钢混结构和玻璃钢结构冷却塔技术经济比较

郝荣荣

摘要：文章以电厂钢混结构、玻璃钢结构机力冷却塔为研究目标，站在项目施工建设角度从施工周期、维护保养、建设投资等多个方面进行经济、技术分析。通过对分析过程及结构的研究可知，玻璃钢结构无论是在经济方面还是在技术应用方面都具有一定的优势，在今后实践中可以得到的广泛的推广并应用。

关键词：机力冷却塔；玻璃钢；钢混结构；施工周期；维护保养

在现代化社会经济高速发展推动作用下，电站建设项目无论是从规模上还是从数量上较以往相比明显扩大和增加，在这种背景下，电厂整体造成成本增加，结构安装复杂，施工周期延长，鉴于此，对电厂机力冷却塔进行优化成为了当务之急。玻璃钢结构具有极高的防腐性能，有效的降低了电厂后期的维护保养费用，同时也提升了电站建设项目的质量，为我国电力事业的进步奠定了扎实的基础。为了进一步了解玻璃钢结构和钢混结构的各方面差异，文章以2x30MW电厂、2xlOOMW电厂、2×300MW电厂机力冷却塔钢混结构和玻璃钢结构方案进行对比分析。

1技术对比分析

经过研究分析发现，在机组容量不同的情况下，机力冷却塔钢混结构与玻璃钢结构方案存在这一定的技术共性，下面将以此为出发点进行研究分析。

1.1热力效率与占地面积

据数据调查分析发现，钢混结构冷却塔占地面积大，热力效率较低。这是因为受到结构标准要求的限制，钢混结构冷却塔的梁柱截面比较大，其中梁截面最小值为200mmx500mm，柱子截面最小值为400mmx400mm，其截面占冷却塔整个面积的15%左右。另外，梁柱后涡流区的存在有进一步降低了有效面积。从上述数据分析可知钢混结构冷却塔的效率比较低，在一定的热力任务条件下，钢混结构的占地面积要高出五分之一左右。同钢混结构冷却塔相比，玻璃钢结构所占地面积明显下降，热力效率提升显著。玻璃钢结构冷却塔梁柱面积较小，其中梁截面可采用为100mmx40mm，柱子截面可采用75mmX75mm，其占冷却塔整体面积的5%左右，占地面积小，但是热力效率较高。

1.2土建要求及施工周期

钢混结构冷却塔占地较大，施工周期较长。从施工实践方面分析，水池施工、钢混框架施工和冷却塔安装施工周期约为一年，钢混结构冷却塔土建工作任务中，同时在混凝土施工完成后不可以立即投入到冷却塔部件安装工作，必须维护保养一段时间后才可进行其他的后续工作，故而混凝土冷却塔施工时间较长，另外混凝土冷却塔土建施工任务中，受到多方面因素的影响，在施工过程中极易出现尺寸误差，施工操作失误导致的施工反复，这些情况的出现都在无形中延长了施工周期。

而对比钢混结构冷却塔，玻璃钢结构冷却塔重量明显降低，施工周期较短，是无钢混框架。水池施工、钢混框架施工、和冷却塔安装施工周期在120天左右。在进行施工过程中，只需做好玻璃钢塔基础结构，土建施工任务量较少，所需的施工时间较短。另外一些玻璃塔零件、加工基本都实现了自动化，尺寸误差较小，在出厂之前可以进行简单的组装，这就在一定程度上加快的施工的步伐，操作便捷。

1.3耐腐蝕及维护保养

钢混结构冷却塔的钢混结构维护保养需要每隔两年进行一次，在维护保养工作中，尤为重要的就是防渗作业。另外钢混结构容易受到腐蚀，因此必须进行一定的防腐处理钢混结构才具备一定的抗腐蚀性能。另外钢混结构内部的构建为非金属化设计，但是必须对其混凝土部分进行必须要的维护和保养。而玻璃钢拉挤结构冷却塔具有较强的抗腐蚀能力。例如酸、盐、海水、污水、腐蚀性土壤、地下水、化学流体等对玻璃钢结构冷却塔不会造成破坏性的腐蚀破坏。另外玻璃钢结构塔梁、柱塔顶平台等主要的支撑结构的主体是挤拉玻璃钢桁架，这种结构的使用决定了玻璃钢结构冷却塔具有极强的抗腐蚀性，这种结构应用在酸性水或者是海水条件下也不需要进行防腐作业。塔平台是由热镀锌钢组成的，因此也具有极强的防腐性能。塔内构建是非金属化设计，在设备使用过程中无需进行人工维护或者是保养作业。

1.4结构强度

根据地方实际地质条件，设计人员在进行钢混结构冷却塔设计过程中可以结合抗风、抗震要求进行结构设计。玻璃钢拉挤结构冷却塔所使用部件之间的链接是通过螺栓螺母实现的，在进行结构设计时，设计人员同样可以结合地方实际情况进行抗风抗震设计，并利用相关结构设计设计软件进行复核，同样可以满足结构强度要求。

1.5技术参数比较

为了更加清晰的了解钢混结构冷却塔和玻璃钢拉挤结构冷却塔技术应用，下面将以表格的形式呈现出来，详见表1。

2经济对比分析

经济对比分析详见表2。电站2x30MW电厂玻璃钢结构冷却塔投资成本为675万元，对比钢混结构冷却塔投资成本节省了220万元；2xlOOMW电厂机力冷却塔玻璃钢结构投资成本为984万元，对比钢结构冷却塔投资成本节省了338万元；2x300MW燃煤电站建设项目投资成本为1150万元，对比钢结构投资成本节省了435万元。

钢混结构冷却塔是混凝土面板，因此需要制定严格的维护保养制度，定期对混凝土位置进行防渗处理；需要对塔内钢构件进行防腐处理，而传动部件和混凝土也需要间隔一定的时间进行维护保养，维护保养成本高。而玻璃钢结构冷却塔内部构建使用的是非金属化设计，结构部件不需要进行维护保养处理，只需要对传动部件进行定期的保养即可，维护保养成本低。

3钢混结构和玻璃钢结构冷却塔注意事项

在实际的冷却塔设计中，需要根据钢混结构和玻璃钢结构的技术特点对冷却塔的各设计要素进行关注，以实现冷却塔设计的经济效益最大化为目标。

3.1工艺参数控制

冷却塔的空气湿球温度和出口水温的温差会对其冷却能力产生直接的影响，为了确保冷却塔建设和使用的经济性，湿球温度和出口水温的差值一般控制在4℃以上。工业生产中冷却塔的单台处理水量不超过3000t/h。出口水温与湿球的温差是冷却塔进出口水温温差的决定性因素，进出口水温温差控制在10℃左右。

3.2风机设计选择

风机是冷却塔中最主要的设备，因而风机的选择必须要合理，确保风机对冷却塔结构的适应性。风机的风压、风量、叶片形状、静压效率及材质性能都明显不同。玻璃钢材质的风机叶片性能出色，可以在生产中加以推广。冷却塔使用的风机叶尖的线速度一般不超过60m/s。此外减速箱的选择也需要满足冷却塔安全性能的要求，在冷却塔的长期运行中，风机故障会直接导致冷却塔稳定性的下降，因而减速箱的安全系数需要在2.0以上。风机的传动轴多采用不锈钢材质，在出厂前需要进行必要的动平衡实验。配套电机可根据冷却塔工作环境的差异选择恰当的绝缘防爆等级。

3.3塔型选择

目前常见的冷却塔塔型包括逆流塔和横流塔两种，在实际的设计中需要对冷却塔的风机能耗、进水水压需求、结构建造的难度、占地面积、建设造价等进行综合的技术经济分析，以此为依据选择合适的冷却塔塔型。一般来说逆流塔的综合性能要优于横流塔。

3.4风筒选择

冷却塔的风筒需要确保热空气可以顺畅的排入大气，并回收一定的动能，确保冷却塔建设的经济效益。线性设计的风筒可以满足冷却塔的基本需求，在钢混结构及玻璃钢结构的冷却塔中都比较常见。冷却塔风筒的直线段、扩张段和收缩短的比例必须要合理，且造型应当尽可能美观。风筒结构材质包括钢板混凝土和玻璃钢等，但是以玻璃钢材质的风筒较为常见，性能也更好。

3.5布水系统

冷却塔的布水系统多采用槽式布水、管式布水，其中管式布水对于水压及水质的要求都要高于槽式布水，因而槽式布水相对来说性能更为出色。布水系统的材料多采用PP、FRP、PVC以及ABS等等，这些材质的使用效果都要优于钢管结构。除此之外喷嘴结构的选择也至关重要，要确保喷出的水滴大小和均匀度可以满足冷却效果的需求。

3.6除水器

除水器的材质和安装位置都需要进行合理的选择，木材、PP、PVC以及FRP材质的除水器都有所使用，具体选择何种材质的除水器需要根据冷却塔的水质情况和用户对抽风漂水的损失的期望值。目前冷却塔的抽风漂水损失已经可以控制在0.005%以内。

4结论

综上所述.通过对2x30MW电厂、2xlOOMW电厂、3x300MW电厂机力冷却塔钢混结构和玻璃钢结构方案进行对比分析可知，玻璃钢结构冷却塔占地面积小、施工周期短、抗腐蚀性强、保养维护保养费用低等。在相同冷却能力条件下，玻璃钢结构总投资成本比混凝土结构投资成本下降20%-30%。另外涉及到后期运行成本、能耗成本、补水加药、维护保养等，玻璃钢结构冷却塔性价比更高，鉴于此在今后电厂建设过程中可以推广应用全玻璃钢结构冷却塔。

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