刘望军 李秀明 孙西红 纳娟（内蒙古荣信化工有限公司，内蒙古 鄂尔多斯 014300）

大型双曲线冷却塔的加固设计

刘望军 李秀明 孙西红 纳娟（内蒙古荣信化工有限公司，内蒙古 鄂尔多斯 014300）

介绍了煤化工煤制甲醇生产循环水装置中双曲线冷却塔系统存在的问题，对冷却塔人型支柱表面损坏的影响因素进行了分析；针对影响因素对双曲线冷却塔人型支柱进行了设计改进，提高了循环水系统运行稳定性，消除了双曲线冷却塔存在的安全隐患。

双曲线冷却塔；人型支柱；挡风板；加固

内蒙古荣信化工有限公司是以煤为原料生产甲醇的一家大型国有企业，公司生产工艺先进，采用3台大型锅炉产生蒸汽，单台锅炉容量220t/h，生产过程中需要使用大量淡水。为此，我公司上了一套大型双曲线冷却塔，实现水资源的循环利用。最近双曲线冷却塔出现了一些问题，公司经过专门研究，对冷却塔进行加固设计并改进实施，提高了冷却塔的稳定性，使系统得以安全运行。

1 双曲线冷却塔在生产运行中产生的问题

我单位循环水冷却塔浇筑，高度105米，冷却面积4500 m2，是公司大型标志性建筑，冷却塔详细参数见下表一。冷却塔采用40对人型支柱支撑，生产运行中，人型支柱根部基础表面混凝土少量剥落；人型支柱表面防腐漆脱落，部分地方混凝土有剥落情况。经过多方面分析，总结出3方面的具体原因。

1.1 工艺操作的影响

冷却塔是对全公司生产运行中使用过的水进行冷却净化处理后再次循环利用。水在循环使用中需要加酸处理，冷却水加酸处理后，水中含氯离子、硫酸根离子较多，腐蚀性较强；

人型支柱及其根部常年浸泡在冷却水中，富离子水与混凝土薄弱部分缓慢反应使部分地方变质而脱落。

1.2 水流的影响

冷却塔高度大，冷却水自塔顶流到塔底，冲击力较强；生产中，冷却水持续冲刷支柱，先是将人形支柱涂刷的防腐漆冲刷掉，进一步使得支柱混凝土少量部位松动脱落。

1.3 气温的影响

公司驻地在内蒙古鄂尔多斯市，此地区冬季漫长，气温很低，塔中水很容易附着在柱子上结冰，并且冰块体积越结越大。冰块对支柱先是冻结，增大了支柱的脆性，减少了支柱的强度；同时，过重的冰块产生的拉伸力加速了对支柱的损坏。

表一双曲线冷却塔的相关技术参数

2 冷却塔的加固设计

2.1 对支柱表面的加固

支柱表面涂刷有防腐漆，但防腐漆脱落较大，部分地方混凝土也有剥落。首先需将支柱表面的防腐漆使用钢刷刷除干净，为下一步工作做好准备。清理杂物时应采取保护措施，杂物不得落入池内。原支柱混凝土采用C30混凝土，为提高结合力，用清水将支柱上混凝土剥落形成的凹坑清洗干净，并涂刷界面剂，然后填充C35细石混凝土，表面磨平抛光。后期做好混凝土养护工作。

2.2 对支柱根部的加固

冷却塔水位降低至旧支支柱根部表面20cm以下，人员立即进场施工。首先用钢刷清理支柱根部下面支墩的混凝土表面层，待原混凝土表面防腐漆及腐蚀损坏部分清理完成后，进行支墩表面凿毛，开凿植筋孔，并用清水清洗干净，涂刷界面剂，增加新旧混凝土之间的结合度。清理杂物应采取保护措施，不得落入池内。

在旧支墩上植筋并支设模板，进行混凝土浇筑施工，新混凝土支墩做成喇叭状平台，上大下小；上表面水平，侧表面与人型支柱平行，下部与人型支柱根部旧支墩表面一样大。新混凝土支墩平台表面高度位于防风板下口护圈支架下5cm处，使用C35钢筋混凝土施工；混凝土要求使用抗渗抗冻混凝土，抗渗级别：W8；抗冻级别：F250；混凝土内部钢筋采用直径10mm二级钢，纵筋与横筋均间隔200mm一根；纵筋植根与就支墩上表面，植筋深度200mm；钢筋外混凝土保护层厚50mm。见附图1。后期做好混凝土养护工作。

图1 ：基础加固示意图

2.3 对支柱的防腐处理

待支柱表面修补层细石混凝土及新支墩混凝土强度达到要求后，池中水面上混凝土支墩平台及人形柱体用耐酸碱玻璃丝网格布、6101环氧树脂胶进行涂刷缠绕，使用3布4油的施工工艺进行防腐施工处理。施工时，严禁玻璃丝布与柱子间有空鼓、起泡现象。

2.4 对冷却塔的除冰设计

因为支柱结冰,会造成凉水塔结构失稳。为此，我们在支柱外围周圈设计制作了卡槽，即挡风板支架，分布在支柱上、中、下三个地方；同时根据冷却塔人型支柱外围周长定制了一批玻璃钢挡风板；当冬季到来，支柱表面开始形成冰块时，将玻璃钢挡风板分2层安装在挡风板支架上，这样既阻止了大量冷空气使得支柱上结冰，下部也留有一定间隙流通空气，保证冷却塔的换热效果。春季气温上升后，拆除挡风板也很方便。

3 结语

该设计对冷却塔出现的安全隐患进行了处理，加固了冷却塔基础及支柱，提高了冷却塔的稳定性；施工所用的材料容易获取，成本较低；通过挡风板的安装和拆卸，能在维护冷却塔安全的情况下，发便有效调节冷却塔的冷却效果。我公司按此设计施工后支柱腐蚀剥落现象已经消除，系统正常运行，达到了预期效果。