国标CECS118:2000冷却塔验收测试规程简介

王大哲
（西安建筑科技大学环境与市政工程学院）

前言

　　我国冷却塔工业经过几十年的发展，在设计制造及运行管理方面均有很大提高，在设计计算上采用焓差法，和国外己没有什么区别，在研究方面己有所前进，在加工制造上也正在接近世界先进水平，总的来看我国冷却塔工业己趋于成熟。本文就冷却塔验收测试规程作一简单介绍。

1 冷去塔性能验收测试

　　1．验收测试的必要性：冷却塔是根据使用单位提出的要求而设计建造的，这些要求是指在当地气象条件下，将某一水量从水温t1降低到水温t2，水温差达到△t，或者水散出多少热量。设计建造 好的冷却塔是否能达到这一要求，必须经过现场性能测试，据此结果确定冷却塔是否达到设计要求 可否验收。
　　2．性能达不到要求原因：性能达不到用户提出的要求也是经常存在的，原因也是多方面的，其主要原因如下。
　　（1）设计方面：由于所选的淋水填料性能偏高，或者是塔体设计不合理气流通过塔阻力大，造成风量减小，以及配水系统设计不合理配水不均匀等原因，均造成性能达不到设计要求。
　　（2）加工安装方面：如淋水填料加工制作不标准，波纹达不到原设计尺寸要求，材质上存在问题引起波形改变，以及风机风量达不到设计要求等。
　　（3）冷却塔市场不规范：目前国内生产冷却塔工厂比较多，而且大部分属于乡镇企业，有的技术力量较差，加之市场竞争激烈，有些厂对冷却塔的冷却能力有所垮大，也使运行后的冷却塔性能 达不到要求。
　　通过以上分析可以看出为了保证冷却塔的质量，满足生产要求，冷却塔性能验收测试是必不可少的。

2 国内外冷却塔验收试验概况

　　1．国外冷却塔试验：国外冷却塔建成投入运行后一般要进行性能验收试验，以便确定冷却塔的热力性能是否达到设计要求，在引进国外冷却塔时也带来了有关冷却塔的验收标准，国外的冷却塔 验收试验标准有美国冷却塔协会标准，即CTIode ATC--105，美国机械工程师协会标准ANSI／ASME，英国标准BSI BS4485 Powt2，德国标准DIN 1947，日本标准JIS8609以及原苏联标准BCH25－80， 其中日本标准是为小型机械通风冷却塔试验用的，苏联标准主要用干自然通风冷却塔的原体观测。一般标准几年后就要修订一次，如美国CTI标准，就有1982年，1990年及1997年版本，目前使用比较厂泛的是CTI标准，如美国马利公司，法国赫尔蒂公司冷却塔验收的均采用该标准。
　　2．国内冷却塔试验:国内开展冷却塔试验工作比较早，早期的试验主要是设计部门为了解投入运行后冷却塔的冷却效果，通风阻力及配水情况等而进行的试验，其目的是为设计积累资料，为冷却塔合理运行提供依据。随着经济体制的改革，冷却塔生产厂的出现，冷却塔己经作为一种商品，所以购买或改造后的冷却塔性能是否达到要求，性能试验己成为必须执行合同的一部分。
　　六十年代之前国内没有专门为冷却塔试验制定的标准，仅在一些书中对冷却塔试验作了介绍，如1962年由中国工业出版社出版的“火力发电厂循环冷却设备的运行和试验导则”1965年由有色冶金总院出版的“中小型冷却塔的设计与计算”有关于试验的章节，七十年代初由于新型林水填料的研制，玻璃钢冷却塔的出现，我国冷却塔处于快速发展阶段，冷却塔的性能是否达到要求，应该制定统一试验标准，以便进行比较，当时中国建筑科学研究院建筑标准研究所提出制定冷却塔测试标准，在征求意见时，当时建议先编一本冷却塔测试方法，这就是1979年由建筑工业出版社出版的“工业冷却塔测试方法”。该书主要由我校、西安热工研究所及上海工业建筑设计院负责编写，经多次广泛征求意见，最后经过20多个单位的专家审查定稿，可以说是大家共同努力的结果，一直当标准使用。另外，化工部给排水设计中心站组织人编制“机力通风冷却塔测试规程”（试行）本，1983年由化工部设计公司出版。在冷却塔作为单独设计规范，即GBJ102-87“工业循环水冷却设计规范”编制完成后，由能源部电力设计规划管理局下达任务，由东北电力设计院负责同我校一起编制了能源部标准，即NDJ89-89“工业冷却塔测试技术规定”，1990年施行，一直使用到现在。在能源部标准基础上总结了近些年来国内外性能测试经验，中国工程建设标准化协会下达任务，由我校负责会同东北电力设计院、西安热工研究院以及机械部工业第四设计研究院一起编制了“冷却塔验收测试规程”即CECS118：2000，并批准于2000年12月1日施行，这就是国内冷却塔试验标准编制及使用的概况，为国内冷却塔试验提供了依据，目前一般改造或新建冷却塔合同中都加上性能验收测试的条款。性能测试己引起用户的普遍重视。

3 CECE118：2000冷却塔验收测试规程

1．规程内容
　　该规程共分十章。1总则；2术语、符号；3测试前准备工作；4测试大纲；5测试条件和要求；6测试仪表和测量方法；7测试数据处理；8测试结果评价；9小型玻璃钢冷却塔测试及评价；10测试报告。附录A冷却数近似计算公式：附录B△t-τ关系曲线；附录C冷却塔验收测试常用仪表，以及本规程用词说明，并附录了条文说明。因为噪声和飘滴损失水量有的单位要求测试有的单位不要求测试，所以作为附录给出，另外还有塔的振动问题，特别是钢结构塔结构设计和风机安装上的不合理容易出现振动，是否要将振动测试也给出，待规程修订时根据需要再考虑。
2．有关问题说明
　　（1）国内使用的冷却塔越来越多，需要进行验收测试的塔也多起来，关于如何选择测试单位总则中也作了规定，规定为具有测试能力、经验并具有资格的独立单位，独立单位是指和甲、乙两方无关的第三方。目前选择测试单位都是根据过去作过测试单位的推荐介绍来选择，由于测试单位的不规范，有的单位不具备上述条件也在作测试，加之有些用户并不了解，选择的单位技术力量不强，使测试结果偏差较大，这方面的事例也不少。在编制该规程时也曾考虑到规范测试单位问题，初步考虑由国内知名度高的冷却塔专家、教授组成资格审查组，对提出作测试单位进行审查，合格者由中国工程建设标准化协会发给资格证书，这样可以保证测试工作的质量。
　　（2）本规程适用于气水直接接触进行湿、热交换的冷却塔，包括自然通风冷却塔和机械通风冷却塔，在编制过程征求意见时有人建议将小型冷却塔也包括进去，所以增加了小型玻璃钢冷却塔的测试及评价一章。过去国内进行的冷却塔验收测试多为单座塔的测试，从塔群中选出一间进行测试，本次内容也包括了塔群的整体验收测试。
　　（3）在第5章测试条件和要求中特别说明的是测试时空气的湿球温度，规定中提出湿球温度偏离设计值不超过+5℃和-10℃，超过+5℃是不会出现的，对低于-10℃是否可行进行了分析论证，一般用户都希望夏季最热天进行试验，湿球温度低空气温度也低，为什么低到-10℃仍可作试验，从理论上分析湿球温度对冷却塔的散热特性没多少影响，另外也参照了国外一些冷却塔验收试验标准，美国冷却塔协会CTI对湿球温度偏离设计值的规定，1959年版为+3℃－7℃，1982年版为±10°F，1990年版为±15°F（8．5℃），在修订过程中不断扩大湿球温度范围，日本的标准中规定的湿球温度范围是10--30℃，所以规程中规定变化范围为+5℃--10℃，比原能源部标准±5℃，可低 5℃，这样便使试验的范围扩大，不仅是夏季有的地方春秋季也可以进行验收试验。
　　（4）在测试数据处理一章中，给出了计算公式，以及公式中一些参数的取值，其目的是便于统一，如蒸发水量带走热量系数K，在英美的计算公式中是将K略去，在原苏联的书中考虑K值，国内计算中也考虑K值，在推导公式时，即热平衡方程式（1），有的将K值放在方程式左边，式（1）是将K放在方程式右边，现统一放在方程式右边，这将使国内的计算评价相统一。

　　关于冷却数计算，逆流式冷却塔给出了两种计算方法，即辛普逊近似积分法，和切比ヨ夫积分法，这两种方法匀可用，横流塔冷却数计算，给出了三种方法。其一是修正系数法，这种方法计算比较简单，即横流式冷却塔的冷却数按逆流式冷却塔冷却数计算，然后除修正系数，另一种是平均焓差法，这是过去国内习惯用的方法，但要查图表，显然不是很好的方法，另外一种是中心差分法，这种方法计算精度要比其它方法高一些，但计算公式复杂，现己编写了计算机程序，计算起来也方便。
　　目前国内进行冷却塔测试其进塔水温有时偏离设计值比较多，因为水温对塔的散热特性影响比较大，所以本规程在评价时提出了对散热特性数的修正，并给出了公式。
　　（1）通过冷却塔测试及数据处理计算后要对冷却塔作出评价，评价指标为实测参数修正到设计条件下散热能力达到设计冷却能力的百分数，规程中规定评价指标达到95％及以上即可验收。这主要考虑测试中的误差，例如测流量仪表其精度就在2％以内，加上测温仪表和测空气量的误差，整个误差不会超过5％，所以达到95％。即认为可以验收。
　　（2）关于小型玻璃钢冷却塔的测试和评价相对比较简单，因为小塔一般有标准工况，运行中认为风量不变，测试时可不测风量，仅测进塔水流量，进出塔水温以及进塔气象参数就可进行评价，评价采用水温对比法，也就是要比较水温差，在玻璃钢冷却塔产品标准中修正水温差是由事先绘制好的图中查得的，这样使用不方便，也不够准确，本规程根据基本公式推出由计算方法求水温差的计算公式，其结果与查图方法很相近，所以也列人在规程中。

4 冷却塔设计建造时应考虑到冷却塔的验收测试

　　在冷却塔设计规范GBJ102-87“工业循环水冷却设计规范”第2．1．28条规定了应考虑在测试的使用仪表的安装位置和设施，而实际上往往对这方面考虑不够，首先应确定塔群是总体验收试验，还是选其中某一间塔进行验收试验，选单间搭试验主要是当集水池相互连通单间塔如何测量出塔水温问题，在风机进风侧风筒测风量的风筒的留孔问题，测进塔水量的管道直段问题，这些问题最好在签定冷却塔购货合同时加以考虑，如已选定测试单位，可请测试单位一起考虑。
　　另外，设计制造单位在提供新设计塔或老塔改造设计工况时同时应给出塔的热力特性曲线或公式，以及风机电机的计算功率和配套功率，如果无设计计算功率将无法由测定风机电机功率方法确定进塔空气量。

5 结束语

　　本文就冷却塔验收测试的必要性国内外的验收试验标准作了简要介绍，重点介绍了国标CECS118：2000“冷却塔验收测试规程”，在规程编制中因经费等问题有一些工作作的尚不够深入，希望在使用过程中发现不足及需修改之处随时提出，以便下版改正。目前冷却塔验收测试工作己逐渐走上正规，以引起了各方的重视，为保证冷却塔的设计制造质量，应作好冷却塔验收测试工作。