响。取水口的位置应避离高热负荷时期的主导风向和最大迎风吹程2深层取水口顶缘高程以设置在有风吹影响的热水层厚度以下为宜。有条件时，应进行风吹模型试验，以求得合理的工程布置方案。5.2.20本条系新增条款。新建冷却池形状应尽量避免其长边走向与主风向、强风向重合，以减少风生浪等的影响。5.2.21提高冷却池水面冷却能力或降低取水温度的工程措施很多，导流堤、潜水堪和挡热墙是其中三种主要的工程措施。导流堤的作用是导引水流方向，改变水池流态，提高水池水面散热能力。导流堤在浊水型冷却池中采用较多，深水型冷却池中也有采用。潜水堪常置于排水口的扩散段内或排水口前的冷却池内。根据冷却池水位变化情况，一般设置一道或两道潜水堪。其作用为减少和均化排水口出流速度；消除折冲水流，改善扩散段内的水流特性g阻挡池内低温水入侵掺混。潜水埋用于深水型冷却池，其作用更为明显。在冷却池中，为了取得低温水，营采用深层取水的方式。挡热墙的作用在于阻挡表层热水，引进底l层冷水；导引表层热水流离取水口；吸取底层水，减少吸取水面漂浮物，改善水质；能起到扩大水•222 泵房取水口，减少进口流速的作用。挡热墙是吸取深层低温水的有效工程措施，为很多新建或扩建工程所采用。其他工程措施还有截冷墙、挡热罩、分流设施和池心取水等。冷却池设计的基础任务之一就在于合理地选择工程建〈构）筑物及其布置，能以最少的工程投资和运行费用，获取最低的冷却水温度。上述各项工程措施，在具体工程中都起到过良好的作用。在工程设计中，要吸取前人的经验，又不拘泥于已有的模式，结合工程的具体条件，通过试验研究和技术经济比较，选择最佳的工程设计方案。5.2.22冷却池堤坝拦截地表径流时，为确保堤坝和其他水工建〈构〉筑物的安全，应设排泄洪水的建（构）筑物。人工补水的冷却池，不像地表径流补水的冷却池那样必须设置泄洪建（构〉筑物，但考虑到暴雨水量和运行工况不稳定等因素，可根据需要，设置溢流设施，放水设施可根据排水、引水、放空等的实际需要设置。放水口的标高要尽量低些，以和j排出含盐量较高的底部池水。5.2.23工业企业自建的冷却池是主要生产建（构）筑物之一，它的基本功能是冷却循环水，一般应设专人管理。必要时，也可根据管理工作量的大小，设置专业机构进行管理。水务管理工作应首先保证工业企业的安全经济运行。其工作内容有计划调度、巡视检查、维护修理、观测预报等。随着蓄水体的兴建，也将带来一些其他方面的附属事业，诸如渔业生产、游览事业等综合利用项目，这也是水务管理工作的一部分内容。兴建冷却池也将对周围环境及其他工业企业、农业、交通、渔业、市政等带来－些有利的和不利的影响，处理这些影响是工业企业责无旁贷的任务，设计中应预报这些影响的存在及影响的程度，作为工业企业冷却池水务管理工作的依据之一。5.2.24本条规定了确定冷却池枢纽工程等级的原则．冷却池本身就是一座水库，应根据其库容、所服务的装机容量223• 及对下游工矿企业、城市的影响，按现行行业标准《水利水电工程等级划分及洪水标准》SL252的有关规定进行设计。5.3河道冷却5.3.1“河道冷却”是指循环水排人河道、利用河道水面散失热量，且取水温度高于上游来水温度的一种冷却方式。当上游来水量大于取水量，且取水温度等于上游来水温度时，习惯称为直流供水，而当上游来水量较少，需筑坝取水，取水温度主要取决于河道水面的散热能力时，即为河道型（一般为条带形）冷却池．河道冷却，就其水力热力特性来说，是介于直流供水和河道型冷却池之间的一种冷却方式，循环水的热排水在冷却过程中同时与上游来水进行混合，然后进入取水口，为其基本特征．利用河道冷却比起冷却池来，增加了上游来水这一重要因素。但是，对于利用河道冷却循环水所需解决的问题，如排水口附近上、下游河段的水面冷却能力；取水温度；取、排水口所在河段的热平衡状况和洞道的水温分布：取水和排水工程的最优布置方案等内容与其他水面冷却方式类似。计算河道的设计冷却能力或冷却水最高温度的水文气象条件，亦即其设计的标准，应根据生产工艺的要求确定．本规范规定的设计标准是频率为5%～10%的日平均水温和相应的水文气象条件，以供设计选用。影响河道冷却能力和冷却水温的因素众多，如上游的来水量与水温、自然水温、风速、气温和湿度等。诸多因素同时出现最不利条件的概率是比较少的。条文规定了按影响取水温度较为重要的因素，即上游来水温度的统计频率作为设计的基本参数。采用这种以水温频率计算时，应注意上游来水量的影响。上游来水量也是影响冷却能力和冷却水温度的重要因素，它能把排水的热量带向下游，相应地提高了河道的冷却能力，所以，枯水期上游来水量很小时，也可能是计算河道冷却能力的控制条件，应予224• 以注意。5.3.2河网是在一定的范围内，以分段分片的控制措施，形成纵横交错、互相沟通的河道系统。一般以天然河道为主，与湖泊、人工河渠、坑搪、平原水库等相互连接，具有蓄水、消防洪涝灾害、调节水量、弓｜水灌溉、发展和改善航程等多种作用。何网的水位除受天然径流影响以外，人工的引、排和调蓄也起着重要的作用．工业企业利用河网冷却循环水时，要认真研究河网的规划设计，除应分析注入河网系统水量的保证程度以外，更重要的是分析人为因素对冷却循环水的河网段的入流量和出流量的控制作用，来论证和选择设计最低水位。5.3.3在1可道中取水，取水口一般均设在排水口上游。当由于工程条件限制，取水口布置在上游很困难而需布置在下游时，应该慎重地研究取水的具体位置和型式，尽量减少热水回归取水口，这时，一般应通过物理模型试验来确定取水口和排水口的布置及其型式。当工程水域具备深水排放条件时宜采用水体底层排放方式，以增强温排水与环境水体的掺混稀释效应，减少温排水高温升影响区范围。对于垂直向上排水出流稳定性的判别条件如下s当排口相对淹没深度（H/D）满足zHID>0.22F，且HID二三6条件下，排水可满足水体底层稳定出流要求．排水出口密度弗氏数F。可按式017）计算。F在；D017)式中：H一一排口淹没深度（m);D一一排口直径（m);u,排口流速（m/s);Po排水密度（kg/m3);p，一一环挠水体密度（kg／旷〉。225• !JIllis.3.4本条系新增条款。温排水对环境水体温升以及取水温升影响研究应考虑泥沙冲淤引起的河床地形变化对温排水扩散及取--水温升等的影响，在洞口区域还应考虑盐水入侵引起的水动力、排水出流浮力效应变化对温度场、取水温升等的影响。s.3.5具有双向水流的潮沙河道，水位、流量和流速均处于不恒定过程中。冷却水排人潮沙洞道段，经局部掺混扩散后，伴随潮流lili在排水口上、下游河段来回游荡。冷却水的取水温度，除受潮沙流引起的排水对取水的直接影响外，还受排水在随潮沙流动的散热过程中，剩余热量积蓄而引起的水体温度的升高的影响，影响程度取决于潮流量、潮差、涨落潮历时、上游来流量、水面散热能力和取、排水口距河口的远近等因素。取、排水口的位置和型式，可根据河道的水文特征、地形和地质等条件采用分列式、重叠式、差位式和重叠双向排水等型式，一般可通过潮沙模型试验和局部正态--模型试验并综合技术经济比较择优选用。s.3.6利用河道或河网冷却循环水，除了水温条件外，河道或河网的不利水文条件下，工业企业可能取得的必需的最小水量是应当加以认真研究的。虽然在不利水文条件下，河道的上游来水流量可以满足工业企业对循环水量的需求，但是在不采取任何措施的情况下，按一般经验，从天然河道的可取水量只占上游来流量的15%～25%，如果再增加取水量就需针对河道的具体条件，采取必要的措施如修建斗槽、丁坝、拦河坝等。必要时，也应通过模型试验确定。5.4海湾冷却s.4.1本条为新增条文。给出了工程海域冷却能力计算需采用的设计水文、气象条件。其中典型潮一般可根据海域特点选取工程海域有代表性大、中、小潮或连续噜月潮。具体可参见现行行业标准《冷却水工程水力、热力模拟技术规程师L160的有关规定。对于水温要求较高的核电工程按核电厂水工设计规范执行。226 5.4.2为减少温排水对环境水体的影响区范围，宜采用深水区底层排水方式，以增强温排水与环境水体的掺混、稀释效应，削减混排水高温升区影响范围。排水出流方式对掺混稀释效果影响较敏感，宜采用物理模型试验手段加以研究确定。其他要求详见本规范条文说明第5.1.6条及第5.3.5条有关规定。水体底层排放条件可参照第5.3.3条的条文说明。5.4.3靠近河口的海域，海水的盐度分布受淡水汇人的影响，海水表层盐度低，深层盐度高，尤其在河流的丰水期这种差别更大。因此，位于河口附近的海水密度同时受到水温和盐度两个方面的影响。在这种情况下如果采用深层取水，表面排水的重叠式取、排水口，排出的热水虽然水温升高，但由于盐度高，温排水的密度比表层冷水的密度大。例如某电厂位于靠近河口的海湾，在河流的丰水期，－Sm水深处海水的盐度为20%,-Zm水深处海水的盐度为4%～5%，当水温为22℃盐度为5%的海水密度小于1.005g/cm",而水温为30℃、盐度为20%的海水密度大于1.Olg/cm3。如果采用重叠式取、排水口，从－8m处取水温22℃盐度为20%的水，经过凝汽器后虽然水温升高至30℃，但盐度并未变化，温排水的密度大于海湾水域表层水的密度，热水排出后不但不能在海城表面扩散冷却，由于密度大，再加上风浪作用，反而会很快掺入下层海水中被重新吸人取水口。因此，在靠近河口的海湾作为循环冷却水的冷却水域时，要注意海水盐度的垂直分布，采用妥善的取、排水口型式和布置。5.4.4有些利用海水作为循环冷却水的工业企业往往利用已建或结合新建的浴池，在港池内布置取、排水口。取水口设在港池内可以充分利用港池内的水深取深层低温水，还可利用港池的防浪、防淤措施，减少风浪和泥沙对取水口的不利影响囚排水口设在港池内或可利用排水冲淤，减少港池内的淤积。在港池内取水往往是可行的，往港池内排水则需慎重。对于环抱式港池，由于浴池的口门比较窄，涨潮时港池内水面面积不能满足表面散热的要求，造•227• 成港池内热量积蓄、水温升高。退潮时，由于口门小，港池内表层的热水只能退出一部分，仍有部分热水留在港池内，因此而形成港池内的海水温升超过环境保护要求的许可值．由于温排水的流量相对于港池的总容积是很小的，且排水进入港池后流速迅速降低，对港池的冲淤作用甚微。某两个电厂的港池排水模型试验表明，由于港池内的热量难以全部排出，港池内海水温升达5℃～B℃，超出环境保护允许值。因此，一般情况下不宜把循环水的排水口设在港池。有些北方的港口在冬季引人部分或全部温排水用以化冰，以利冬季通航则是另一回事。此种情况下，应考虑其他季节温排水对取水水温的影响，必要时应采取措施，非化冰季节，温排水另有排水口。5.4.5利用海湾冷却循环水的取、排水口工程布置必须考虑泥沙淤积和温排水回流对取水水温的影响。温排水的回流所影响的多数是设备运行的经济性，而泥沙淤积则往往涉及取水的安全性，因此应当首先研究和论证泥沙对取水口的淤积影响。同时，温排水通常伴随着余氯一同排放，受余氯等影响排水中所携带的大量气泡易对工程海城造成“感官污染”，故此，排水工程设计需考虑大幅度减少或消除泡沫措施。如＝排水设计时尽量减少虹吸井垣上游水位与堪后水位间的落差5采用封闭空间内的扩散消能方式，尽量减少排水出流的掺气量；加入消泡剂等。具体措施宜结合工程实际由模型试验确定。/•228• S/N:1580242·650统一一一定书一号一IE50MU4。吁一一兀nEhAU··-{。－h----－的时-「45E'