火力发电冷却塔工程

张芳

摘要： 阐述火力发电冷却塔的工作原理。同时，说明冷却塔施工作业方案及安全设施。

Abstract： This paper expounds the working principle of thermal power cooling tower and introduces the construction scheme and safety facilities of the cooling tower.

关键词： 工作原理；施工作业方案；安全设施

Key words： working principle；construction scheme；safety facilities

中图分类号：TM621.6 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2014）28-0058-02

冷却塔作为一种降温装置，其循环冷却剂通常选择水。利用水从系统中吸收热量，然后将热量排放到大气中，进而在一定程度上降低水温。工作原理为：热水从冷却塔的塔顶向下喷淋，喷下的热水在填料间形成新的水滴，以及在填料表面形成水膜，与水滴或水膜的运动方向相比，空气的运动方向正好相反，由下向上运动，在空气与水在接触的过程中，完成了热量的交换，进一步降低了水温。热水与空气之间进行的传热主要包括蒸发传热和接触传热。所谓蒸发传热是指当水在空气表面的饱和蒸汽压超过空气中水蒸汽的分压时，水滴表面的水分子克服液态水分子的吸引力进而汽化进入空气，同时带走汽化潜热，进而使得液态水的温度下降，每蒸发1kg水通常情况下要带走大约2.43×106J的热量。蒸发传热带走的热量均占冷却塔中的传热量的75-80%。接触传热是当空气温度提高而水温降低，带走的热量是显热，约为冷却塔中传热量的20-35%。整个冷却过程借着水蒸发来完成，并使冷却水继续循环使用，从经济效益上说，减少成本的浪费。冷却塔由水池及基础、人字柱、筒壁、淋水构架、溅水与除水及填料、防冻装置、塔内进水钢管、水塔钢结构附件（回水口栏栅、主水槽与分水槽闸板、塔门、平台、栏杆、扶梯、爬梯、塔顶栏杆、避雷针与避雷引下线等）等组成。按照淋水面积分为不同型号。

土方开挖施工顺序：测量放线→机械开挖→人工清基→地基验槽→砂石垫层。考虑环基基础施工须留1.0m工作面，基坑开挖坡度为1：0.75，如遇不良土层适当加大放坡。开挖过程中，设专人进行标高、轴线测量。基坑采用机械大开挖，开挖前先放出开挖边线，保留200mm原土采用人工开挖以保证地基土不受扰动。

排水降水：在基坑开挖到设计标高后，在基坑底沿四周视情况开挖300宽×500mm的盲沟（注意与基础外边缘距离至少500），水塔东西两侧留四个集水井（1000×1000×700注意与基础外边缘距离至少500）以排除基坑内积水。盲沟开挖时按3%坡向较近的集水井。盲沟及集水井内铺（1-30mm）500厚石子滤水层。

水塔开挖面积较大，环形基础较中间淋水构件基础高，不利于基础排水。因此需在中间开挖两纵两横四条300宽×500mm排水沟（盲沟）利于排水。并在环基加强段处预埋两条Φ110的PVC管，将基础内的水排出环基，排到就近的集水井内由潜水泵抽走。如图1所示。

由于冷却塔基础为倒T型，基础对温度及收缩极为敏感， 环基砼浇筑采用跳槽施工，相邻两段施工应间隔不小于10天，施工时按以下顺序施工：先施工1、3后施工2、4。如图2所示。

环基跳仓分割处用60目的筛网间隔，浇筑前24小时内，用水养护保持缝面干净湿润，以保证环基段与段之间混凝土结合牢固。

环基施工作业流程：垫层施工→环基（池壁、人子支墩插筋）钢筋绑扎→止水带安装→环基模板安装→环基砼施工→施工缝处理→池壁钢筋钢筋绑扎→池壁模板安装→池壁砼施工→砼外观验收。

作业过程中对控制点的设置：垫层放线作为一个控制点；钢筋焊接作为一个控制点；预埋件（包括套管）作为一个控制点；模板支设作为一个控制点；混凝土浇筑作为一个控制点；养护作为一个控制点；大体积混凝土测温作为一个控制点。

筒壁施工采用附着式金属三角架。模板、钢筋、砼施工均在三角架搭成的平台上和悬挂在三角架上的吊栏中进行。风筒施工采用翻模法施工，模板分3层，分别利用三角架支撑模板进行施工。筒壁挑耳分一次施工。钢筋在加工厂制作加工，砼由搅拌站集中供应。施工塔筒的通道是水塔上人爬梯的通道，此通道随筒壁施工随安装；并设置防坠器绳，人员上下的防坠器挂在此绳上。施工工序：钢筋绑扎→内模板支设→外摸板支设→三角架安装→找中心调整半径→验收→砼浇筑→模板、三角架拆除→螺栓孔堵塞→外刷养护液→翻吊栏、提升安全网。塔筒砼中水泥应用同一厂家，同一型号，同一批量不能混用，以免影响砼外表色差。砼施工在10节以下由3辆罐车运输砼，泵车浇灌。10节以上由2辆罐车供砼，用塔吊提升到所需高度，倒入走道板上的集料斗内，再用人工翻进模板内。砼统一由搅拌站进行搅拌，施工时严格控制砼的塌落度及水灰比（不大于0.5）。砼布料采取从任意一点开始背向进行最后合拢的施工方法。上下两节砼接缝处，在每节砼浇灌过程中应随时将砼顶面拉毛面并压凹槽，但不能有浮浆和松动的砼，浇灌前用水冲洗干净后，在开始点要先浇入1：1.5水泥砂浆2-3cm厚，施工采用分层赶浆法，使砼浆在前面引路，层间向前延伸的长度3m至5m，可以实行交叉流水作业，前头如无砂浆时，要补浇砂浆。浇筑砼时模板下面采用彩条布，沿筒壁围一圈，防止砼浆污染筒壁外表面。

冷却塔淋水装置预制构件在冷却塔南侧场地制作，淋水支柱、主次梁、主水槽，分水槽、配水槽均在预制场制作，采取流水作业；钢筋在制作场制作，现场绑扎；单柱、主梁周转次数多的牛腿采用2mm厚的铁板特制模板。对于其他周转次数较少的牛腿采用木模板组合；砼由搅拌站供应，用罐车运输到现场后用泵车布料。主要施工工艺流程：铺设底模→钢筋加工、制作→钢筋绑扎→模板支设→砼施工→砼养护→拆模→吊出（摆放）→循环制作。

冷却塔施工安全设施很重要：冷却塔内3.7米标高处拉设一层满堂安全网，安全网悬挂在预埋于冷却塔上的吊环（吊环安装在风筒第3节上）上。冷却塔三角架内外均要满挂安全网。塔外壁10m标高处设宽度10m的外挑安全网。在进塔主要通道及进出口上方要搭设隔离棚。隔离棚用合格的脚手管搭设（钢管规格Φ48×3.5），然后满铺脚手架板（50mm厚木板），隔离层两侧拉设密目安全网。主通道门口挂有醒目的标识牌，上写“安全通道”，上塔路径利用设计的钢爬梯，爬梯上设置安全防坠器绳，人员上下的防坠器挂在此安全绳上。在冷却塔外20米范围内拉设警戒线，特别是冷却塔的北、东两侧靠路边范围，严禁非施工人员进入。范围不足20m时，应办理安全作业票。另：走道板为25mm×130mm的落叶松板，支撑走道板的方木为80mm×80mm，用钢钉固定。夜间施工应照明充足，夜间施工照明充足是保障安全施工的重要条件，因此需在塔吊上设大镝灯2个（规格3500W），冷却塔外面设镝灯4个（1000W），其他部位照明不足时要根据实际情况适当增加照明灯。

参考文献：

[1]DL/T-5210.1-2005，电力建设施工质量验收及评定规程[S].

[2]GB50204-2011，混凝土结构工程施工质量验收规范[S].

[3]GB50202-2002，建筑地基基础工程施工质量验收规范[S].

[4]DL5009.1-2002，电力建设安全工作规程[S].endprint

摘要： 阐述火力发电冷却塔的工作原理。同时，说明冷却塔施工作业方案及安全设施。

Abstract： This paper expounds the working principle of thermal power cooling tower and introduces the construction scheme and safety facilities of the cooling tower.

关键词： 工作原理；施工作业方案；安全设施

Key words： working principle；construction scheme；safety facilities

中图分类号：TM621.6 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2014）28-0058-02

冷却塔作为一种降温装置，其循环冷却剂通常选择水。利用水从系统中吸收热量，然后将热量排放到大气中，进而在一定程度上降低水温。工作原理为：热水从冷却塔的塔顶向下喷淋，喷下的热水在填料间形成新的水滴，以及在填料表面形成水膜，与水滴或水膜的运动方向相比，空气的运动方向正好相反，由下向上运动，在空气与水在接触的过程中，完成了热量的交换，进一步降低了水温。热水与空气之间进行的传热主要包括蒸发传热和接触传热。所谓蒸发传热是指当水在空气表面的饱和蒸汽压超过空气中水蒸汽的分压时，水滴表面的水分子克服液态水分子的吸引力进而汽化进入空气，同时带走汽化潜热，进而使得液态水的温度下降，每蒸发1kg水通常情况下要带走大约2.43×106J的热量。蒸发传热带走的热量均占冷却塔中的传热量的75-80%。接触传热是当空气温度提高而水温降低，带走的热量是显热，约为冷却塔中传热量的20-35%。整个冷却过程借着水蒸发来完成，并使冷却水继续循环使用，从经济效益上说，减少成本的浪费。冷却塔由水池及基础、人字柱、筒壁、淋水构架、溅水与除水及填料、防冻装置、塔内进水钢管、水塔钢结构附件（回水口栏栅、主水槽与分水槽闸板、塔门、平台、栏杆、扶梯、爬梯、塔顶栏杆、避雷针与避雷引下线等）等组成。按照淋水面积分为不同型号。

土方开挖施工顺序：测量放线→机械开挖→人工清基→地基验槽→砂石垫层。考虑环基基础施工须留1.0m工作面，基坑开挖坡度为1：0.75，如遇不良土层适当加大放坡。开挖过程中，设专人进行标高、轴线测量。基坑采用机械大开挖，开挖前先放出开挖边线，保留200mm原土采用人工开挖以保证地基土不受扰动。

排水降水：在基坑开挖到设计标高后，在基坑底沿四周视情况开挖300宽×500mm的盲沟（注意与基础外边缘距离至少500），水塔东西两侧留四个集水井（1000×1000×700注意与基础外边缘距离至少500）以排除基坑内积水。盲沟开挖时按3%坡向较近的集水井。盲沟及集水井内铺（1-30mm）500厚石子滤水层。

水塔开挖面积较大，环形基础较中间淋水构件基础高，不利于基础排水。因此需在中间开挖两纵两横四条300宽×500mm排水沟（盲沟）利于排水。并在环基加强段处预埋两条Φ110的PVC管，将基础内的水排出环基，排到就近的集水井内由潜水泵抽走。如图1所示。

由于冷却塔基础为倒T型，基础对温度及收缩极为敏感， 环基砼浇筑采用跳槽施工，相邻两段施工应间隔不小于10天，施工时按以下顺序施工：先施工1、3后施工2、4。如图2所示。

环基跳仓分割处用60目的筛网间隔，浇筑前24小时内，用水养护保持缝面干净湿润，以保证环基段与段之间混凝土结合牢固。

环基施工作业流程：垫层施工→环基（池壁、人子支墩插筋）钢筋绑扎→止水带安装→环基模板安装→环基砼施工→施工缝处理→池壁钢筋钢筋绑扎→池壁模板安装→池壁砼施工→砼外观验收。

作业过程中对控制点的设置：垫层放线作为一个控制点；钢筋焊接作为一个控制点；预埋件（包括套管）作为一个控制点；模板支设作为一个控制点；混凝土浇筑作为一个控制点；养护作为一个控制点；大体积混凝土测温作为一个控制点。

筒壁施工采用附着式金属三角架。模板、钢筋、砼施工均在三角架搭成的平台上和悬挂在三角架上的吊栏中进行。风筒施工采用翻模法施工，模板分3层，分别利用三角架支撑模板进行施工。筒壁挑耳分一次施工。钢筋在加工厂制作加工，砼由搅拌站集中供应。施工塔筒的通道是水塔上人爬梯的通道，此通道随筒壁施工随安装；并设置防坠器绳，人员上下的防坠器挂在此绳上。施工工序：钢筋绑扎→内模板支设→外摸板支设→三角架安装→找中心调整半径→验收→砼浇筑→模板、三角架拆除→螺栓孔堵塞→外刷养护液→翻吊栏、提升安全网。塔筒砼中水泥应用同一厂家，同一型号，同一批量不能混用，以免影响砼外表色差。砼施工在10节以下由3辆罐车运输砼，泵车浇灌。10节以上由2辆罐车供砼，用塔吊提升到所需高度，倒入走道板上的集料斗内，再用人工翻进模板内。砼统一由搅拌站进行搅拌，施工时严格控制砼的塌落度及水灰比（不大于0.5）。砼布料采取从任意一点开始背向进行最后合拢的施工方法。上下两节砼接缝处，在每节砼浇灌过程中应随时将砼顶面拉毛面并压凹槽，但不能有浮浆和松动的砼，浇灌前用水冲洗干净后，在开始点要先浇入1：1.5水泥砂浆2-3cm厚，施工采用分层赶浆法，使砼浆在前面引路，层间向前延伸的长度3m至5m，可以实行交叉流水作业，前头如无砂浆时，要补浇砂浆。浇筑砼时模板下面采用彩条布，沿筒壁围一圈，防止砼浆污染筒壁外表面。

冷却塔淋水装置预制构件在冷却塔南侧场地制作，淋水支柱、主次梁、主水槽，分水槽、配水槽均在预制场制作，采取流水作业；钢筋在制作场制作，现场绑扎；单柱、主梁周转次数多的牛腿采用2mm厚的铁板特制模板。对于其他周转次数较少的牛腿采用木模板组合；砼由搅拌站供应，用罐车运输到现场后用泵车布料。主要施工工艺流程：铺设底模→钢筋加工、制作→钢筋绑扎→模板支设→砼施工→砼养护→拆模→吊出（摆放）→循环制作。

冷却塔施工安全设施很重要：冷却塔内3.7米标高处拉设一层满堂安全网，安全网悬挂在预埋于冷却塔上的吊环（吊环安装在风筒第3节上）上。冷却塔三角架内外均要满挂安全网。塔外壁10m标高处设宽度10m的外挑安全网。在进塔主要通道及进出口上方要搭设隔离棚。隔离棚用合格的脚手管搭设（钢管规格Φ48×3.5），然后满铺脚手架板（50mm厚木板），隔离层两侧拉设密目安全网。主通道门口挂有醒目的标识牌，上写“安全通道”，上塔路径利用设计的钢爬梯，爬梯上设置安全防坠器绳，人员上下的防坠器挂在此安全绳上。在冷却塔外20米范围内拉设警戒线，特别是冷却塔的北、东两侧靠路边范围，严禁非施工人员进入。范围不足20m时，应办理安全作业票。另：走道板为25mm×130mm的落叶松板，支撑走道板的方木为80mm×80mm，用钢钉固定。夜间施工应照明充足，夜间施工照明充足是保障安全施工的重要条件，因此需在塔吊上设大镝灯2个（规格3500W），冷却塔外面设镝灯4个（1000W），其他部位照明不足时要根据实际情况适当增加照明灯。

参考文献：

[1]DL/T-5210.1-2005，电力建设施工质量验收及评定规程[S].

[2]GB50204-2011，混凝土结构工程施工质量验收规范[S].

[3]GB50202-2002，建筑地基基础工程施工质量验收规范[S].

[4]DL5009.1-2002，电力建设安全工作规程[S].endprint

摘要： 阐述火力发电冷却塔的工作原理。同时，说明冷却塔施工作业方案及安全设施。

Abstract： This paper expounds the working principle of thermal power cooling tower and introduces the construction scheme and safety facilities of the cooling tower.

关键词： 工作原理；施工作业方案；安全设施

Key words： working principle；construction scheme；safety facilities

中图分类号：TM621.6 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2014）28-0058-02

冷却塔作为一种降温装置，其循环冷却剂通常选择水。利用水从系统中吸收热量，然后将热量排放到大气中，进而在一定程度上降低水温。工作原理为：热水从冷却塔的塔顶向下喷淋，喷下的热水在填料间形成新的水滴，以及在填料表面形成水膜，与水滴或水膜的运动方向相比，空气的运动方向正好相反，由下向上运动，在空气与水在接触的过程中，完成了热量的交换，进一步降低了水温。热水与空气之间进行的传热主要包括蒸发传热和接触传热。所谓蒸发传热是指当水在空气表面的饱和蒸汽压超过空气中水蒸汽的分压时，水滴表面的水分子克服液态水分子的吸引力进而汽化进入空气，同时带走汽化潜热，进而使得液态水的温度下降，每蒸发1kg水通常情况下要带走大约2.43×106J的热量。蒸发传热带走的热量均占冷却塔中的传热量的75-80%。接触传热是当空气温度提高而水温降低，带走的热量是显热，约为冷却塔中传热量的20-35%。整个冷却过程借着水蒸发来完成，并使冷却水继续循环使用，从经济效益上说，减少成本的浪费。冷却塔由水池及基础、人字柱、筒壁、淋水构架、溅水与除水及填料、防冻装置、塔内进水钢管、水塔钢结构附件（回水口栏栅、主水槽与分水槽闸板、塔门、平台、栏杆、扶梯、爬梯、塔顶栏杆、避雷针与避雷引下线等）等组成。按照淋水面积分为不同型号。

土方开挖施工顺序：测量放线→机械开挖→人工清基→地基验槽→砂石垫层。考虑环基基础施工须留1.0m工作面，基坑开挖坡度为1：0.75，如遇不良土层适当加大放坡。开挖过程中，设专人进行标高、轴线测量。基坑采用机械大开挖，开挖前先放出开挖边线，保留200mm原土采用人工开挖以保证地基土不受扰动。

排水降水：在基坑开挖到设计标高后，在基坑底沿四周视情况开挖300宽×500mm的盲沟（注意与基础外边缘距离至少500），水塔东西两侧留四个集水井（1000×1000×700注意与基础外边缘距离至少500）以排除基坑内积水。盲沟开挖时按3%坡向较近的集水井。盲沟及集水井内铺（1-30mm）500厚石子滤水层。

水塔开挖面积较大，环形基础较中间淋水构件基础高，不利于基础排水。因此需在中间开挖两纵两横四条300宽×500mm排水沟（盲沟）利于排水。并在环基加强段处预埋两条Φ110的PVC管，将基础内的水排出环基，排到就近的集水井内由潜水泵抽走。如图1所示。

由于冷却塔基础为倒T型，基础对温度及收缩极为敏感， 环基砼浇筑采用跳槽施工，相邻两段施工应间隔不小于10天，施工时按以下顺序施工：先施工1、3后施工2、4。如图2所示。

环基跳仓分割处用60目的筛网间隔，浇筑前24小时内，用水养护保持缝面干净湿润，以保证环基段与段之间混凝土结合牢固。

环基施工作业流程：垫层施工→环基（池壁、人子支墩插筋）钢筋绑扎→止水带安装→环基模板安装→环基砼施工→施工缝处理→池壁钢筋钢筋绑扎→池壁模板安装→池壁砼施工→砼外观验收。

作业过程中对控制点的设置：垫层放线作为一个控制点；钢筋焊接作为一个控制点；预埋件（包括套管）作为一个控制点；模板支设作为一个控制点；混凝土浇筑作为一个控制点；养护作为一个控制点；大体积混凝土测温作为一个控制点。

筒壁施工采用附着式金属三角架。模板、钢筋、砼施工均在三角架搭成的平台上和悬挂在三角架上的吊栏中进行。风筒施工采用翻模法施工，模板分3层，分别利用三角架支撑模板进行施工。筒壁挑耳分一次施工。钢筋在加工厂制作加工，砼由搅拌站集中供应。施工塔筒的通道是水塔上人爬梯的通道，此通道随筒壁施工随安装；并设置防坠器绳，人员上下的防坠器挂在此绳上。施工工序：钢筋绑扎→内模板支设→外摸板支设→三角架安装→找中心调整半径→验收→砼浇筑→模板、三角架拆除→螺栓孔堵塞→外刷养护液→翻吊栏、提升安全网。塔筒砼中水泥应用同一厂家，同一型号，同一批量不能混用，以免影响砼外表色差。砼施工在10节以下由3辆罐车运输砼，泵车浇灌。10节以上由2辆罐车供砼，用塔吊提升到所需高度，倒入走道板上的集料斗内，再用人工翻进模板内。砼统一由搅拌站进行搅拌，施工时严格控制砼的塌落度及水灰比（不大于0.5）。砼布料采取从任意一点开始背向进行最后合拢的施工方法。上下两节砼接缝处，在每节砼浇灌过程中应随时将砼顶面拉毛面并压凹槽，但不能有浮浆和松动的砼，浇灌前用水冲洗干净后，在开始点要先浇入1：1.5水泥砂浆2-3cm厚，施工采用分层赶浆法，使砼浆在前面引路，层间向前延伸的长度3m至5m，可以实行交叉流水作业，前头如无砂浆时，要补浇砂浆。浇筑砼时模板下面采用彩条布，沿筒壁围一圈，防止砼浆污染筒壁外表面。

冷却塔淋水装置预制构件在冷却塔南侧场地制作，淋水支柱、主次梁、主水槽，分水槽、配水槽均在预制场制作，采取流水作业；钢筋在制作场制作，现场绑扎；单柱、主梁周转次数多的牛腿采用2mm厚的铁板特制模板。对于其他周转次数较少的牛腿采用木模板组合；砼由搅拌站供应，用罐车运输到现场后用泵车布料。主要施工工艺流程：铺设底模→钢筋加工、制作→钢筋绑扎→模板支设→砼施工→砼养护→拆模→吊出（摆放）→循环制作。

冷却塔施工安全设施很重要：冷却塔内3.7米标高处拉设一层满堂安全网，安全网悬挂在预埋于冷却塔上的吊环（吊环安装在风筒第3节上）上。冷却塔三角架内外均要满挂安全网。塔外壁10m标高处设宽度10m的外挑安全网。在进塔主要通道及进出口上方要搭设隔离棚。隔离棚用合格的脚手管搭设（钢管规格Φ48×3.5），然后满铺脚手架板（50mm厚木板），隔离层两侧拉设密目安全网。主通道门口挂有醒目的标识牌，上写“安全通道”，上塔路径利用设计的钢爬梯，爬梯上设置安全防坠器绳，人员上下的防坠器挂在此安全绳上。在冷却塔外20米范围内拉设警戒线，特别是冷却塔的北、东两侧靠路边范围，严禁非施工人员进入。范围不足20m时，应办理安全作业票。另：走道板为25mm×130mm的落叶松板，支撑走道板的方木为80mm×80mm，用钢钉固定。夜间施工应照明充足，夜间施工照明充足是保障安全施工的重要条件，因此需在塔吊上设大镝灯2个（规格3500W），冷却塔外面设镝灯4个（1000W），其他部位照明不足时要根据实际情况适当增加照明灯。

参考文献：

[1]DL/T-5210.1-2005，电力建设施工质量验收及评定规程[S].

[2]GB50204-2011，混凝土结构工程施工质量验收规范[S].

[3]GB50202-2002，建筑地基基础工程施工质量验收规范[S].

[4]DL5009.1-2002，电力建设安全工作规程[S].endprint