中國冷卻塔產業發展之那些年那些事兒（一）

我國此時的冷卻塔技術多引進于前蘇聯。

唐山某處工業冷卻塔

此時，中國的冷卻塔工作者經過探索思考，開始走自己的路。一些有關冷卻塔的文章、著作的出現，打破了冷卻塔界的茫然狀態。特別值得一提的是1965年有兩本著述，一是胡倫幀等翻譯的別爾曼（蘇聯）的《循環水的蒸發冷卻》，二是中小型冷卻塔通用設計編制組編寫的《中小型冷卻塔設計與計算》，這兩本書對于中國冷卻塔工作者而言，正如在茫茫大海中航行的輪船見到了航標，對推動中國冷卻塔產業的發展起到了極大的作用。

與此同時，64m²逆流機械抽風點滴式冷卻塔與16m²、60m²機械鼓風逆流點滴式冷卻塔通用圖的完成，也大大促進了冷卻塔在中國的推廣應用。但這時的冷卻塔通用圖，由于受材料與通風設備的限制，其技術水平仍很低，如冷卻塔框架只能使用鋼筋混凝土；淋水填料、收水器只能使用水泥板條或石棉水泥板條，換熱效率低、阻力大；配水噴頭只有杯式或瓶式（管式配水），配水壓力高且不均勻，中空嚴重。鑒于上述冷卻塔構建與材料的限制，冷卻塔塔體都非常高大，能耗甚高。

鋼筋混凝土框架冷卻塔

面對這種狀況，很多有遠見的冷卻塔工作者繼續不斷地探索與追求。在上個世紀六十年代中期，相繼出現了塑料點波填料（上海第六制藥廠榮敬安）、聚乙烯塑料格網板（中國石化洛陽院吳孟周等）及酚醛紙蜂窩（東北電力院李志悌等）。雖然這些探索與發現終因當時的中國缺少聚氯乙烯、聚乙烯等基本有機化工原料而不能推廣應用。但可喜的是，適應中國國情、取材于本土、完全中國化的淋水填料——水泥格網板終于研制成功，并在唐山發電廠得到成功應用，從而成為70年代冷卻塔的主打淋水填料。

六十年代的探索孕育了中國冷卻塔產業在七十年代的起步。一大批以水泥格網板為淋水填料的冷卻塔設計紛紛出現，電力、石油、化工、石化等設計單位都有采用Φ4.7、Φ8.0冷卻風機的冷卻塔通用與復用設計。在當時的計劃經濟條件下，設計文件的索取是非常容易的，無論派員去取還是發函索取，只要花上圖紙的工本費（以公斤計算圖紙費用，約60RMB/kg）即可獲得全套設計文件，充分體現了“同志式的互助合作精神”。與此同時，一大批以生產水泥格網板為業的鄉鎮企業紛紛誕生。

水泥格網板的性能研究和加工方法的創新同時展開。水泥格網板誕生初期，采用層距250mm，共12層的安裝方式。此后，中國水利科學研究院、西安熱工院及東北電力院都進行了模擬塔和工業原型塔的大量測試與研究工作，確定了水泥格網板淋水填料的熱工與氣動性能。其中東北電力設計院研究的G16-50×50-50-4800的性能最好，其冷卻數方程為：N=1.981λ^0.5，阻力為60～70Pa。上述型號的意義是：16層50×50水泥格網板、層距50mm、尾效（指淋水填料到水池頂的距離，即雨區，可理解為進風口高度）4.8m。

加工方法也不斷適應生產發展而改進。最早水泥格網板生產采用蠟模，對石蠟質量要求比較高，水泥格網板澆筑好后，經養護達標后再把石蠟化掉脫模，回收石蠟再利用。其生產周期長、成本高。隨后出現了鋁模，以鋁鑄成模具，澆筑水泥砂漿，在養護室內經蒸汽加熱進行養護，以縮短養護時間，提高模具周轉率，減少模具數量。但在那個非常年代，鋁是制造飛機與領袖像章的敏感材料，是受控使用的材料，是不可能在冷卻塔生產中大量使用的。為降低成本、縮短制造周期，橡膠模具便應運而生，所謂橡膠模是帶壑口的橡膠板條，可相互插入與方型木（或塑料）楔組成模具，8^＃鉛絲與水泥砂漿放入后稍做振搗，即可脫模。但因無產品標準，這種加工方法在降低成本與縮短制造周期的同時，也大大降低了產品質量，蜂窩、麻面、孔洞難免產生，翹曲、斷裂、變形更是經常發生。二十世紀七十年代，中國冷卻塔可以稱為水泥格網板時代，并一直延續到八十年代初，但最終自毀于自身質量，這是非常深刻的教訓。

七十年代初，為了解決農用化肥問題，中央批準建設十三套化肥（合成氨裝置規模為30萬噸/年），分別從美國、日本、法國引進，在引進化肥工藝的同時，也引進了冷卻塔技術。從美國引進的是Marley-600型木結構點滴式橫流塔，其淋水填料分為M型塑料和木制板條兩種，風機為Φ8.53，處理水量為3000m³/h；從日本東洋公司引進的是鋼結構薄膜式冷卻塔，淋水填料為塑料多波型，風機為Φ8.53與Φ7.7，處理水量分別為3000m³/h和2000m³/h；從法國赫爾提公司引進的是鋼筋混凝土結構逆流點滴式冷卻塔，淋水填料為100×50塑料格網，風機為Φ9.14，塔體高大，處理水量為4000m³/h。后來武漢鋼鐵公司2.7m軋機又引進了德國的冷卻塔；70年代末，鎮海石化與寧夏化工廠又同時引進了日本神鋼法都拉的橫流冷卻塔。在這一時期，進口冷卻塔在中國冷卻塔界激起了層層的浪花，形成了橫流冷卻塔熱。

Marley-600型冷卻塔構造示意圖

為了研究國外冷卻塔技術，當時石化部組織對十三套化肥的冷卻塔進行了詳細測試。經測試表明，除美國Marley-600型冷卻塔達到處理能力外，其余均未達到設計處理量。而法國赫爾提公司冷卻塔處理水量僅為2700m³/h，尚未達到設計處理量的70％，因此石化部向該公司索賠了3臺風機。這是中國第一次成功地向外國冷卻塔商索賠。這次有組織的冷卻塔測試，對中國冷卻塔技術的發展起到了很大的啟發作用。

在這個年代，隨著與國外交流的開展，中國的塑料淋水填料也應運而生。35×15-60°塑料斜波首先在北京第二熱電廠應用，塑料菱形花紋、折波、高密度聚乙烯格網相繼問世。

中小型冷卻塔試驗研究會議的召開、中小型冷卻塔試驗研究小組的成立及試驗研究工作的開展，是七十年代中國冷卻塔最大的事件。

1975年，由建設部標準所組織召開了全國冷卻塔第一次研究會，國內水利、電力、石油、化工、建筑、冶金等行業知名院所與專家人士參加了會議。與會人員在會上交流了引進冷卻塔的情況，討論了中小型冷卻塔實驗裝置設計方案。經會議研究決定由上海工業建筑設計院周光亮牽頭在上海膠鞋二廠籌建冷卻塔實驗裝置，并盡快開展冷卻塔實驗研究工作，由西安冶金建筑學院王大哲主編冷卻塔測試方法，以統一冷卻塔測試驗收標準。本次會議增強了與會單位之間的冷卻塔技術交流，也促進了承擔任務的單位卓有成效地開展工作。

繼此次會議后，分別于1977年在廣州、1978年在北京召開了兩次冷卻塔技術交流會。會上，中小型冷卻塔試驗研究小組審查了工業冷卻塔測試方法，匯報了研究成果，包括淋水填料性能測試報告、配水噴頭性能測試報告、進水溫度與進塔空氣濕球溫度對淋水填料散熱冷卻數的影響以及逆流冷卻塔塔型研究等，這些成果對冷卻塔產業的發展起到了積極作用。在廣州會議上，與會代表一致要求國家在冷卻塔風機與淋水填料開發上加大資金、人力及物力投入，以滿足蓬勃發展的工業和人民生活條件的改善對冷卻塔需求的增加。此次會議最終決定以會議的名義，向國家計委、國家機械委、國家建材總局、建設部、石化部發出上述呼吁，但在計劃經濟時代，這種呼吁如石沉大海。

但改革開放徹底打破了這種沉寂，上述呼吁的冷卻塔關鍵設備與材料，在市場經濟條件下以勢如破竹之勢涌入市場，不但不再是奇缺之物，而且變賣方市場為買方市場，其銷售需要進行激烈競爭。

在國外進口冷卻塔詳細測試和冷卻塔科研成果的基礎上，冷卻塔基礎工作也在抓緊進行。石化部要求給水排水中心站組織編制的冷卻塔通用設計于1977年基本完成，煉油循環水場設計規范開始編制，工業循環水設計規范和工業循環水冷卻設計規范的編制工作也已起步……所有這些基礎工作都給冷卻塔產業錦上添花。

1977年，廣州會議曾組織與會代表參觀了廣州華僑飯店從日本進口的空調冷卻塔。當時大家對其漂亮的外觀、緊湊的結構、玻璃鋼塔體、闊葉片風機及高效淋水填料極感興趣。而時隔不到一年，機械部四院付敬遠與上海工業建筑設計院周光亮便都研制出了與上述冷卻塔相似的圓形冷卻塔，使用的風機都是上海交大任世瑤開發的、由上虞風機廠生產的冷卻軸流風機。此后，一大批冷卻塔制造廠相繼誕生。至此，使用多年的仿蘇1^＃～12^＃風機宣布退出在冷卻塔上使用的舞臺。

影響冷卻塔性能的因素有兩個方面，一是淋水填料的熱工與氣動性能，二是冷卻塔的氣動性能。所謂冷卻塔氣動性能是指包括淋水填料在內的冷卻塔各部分阻力和分配。以往我們對于冷卻塔的氣動性能缺乏了解，只有通過實驗與測試才能有較深刻的認識。

1970年，洛陽石化設計院與北京石油設計院以及北京石化工程公司組成了聯合測試組，對北京東方紅煉油廠一循冷卻塔進行了測試。通過測試發現冷卻塔進風口處、除水器到風筒進口處出現渦流區，進風口處有1/3淋水填料不進風，除水器以上的冷卻塔收縮段阻力達22Pa，風筒擴散段有直徑達2.2m的回流區，平面軸線尺寸為9×9m的冷卻塔工作風量僅有30萬m³/h，全壓阻力達165Pa，所以該塔處理水量僅有380m³/h。

1976年，中國科技大學的胡德芳在對合肥電廠冷卻塔流場進行測試時發現了與東煉冷卻塔相似的問題。隨后，他提出了合理確定冷卻塔進風口與淋水斷面的合理比例、進風口加設側向導風板和水平導風板、塔的收縮段加設導流圈、加高風筒擴散段高度等措施，以消除渦流、減少空氣阻力、提高工作風量，從而進一步提高冷卻塔處理水量。

中國冷卻塔工作者是非常善于總結實踐經驗的。1971年，作為上述測試直接參加者的鄧明華根據這些測試結果，首先在燕化勝利橡膠廠冷卻塔設計中采取了加大進風口高度、設天圓地方導風傘、加高風筒擴散段高度（直徑4.7m的風機風筒高度已達5.5m）等措施。應該說冷卻塔結構設計者和施工者在導風傘的設計與施工中付出了艱辛的努力，冷卻塔結構設計施工者在冷卻塔不斷的技術進步中所付出的辛勤勞動，是永遠不能被忘記的。