中國冷卻塔產業發展之那些年那些事兒（三）

1979年至1989年的十年間，我國先后制定了多項冷卻塔規范標準，很大程度上滿足了當時的生產技術要求。但進入90年代以后，我國的冷卻塔工藝水平進一步提高、產品性能更加優異，有必要對冷卻塔規范標準做更為細致的完善與提升。

當時國際上現有的標準包括：美國冷卻塔協會標準CTI Code ATC-105、美國機械工程師協會標準ANSI/ASME、英國標準BSI BS4485 Powt2、德國標準DIN 1947、日本標準JIS 8609以及原蘇聯標準BCH25-80，其中，日本標準是為小型機械通風冷卻塔試驗用的，蘇聯標準主要用于自然通風冷卻塔的原體觀測。

立足于行業發展現狀，我國在參考借鑒國外先進冷卻塔標準的同時，也在積極制/修訂我國的冷卻塔標準，其中包括：GB 50050-95《工業循環冷卻水處理設計規范》、SHJ31-91《石油化工企業逆流式機械通風冷卻塔結構設計規范》、GB 7190.1-1997《玻璃纖維增強塑料冷卻塔 第1部分 中小型玻璃纖維增強塑料冷卻塔》、GB 7190.2-1997《玻璃纖維增強塑料冷卻塔 第2部分 大型玻璃纖維增強塑料冷卻塔》、CECS 118：2000《冷卻塔驗收測試規程》。

1990年，烴加工出版社出版了由王良均、吳孟周及王敬等編寫的《石油化工企業用水及管理》一書，該書用很大篇幅敘述了冷卻塔的設計問題；同年，由能源部西安熱工研究所史佑吉主編的《冷卻塔運行與試驗》出版；1997年，中國水利出版社出版了趙振國所著的《冷卻塔》一書，該書總結了趙振國自己與冷卻水所多年的研究成果，并集國內外冷卻塔技術之大成，對從事冷卻塔研究、設計、教學的工作者與有興趣的在校學生而言，都是有益的教材。

經過八十年代的探索與研究，到九十年代初，越來越多的風機制造企業應運而生，中國的冷卻塔市場上很快形成了風機的系列產品。據不完全統計，全國此時常用的4.7m冷卻塔風機約6000臺，除此以外，尚有6m、8m、8.53m、9.16m等自制和引進的冷卻塔風機在運行使用。逐漸地，冷卻塔風機由原來的賣方市場變為買方市場，競爭促進了冷卻塔風機的技術進步，也帶來了完善的售后服務。此后20年來，風機葉片與減速機經過了多次改進，風機安全運行監測系統也應運而生。

圖3   九十年代的風機

（來源：威海克萊特菲爾風機股份有限公司）

總體上，中國冷卻塔風機在八、九十年代經歷了從國外引進、國產化改造和自主研制等過程之后，基本形成了規模化、系列化的風機產品，不僅可以滿足冷卻塔用戶的使用需求，而且還逐漸朝低噪、節能、多樣化的趨勢發展。

我國在大型冷卻塔工藝方面的研究，早期多集中于理論分析、模型試驗及原型觀測方面。八十年代后期和九十年代以來，我國開始了對冷卻塔流體計算軟件及模擬技術的探索與嘗試。盡管當時的計算機水平、普及度都不是很高，但仍舊為以后的模擬分析、仿真、測控類技術的興起積攢了寶貴經驗。

1986年，中國水科院的文建剛首次開始了自然通風冷卻塔的二維數值模擬研究，但受當時計算水平所限，塔內的網格尺度不夠精確，模型建立也較為簡單，塔內空氣流場的模擬結果與實際存在一定偏差；其后，中國水科院的趙順安等人在其基礎上對計算條件及模型進行了完善與優化，較好的模擬了自然通風冷卻塔的運行狀態；進入九十年代，華北電力大學、清華大學又相繼將研究內容做了進一步推進，取得了良好效果…

圖4   早期(上)與現今(下)的數值模擬研究

由于早期流體計算軟件的商業化程度很低，所以國內數值模擬的研究需要作者們自己編制程序進行計算。

得益于上世紀七、八十年代的技術引進、探索創新和經驗積累，玻璃鋼冷卻塔的發展一路突飛猛進。至九十年代末，全國已擁有專業的科研設計單位20余家，如機械工業部洛陽第四設計研究院、清華大學、北京市勞動保護研究所、上海交通大學、上海玻璃鋼研究所、輕工業部上海輕工業設計院、西南建筑設計院、華東建筑設計院等。玻璃鋼冷卻塔生產企業發展到500多家，涌現了一大批如浙江上虞聯豐玻璃鋼廠、江蘇武進玻璃鋼廠等優秀企業。

當然，快速發展的同時也曾面臨著一些問題和挑戰。國際上，我們的產品因成型工藝落后、結構不合理、價格高等因素導致競爭力低下。且隨著改革開放的深入，南方一些地區相繼出現了中美合資、中韓合資以及外商獨資的玻璃鋼冷卻塔企業，這些企業的產品大多做工精細、結構小巧玲瓏、外形精美、價格低廉，給我國原有的玻璃鋼冷卻塔企業級市場造成了較大沖擊。

在國內，中國玻璃鋼工業協會曾組織過一次全國玻璃鋼冷卻塔的行檢行評活動，結果顯示我國的玻璃鋼冷卻塔產品總體合格率不足50％，且南北差距較大。這更加刺激了我們在工藝技術、質量水平方面的進步。隨后的三年行檢行評、兩次國家產品質量監督抽查工作使我國的玻璃鋼冷卻塔生產企業開始了相互之間的交流學習、取長補短，努力提高自身的產品質量及工藝水平。這在一定程度上促進了行業的快速發展。

閉式冷卻塔在我國的發展于九十年代開始起步，當時因生產企業不多、價格高、管外易積垢等種種原因，其所占市場份額很小。加之國外產品的技術優勢并不是很大，在我國的影響也有限，我國的閉式冷卻塔發展一度緩慢。后隨生產水平的提高，部分工藝場合采用開式冷卻塔后，水質達不到工藝要求，而干式塔有時又達不到冷卻要求，這就導致閉式冷卻塔成了不二的選擇。另外，國家環保節能政策的深入及國外產品通過進口、合資等介入的帶動，更加推動了閉式冷卻塔的長足發展。一個明顯的標志是生產企業由3～4家逐漸增加至20～30家，其中合資企業有5～6家。當然，于生產商角度，促進其大力發展閉式冷卻塔業務的一個重要原因是產品利潤的變高。

客觀上，閉式冷卻塔的起步不僅為行業帶來了新的經濟增長點，同時也為冷卻塔產品的多樣化和持續搶占國際市場奠定了基礎。

繼TSNL-10-800型逆流機械抽風冷卻塔獲得成功后，天津石化設計院又結合國產風機開發了800～4500m³/h的TSNL-10系列冷卻塔。該系列冷卻塔使用部門廣泛，目前仍有大量在運行。同時，該系列冷卻塔曾兩次獲中國石化集團公司科技進步獎，并在當時國內專利申請水平普遍不高、申請數量普遍較少的情況下，獲得中國知識產權局批準的“全流道流線型逆流機械抽風冷卻塔”發明專利。

圖7   九十年代的冷卻塔專利增長趨勢

隨著大眾對冷卻塔認識的不斷加深，越來越多的人認識到逆流冷卻塔在投資、能耗、占地、防凍化冰等許多方面都優于橫流式冷卻塔。因此，從1990年開始，機械部四院與江蘇海鷗冷卻塔股份有限公司（前常州冷卻塔廠、四達冷卻塔廠）都相繼投入研發與國產風機相配套的逆流冷卻塔系列。

江蘇海鷗冷卻塔股份有限公司依靠八十年代初建成的冷卻塔實驗裝置與雄厚的技術開發實力，研制了許多淋水填料與配水噴頭，在相當大的程度上促進了冷卻塔技術的發展。機械部四院憑借其齊全的設計專業與雄厚的設計力量，依靠著付敬遠與周長西等冷卻塔專家的共同努力，在玻璃纖維增強塑料冷卻塔標準的建立、節能降噪以及大中小型冷卻塔的開發上都卓有成效，特別是其設計開發的小型冷卻塔，被全國各地的制造廠所批量生產。

圖8   “海鷗”內部的冷卻塔實驗裝置

中國冷卻塔產業初步形成“氣候”以后，如何再向前進？當前國外冷卻塔究竟是什么水平，有何技術進步？為了解釋這些疑惑，20世紀90年代中期，陜西渭河化肥廠、茂名30萬噸/年乙烯工程、遼化20萬噸/年聚酯及燕化煉油廠六循擴建，都從美國Marley公司引進了新一代冷卻塔產品——吊裝式逆流冷卻塔。其中，渭河化肥廠與遼化是全塔引進；茂名乙烯與燕化煉油是部分引進，茂名乙烯冷卻塔只引進了淋水填料、除水器及配水裝置，風機、電機及風筒采用國內配套；而燕山煉油冷卻塔除引進了茂名所引進的部份外，也從國外引進了風機。

這里應特別提出渭河化肥廠引進冷卻塔時所引起的風波：當時我國的工業冷卻塔界對該型冷卻塔持兩種截然相反的意見。一種意見認為這種吊裝式冷卻塔對于我國來說是一種嶄新的技術，同意引進；另一種意見認為我國的支撐式逆流冷卻塔已經具有國際先進水平，沒有必要再購買這些并不先進的設備，反對引進。一些國內冷卻塔生產廠商甚至把引進單位狀告到了國務院，后經國務院調查組詳細調查排除了訴主的主張，才使渭河化肥冷卻塔得以實施。而遼化、茂名及燕化的冷卻塔實施并未遇到多大阻力。

自此，我國開始把冷卻塔技術的研發重點轉向了對吊裝式逆流冷卻塔的消化吸收和創新上，十年間，通過對吊裝式逆流冷卻塔技術的消化吸收，及對國外文獻資料的研究，才發現，原來我國第一次大規模引進橫流點滴式冷卻塔時，該塔已經是國外過時的技術了，然而當時對于尚未打開國門的國人而言，當時確是全新的產品，這說明那時代我國再冷卻塔領域至少比國外落后20多年，與國外的差距，激起了我們跟蹤國外先進冷卻塔的熱情和決心，通過對吊裝塔技術十年的消化吸收和創新，以及后來上百座吊裝塔的建造與應用實踐，我們與發達國家在冷卻塔技術上的差距進一步縮小。

事實上，適當的技術引進對中國的技術進步是一種促進，在經濟全球化的時代，如果繼續堅持固步自封，盲目執行保護主義政策，吃虧上當的只有自己。實踐證明，此次逆流冷卻塔的引進確實給我們帶來了新鮮的技術路線。不但使國內冷卻塔廠商對橫流冷卻塔一些固有的缺點有了新的認識，更結束了國內冷卻塔技術盲目懵懂的時代。

此處議論一下針對再次引進冷卻塔所產生的再思考。一是在七十年代至90年代，國外的冷卻塔技術一直在發展進步，其技術與理念引進后會給我們耳目一新的感覺；二是國外的技術并不像宣傳的那樣先進，例如茂名乙烯冷卻塔用中國標準測試也只達到設計處理量的87％，再加上水溫的修正，其冷卻效率僅達到83％，用標準衡量應屬于不合格品；三是配水噴頭適應范圍很窄，水量小時很不均勻。

綜上所述，我們應該博采眾長，適當引進技術，找出與之的差距，以提高國產冷卻塔的技術水平；但我們也應自信自強，相信國產冷卻塔在設計工藝上并不比國外的差。