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GB／T 50746-2012 石油化工循环水场设计规范(完整正版、清晰无水印).pdf1·为便于在执行本规范条文时区别对待，对要求严格程度不 同的用词说明如下： 1)表示很严格，非这样做不可的： 正面词采用“必须”，反面词采用“严禁”； 2）表示严格，在正常情况下均应这样做的： 正面词采用“应”，反面词采用“不应”或“不得”； 3）表示允许稍有选择，在条件许可时首先应这样做的： 正面词采用“宜”，反面词采用“不宜”； 4)表示有选择，在一定条件下可以这样做的，采用“可”。 2条文中指明应按其他有关标准执行的写法为：“应符合 的规定”或“应按……·执行”。
《工业循环水冷却处理设计规范》GB50050 《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》GB50058 《工业循环水冷却设计规范》GB/T50102 《大气污染物综合排放标准》GB16297 《石油化工逆流式机械通风冷却塔结构设计规范》SH3031 《冷却塔塑料部件技术条件》DL/T742
《石油化工循环水场设计规范》GB/T50746一2012，经住房和 城乡建设部2012年1月21日以第1266号公告批准、发布。 本规范制定过程中，编制组进行了大量调查研究，总结了我国 石油化工企业循环水场工程建设的实践经验，同时参考了国外先 进的技术法规、技术标准。 为便于广大设计、施工和生产单位有关人员在使用本规范时 能正确理解和执行条文规定，《石油化工循环水场设计规范》编制 组按章、节、条顺序编制了本规范的条文说明，对条文规定的目的 依据以及执行中需注意的有关事项进行了说明，但是本条文说明 不具备与标准正文同等的法律效力，仅供使用者作为理解和把握 标准规定的参考
公司办公综合楼混凝土工程施工方案则 (51) 3 总体设计 (53) 3. 1 (53) 一般规定 3. 2 设计规模 (54) 3.3 补充水量 (54） 3. 4 循环冷却水设计温度的确定 (55) 3. 5 循环冷却水设计工作压力的确定 (56) 3.6. 循环冷却水的水质要求 (57) 3. 7 场址选择 (57) 3.8 场内布置 (57) 4：冷却塔 (59) 4.1 一般规定 (59) 4.2 冷却塔的计算 (61) 4.3 塔体结构与部件设计 (68) 5循环冷却水输送 (71) 5. 1 循环水泵的选择· (7·1) 5. 2 水泵附件 (72) 5. 3. 循环水泵房 (73) 5. 4 吸水池 (73) 循环冷却水处理 (74) 6. 1 一般规定 (74) 6. 2 缓蚀和阻垢 (80) 6.3 微生物控制 (84) 6.4 旁流水处理 (89)
6.5药剂储存和投配 (90) 6.6补充水和排污水处理 (91) 仪表与控制 (93) 检测与化验 (95) 供电设施 (96) 10 辅助建（构）筑物 (97)
6.6补充水和排污水处理
1.0.1本条阐明了编制本规范的宗旨以及石油化工企业循环水
我国是一个严重缺水的国家，伴随着我国经济的高速发展，人 民物质生活的极大改善，水资源短缺和水体污染问题也日益突出： 它已经成为制约国家可持续发展的重要因素。为了缓解这一矛 盾，国家制定了一系列合理利用水资源的政策和法规，目的是为了 节约用水、科学用水，减少污染，保护环境，并把节约用水、保护环 境作为我国可持续发展的重要指导方针。 石油化工企业是用水大户，冷却水在企业用水中约占90%。 因此，节约冷却水是企业节水的关键，而循环用水则是节约冷却水 的最有效措施，促进和推动循环冷却水的有效利用，将大大减少企 业的用水量。 循环冷却水系统是保证换热设备长周期安全稳定运行的重要 环节，也是保证石油化工企业产品质量和节能增效的重要条件 因此，必须对循环冷却水系统提出全面的要求，即保护环境、安全 生产、技术先进、经济合理、节约能源、节约用地、节约用水。同时， 设计作为工程建设项目的先导，必须满足便于施工、运行管理和维 修等方面的要求。 为达到以上目的和要求，提高石油化工企业循环冷却水系统 的设计水平，制定本规范。
1.0.2本条规定了本规范的适用范围。
料等方面）的原则要求，体现了设计努力通过采用新技术达到节约 资源，保护环境，降低投资和运行成本等的目的
在循环冷却水系统的各个环节上，都还面临开发新技术、采用 新工艺的重要课题，还需要不断地吸收符合我国具体情况的国外 先进经验，不断吸收国内其他行业的实践经验。这些情况都应该 落实在总结生产实践和科学试验的基础上。对新技术的采用，采 取既积极又稳妥的态度，使我国工程技术得以稳步向前发展。 1.0.4本条强调了石油化工企业循环水场设计时应同时执行国 家颁布的有关标准、规范的规定。目前涉及循环水场设计的国家 标准有《工业循环水冷却设计规范》GB/T50102、《工业循环冷却 水处理设计规范》GB50050、《机械通风冷却塔工艺设计规范》 GB/T50392，还涉及《室外给水设计规范》GB50013、《石油化工 企业设计防火规范》GB.50160等国家标准规范。因此，执行本规 范的同时还应执行国家现行的标准规范。
3..本茶闸明循 1循环水冷却工艺：将循环冷却回水（热水）经冷却塔或冷却 设施处理后成为循环冷却给水（冷水）的工艺过程。主要设计内容 为冷却塔或冷却设施的工艺设计。 2循环冷却水处理工艺设计包括下列内容： 1）补充水的处理方案； 2)设计浓缩倍数、阻垢缓蚀处理方案及控制条件； 3）系统排污水处理方案；： 4）旁流水处理方案； 5）微生物控制方案。 3循环冷却水加压输送工艺：将处理后水温和水质达到工艺 要求的循环冷却水按照工艺需要的水量和水压提升到各用水装 置。主要设计内容为吸水池、循环水泵、真空引水设施、泵进出口 阀门、管道及泵房、动力系统和控制系统等设施。 3.1.2本条阐明了循环水场的基本组成元素，有些循环水场可能 不完全具备所有元素，但能够提供满足工艺要求的循环冷却水的 系统都可构成为循环水场。 3.1.3本条阐明了循环水场设计时采用集中设置或分散设置的 原则。当厂内用水装置区域较大，或各用水装置布置分散，或装置 区域地形高差较大，经技术经济分析，确实不宜集中设置时可分区 设置几个循环水场；当工产考虑分期建设或各个装置区域开停车 运行周期有不同考虑时，也可分期或分散设置。对于各装置（单 元)对水量、水温、水压、水质有不同要求时，可通过比较优化，分别
原则。当厂内用水装置区域较大，或各用水装置布置分散，或装置 区域地形高差较大，经技术经济分析，确实不宜集中设置时可分区 设置几个循环水场；当工产考虑分期建设或各个装置区域开停车 运行周期有不同考虑时，也可分期或分散设置。对于各装置（单 元)对水量、水温、水压、水质有不同要求时，可通过比较优化，分别
设置不同的循环水场或在同一个循环水场内采用多个独立的循环 冷却水系统
3.1.4此条规定是为了避免由于个别用水装置的循环冷却水在
水温、水压尤其是水质与其他多数用水装置有明显不同时，集中布 置会影响全厂整个循环冷却水系统的安全、稳定、经济运行时采用 独立的系统设置，可设独立的循环水场或独立的循环冷却水系统。
3.2.2装置用水设备大都需要连续供给循环冷却水，还有部分用 水设备仅需要在某一时段或某一种运行工况下才需要供给循环冷 却水，为间断供水。因此，在考虑一个循环水场为若干套装置统， 提供循环冷却水的任务时，首先应保证各装置的连续用水，同时还 必须考虑各装置的间断用水；但由于各装置的连续用水是同时发 生的，而各装置的间断用水则不一定同时发生，这时应根据工艺总 流程的安排来确定哪些间断用水设备可能同时发生，从而把这部 分同时发生的间断用水加在一起，构成总的用水量。设计规模还 要考虑满足各装置最大负荷时的用水需要。因此，循环水场的规 模即循环冷却水设计水量应按其所供给的用户要求的最大连续用 水量之和加上用户可能同时发生的最大间断用水量确定。
3.3.1～3.3.3循环冷却水系统的最大小时给水量即循环冷却水 设计水量，是按照生产工艺的要求确定的；循环冷却水的供水最低 温度是由气象条件和冷却工艺决定的，而循环冷却水设计温度还 需要结合生产工艺要求通过经济技术比较最终确定：在循环水的 运行过程中，还必须补充由于蒸发损失、风吹损失、排污损失带走 的部分水量，以维持系统的水量平衡，保证系统的安全平稳运行。 系统的蒸发损失水量、风吹损失水量和排污水量应根据循环 冷却水设计水量、设计温度、地区气象条件、冷却塔的形式、浓缩倍
数等因素进行水量平衡计算，最终确定补充水量。 补水能力的设计还应考虑系统水量置换等其他因素，年补充 水量可按年平均气温进行计算，
3.3.4冷却塔的风吹损失，包括出塔空气带走的水滴和
3.4.1、3.4.2循环冷却给水设计温度，是以生产工艺换热设备允 午的最高给水温度为依据，结合当地夏季最热时期的气象条件（湿 球求温度、干球温度及大气压力）计算冷却设施可达到的最低冷却水 温并通过经济技术比较后最终确定，以较为经济合理的方案满足 生产工艺要求。
循环热水在冷却塔中通过热交换（传热、传质）被冷却，空气被 加湿加热后把水中的废热带到大气中。冷却任务表达式为： T1Cwdt 度（t²一)愈小，△h愈小，其冷却任务数愈大（冷却任务函数为 减函数，△h趋小，函数减幅趋大，气水比就会在较小的范围变化， 也就意味着处理同样水量需要更多的风量），冷却难度愈大，需要 的冷却面积和风机愈大，冷却塔投资愈高。相反冷水温度高，冷却 塔投资会小，但循环水在冷却工艺产品时若保持冷量不变则热水 温度就高，“热水温度高”对填料材质的要求就越高，寿命也会受影 响。且循环水按何种温度设计，不仅仅取决于冷却塔，还应满足循 环水所服务装置的工艺和产品收率的要求，需结合工艺冷却设备 的投资及运行费用等因素综合考虑。冷水温度的确定是对冷却塔 设计影响较大的工况参数，牵扯的因素又较多，不是一两个简单的 函数关系式能够解决的。需建立包含冷却塔投资、工艺装置的产 品收率、装置换热面积等相关因素的年综合费用的优化模型来确 定冷水温度。合理确定循环冷水水温，需要各方面协调配合和大 量数据处理。根据生产工艺的特点和冷却塔冷却的特性，在工艺 装置的产品收率影响不大情况下适当提高冷水温度是更经济的， 因为工艺换热器是间接换热，循环水的冷量是与温度呈线性关系 的，当冷量不足时只需线性地扩大换热面积就可解决。根据大量 的工程应用经验，以冷却塔设计湿球温度加4℃～5℃作为循环冷 却水给水温度来设计是较为经济合理的，因此，将此经验值作为推 荐参数
3.5循环冷却水设计工作压力的确定
3.5.1、3.5.2循环水泵组的供水压力应根据各生产工艺装置进 水压力的要求、管网系统阻力及冷却塔配水压力（余压直接上塔的 位能及满足均匀配水所需的压力）等因素确定。
，间冷开式系统的回水应优先考虑用余压直接上塔，这样可以 节省能耗和设备，同时系统水质不易受污染，
3.6循环冷却水的水质要求
3.6.1循环冷却水设计水质的确定应根据补充水水质及换热设 备的结构型式、材质、运行工况条件、污垢热阻值、腐蚀速率并结合 水处理药剂配方等因素综合确定，以满足换热设备对阻垢与缓蚀 的要求，以保证装置的长周期安全稳定运行。本规范规定的循环 冷却水水质指标与现行国家标准《工业循环水冷却处理设计规范》 GB50050的规定是相同的，详见本规范第6.1.4条的说明
3.7.1本条阐明了循环水场在总平面布置时应考愿的主要因素。 靠近最大的用水负荷，可以有效减少管道长度，降低能耗，节约建 没和运行成本；循环水场位置的选择一方面需要考虑其他设施对 冷却构筑物的气流流场与进塔的空气质量的影响，同时还应减少 冷却构筑物产生的水雾、噪声对周围环境的影响。 3.7.2循环水场布置在防爆区以外，可以减少设备材料选择时由 王防爆和安全的要求而增加投盗
3.8.1循环水场内的建筑物，如水泵房、控制室、配电间、水质处 理和药剂储存间，以及构筑物，如冷却塔、吸水池，应按照工艺流程 的顺序和联系紧密程度，合理设计相对位置和间距，以减少管线， 节约用地，方便操作和维护管理，并可充分利用地形上的高低差 异，优化水力条件，减少土建施工费用。 在考虑满足工艺条件的同时，还应在各建（构）筑物周围设置 检修、运输以及消防通道
3.8.2循环水场宜设置独立的吸水池，若受占地等因素的景
可在地形及地质允许的条件下，考虑冷却塔水池和吸水池合建，合 建水池首先应满足泵吸水的要求，同时为了减少投资和系统容积， 不应将塔下水池部分整体加深，
3.8.3石油化工企业循环水场规模较大，冷却塔的数量也较多，
这样就存在多台塔的布置问题，多台塔布置在一排简称为塔排，处 于同一塔排内首尾的冷却塔易产生湿气回流干扰，因此各国的规 范对此都有相应的规定：前苏联规定塔排长宽比宜为3：1，英国 规定塔排长宽比宜为5：1，现行国家标准《工业循环冷却水设计 规范》GB/T50102和《机械通风冷却塔工艺设计规范》 GB/T50392分别规定为5：1和3：1～5：1，本规范考虑到石化 企业的具体情况和使用的经验，推荐采用上限，即5：1。 3.8.4冷却塔塔排间同样存在湿气回流影响，避免或将此影响降 低到一定程度所要求的塔排间的距离，在石油化工企业循环水场 中是很难实现的，因此本规范仅在设计湿球温度确定时考虑湿气 回流的影响因素，而塔排间规定的最小距离只考虑土建施工时基 坑的开挖和结构设计要求，并为使用、维护留有一定的通道。 3.8.5～3.8.8冷却塔的进风条件和进风影响因素对冷却性能的 影响至关重要（可参考本规范第4.2.5条的条文说明），因此本规 范对可能影响进风的条件作出具体的规定，其主旨就是将进风的 影响因素降至最低。当遇到本规范未规定的情况时，应根据这 宗旨参照执行。 工共合班件二高时还要老虑不后
这样就存在多台塔的布置问题，多台塔布置在一排简称为塔排，处 于同一塔排内首尾的冷却塔易产生湿气回流干扰，因此各国的规 范对此都有相应的规定：前苏联规定塔排长宽比宜为3：1,英国 规定塔排长宽比宜为5：1，现行国家标准《工业循环冷却水设计 规范》GB/T50102和《机械通风冷却塔工艺设计规范》 GB/T50392分别规定为5：1和3：1～5：1，本规范考虑到石化 企业的具体情况和使用的经验，推荐采用上限，即5：1。
低到一定程度所要求的塔排间的距离，在石油化工企业循环水场 中是很难实现的，因此本规范仅在设计湿球温度确定时考虑湿气 回流的影响因素，而塔排间规定的最小距离只考虑土建施工时基 坑的开控和结构设计要求,并为使用、维护留有一定的通道。
影响至关重要（可参考本规范第4.2.5条的条文说明），因此本规 范对可能影响进风的条件作出具体的规定，其主旨就是将进风的 影响因素降至最低。当遇到本规范未规定的情况时，应根据这 宗旨参照执行。
3.8.9管道布置既要考虑本身的工艺合理性，同时还要考虑不问
3.8.9管道布置既要考虑本身的工艺合 管道材质和输送介质在使用环境下的安全经济运行和维护检修方 便性。本条是按此要求做出的规定。
草等污染物进入冷却塔内，从而影响循环冷却水水质和系统的正 常运行。
4.1.1石油化工企业循环水量较大，大型石化企业的循环水量一
般在10×104m3/h以上，若采用小型冷却塔占地较大且不方便 管理。 大、中、小型冷却塔的划分：单格冷却水量大于或等于 3000m3/h的为大型；单格冷却水量大于或等于1000m/h，且小于 3000m3/h的为中型；单格冷却水量小于1000m3/h的为小型。 逆流塔与横流塔的优劣曾经争论了很长时间，就目前冷却塔 技术的现状而言，由于薄膜填料的出现，使淋水填料高度降低到点 滴填料高度的1/4～1/3，降低了逆流塔的总体高度和配水高度， 填料的比表面积成倍增加，使逆流塔在很多方面优于横流塔。主 要体现在以下几个方面： 1）从热交换的角度看，由于水气流动的方向不同，逆流塔在热 交换过程中能够获得稳定的熔差和水蒸气分压力差，热交换更合 理、更充分。 2）横流塔内有一个很大的空气室（气流转弯必需的一个通 道），框架体积比逆流塔多30%～40%左右，同时由于逆流塔热交 换过程合理，效率高，若采用同比表面积的淋水填料，达到同样的 冷却能力，横流塔所用的填料与收水器比逆流塔多40%～50%。 因此，逆流塔比横流塔更经济。 3）逆流塔比横流塔配水高度低，因而节能。 4）由于逆流塔与横流塔结构不同，对空气形成的自然抽力也 不同，逆流塔在室外湿球温度5℃以下可以全部停开风机，而横流 塔则要在室外于球温度一5℃以下方可以全部停开风机
5）由于横流塔风筒出口离进风口较近，湿气回流量比逆流塔 更大，所以横流塔设计进塔空气湿球温度比逆流塔高0.2℃～ 0.3℃。 6）逆流塔比横流塔容易检修。 7）逆流塔配水系统不易堵塞。 8)逆流塔淋水填料片全部置于塔内，不受阳光直接照射，进塔 空气先经过淋水填料下雨区洗涤，因此逆流塔淋水填料片易保持 清洁、不易老化。 9)逆流塔的防冻化冰问题比横流塔更容易解决。 基于上述分析本规范推荐采用逆流机力通风冷却塔
更大，所以横流塔设计进塔空气湿球温度比逆流塔高0.2℃～ 0.3℃。 6）逆流塔比横流塔容易检修。 7）逆流塔配水系统不易堵塞。 8)逆流塔淋水填料片全部置于塔内，不受阳光直接照射，进塔 空气先经过淋水填料下雨区洗涤，因此逆流塔淋水填料片易保持 清洁、不易老化。 9）逆流塔的防冻化冰问题比横流塔更容易解决。 基于上述分析本规范推荐采用逆流机力通风冷却塔。 4.1.2淋水填料的热工性能和阻力性能、收水器的收水性能和阻 力性能、风筒的动能回收与阻力性能、配水喷头的流量系数与喷溅 性能、冷却塔总阻力系数等数据对冷却性能的确定影响较大，因此 要求数据准确、可靠。应由具有国家资质的独立第三方检测单位 正式出具检测报告。 4.1.3冷却塔的冷却性能是循环水场的重要指标，其确定应以具 有国家资质的独立第三方检测单位正式出具的同样塔型的测试报 告为依据。由于使用工况、气象条件与测试塔的工况、气象条件往 往不同，因此对冷却塔性能复核计算是循环水场设计的重要工作。 当冷却塔由制造商成套供应时，应对其工作气水比、工作风量、处 理水量、配水均匀性及配水压力、风机全压、轴功率等进行复核计 算，复核计算采用计算机软件时，应采用经省部级或国家级认可 的、成熟可靠的计算机软件。
力性能、风筒的动能回收与阻力性能、配水喷头的流量系数与喷溅 性能、冷却塔总阻力系数等数据对冷却性能的确定影响较大，因此 要求数据准确、可靠。应由具有国家资质的独立第三方检测单位 正式出具检测报告。
有国家资质的独立第三方检测单位正式出具的同样塔型的测试报 告为依据。由于使用工况、气象条件与测试塔的工况、气象条件往 往不同，因此对冷却塔性能复核计算是循环水场设计的重要工作。 当冷却塔由制造商成套供应时，应对其工作气水比、工作风量、处 理水量、配水均匀性及配水压力、风机全压、轴功率等进行复核计 算，复核计算采用计算机软件时，应采用经省部级或国家级认可 的、成熟可靠的计算机软件。
4.1.4石油化工企业循环水量较大，根据最大连续用水量之和加
上可能同时发生的最大间断用水量的原则，确定的循环水规模相 对正常生产运行循环水的需求量有一定的安全余量，冷却能力又 是按满足最热3个月高温出现频率为5%～10%的日平均湿球温 度确定的，因此冷却塔一般不需备用。设计时仅需考虑设置冷却 塔检修时不影响生产的相关措施，如上塔立管的控制阀、旁路管及
控制阀、水池分格、出水格栅及出水管控制阀等，即可满足企业正 常生产运行的需求。
4.2.2热力计算的理论基础是能量守恒定律：热交换过程中水失 去的能量与空气获得的能量相等。关于蒸发与散热的理论与公式 很多，众说纷绘，麦克尔将熔的概念引入，将散热与散质两方面因 素都统一到熔中，简化了算式的复杂性，减少了计算的参数，推导 出的麦克尔公式被冷却塔界普遍采用。 水传给空气的总热量为M，以水面饱和空气层的h"和湿空 气中的焰h之差，作为从水面向空气中散热的推动力，则在面积 dF上的传热量为：
由于塔的填料形状般较复杂，其表面面积不易精确计算。 所以，常用填料体积V代替其面积，则上式变为：
X 2)在公式推导过程中为简化将式 约等于式1.607.7x X+0.622 （1一1.6077x），此“近似”过程可能出现的最大误差为4%o； 二。α=1。关于刘易斯 3）麦克尔认为刘易斯系数为1，即L。= βCw 系数值的争论很多，刘易斯本人认为L。二1.05，严熙世、范瑾初主 编的《给水工程》（第四版）也认为是1.05，而有一些文献认为L一 0.9; 4)在公式推导过程中将于球温度与湿球温度之间温度变化对 应的汽化潜热看做是不变的，此项误差的级别一般是千分级的。 综合以上4项造成误差的因素，一些学者认为采用麦克尔公 式是不精确的，是偏于不安全的，个别学者甚至认为最大误差会到 10%。本规范认为麦克尔在公式推导中的这些假设和近似是可行 的，这些偏差在正常工况下均不会很大，且有互相抵消的可能。同 时，冷却塔热力计算忽略了梁柱的表面积，这部分面积占填料总热 交换面积的1%～3%，而这部分接触面多为混凝土，其亲水性能 远好于目前填料的材质一一塑料和玻璃钢，因此对热交换的作用 会不只1%～3%。综合这些分析及实际工程设计应用中计算与 实测的验证，本规范认为采用麦克尔公式只需考虑5%的安全余 量即能满足工程设计的精度。 4.2.4淋水填料散热性能的冷却数方程：工程使用条件中进水温 度（与测试时水温的不同）对淋水填料散热性能是有影响的，这是 由于水的黏度与表面张力是随温度变化的，因此温度不同时散热 性能也不同。测试性能用到比其温度高的循环水时，这个冷却数 偏于冒进，往往达不到设计效果，反之若将实测的资料用于低温 时，又偏于保守。实践证明，水温每升高5.5℃，冷却数下降 2.5%～8%。因此，必须对其冷却数方程进行修正。在没有相应 的实验资料时，可按日本学者手壕俊一等人的试验结果对逆流塔 进行修正：
度（与测试时水温的不同）对淋水填料散热性能是有影响的，这是 由于水的黏度与表面张力是随温度变化的，因此温度不同时散热 性能也不同。测试性能用到比其温度高的循环水时，这个冷却数 偏于冒进，往往达不到设计效果，反之若将实测的资料用于低温 时，又偏于保守。实践证明，水温每升高5.5℃，冷却数下降 2.5%～8%。因此，必须对其冷却数方程进行修正。在没有相应 的实验资料时，可按日本学者手嫁俊一等人的试验结果对逆流塔 进行修正：
式中：A一 填料的试验常数； to一一测试(试验)时进水温(℃); t一一实际进水温度（℃）。 对横流塔填料可采用水科院冷却水所的试验结果进行修正：
式中：g——重量风速,10"kg/(m·h);
βz = 0. 57 g.0. 35 q0.55 Z
4.2.5冷却塔内气流在淋水填料和收水器之外的流态均处于 阻力平方区，其阻力可采用阻力系数法计算。阻力系数的确定， 多数文献均采用相似风道的经验公式或系数，并未考虑塔内气 动构件的特殊性和形状系数，按照这样的阻力系数计算的结果 与冷却塔的实际阻力往往会有很大出入。如进风口阻力系数， 多数文献参照风道直角进口给出进风口阻力系数（0.5～0.55）， 显然是片面的，是有前提条件的，但各文献均未明确前提条件 是什么。根据中国水利水电科学研究院1981年在《逆流机力 通风冷却塔塔型试验研究报告》中给出试验结果（图1），在填 料塔中进风口面积与淋水面积之比在0.5以上时可以采用此 经验值，当进风口面积与淋水面积之比在0.4以下时进凤口面 积与淋水面积比值（h/L）的变小与阻力系数的增加显然已非 线性关系。同时，此阻力系数还与进风口形状相关。国际水力 研究协会（IAHR）1986年发表了M.Vauzanges和G.Ribier关 于自然塔进口空气阻力的研究，给出的阻力系数公式与实测现 象更吻合：
式中：CD 框架柱形状系数，方柱取3，圆柱取2，椭圆柱1.5； 进风口进风断面上柱的面积；
图1不同填料时塔的总阻力系数
冷却塔内空气阻力计算中被多数文献（包括现行的一些国家 标准）忽略的且影响较大的是雨区阻力的计算。进人冷却塔的循 环冷却回水通过配水装置溅洒成细小的水滴呈自由落体形态淋洒 在淋水填料上，通过填料后又以自由落体形态淋入冷却塔集水池， 因此将配水装置至淋水填料上、淋水填料下至集水池间的区域称 为雨区。上部雨区的高度与喷头的喷溅性能有关，工程中变化不 大，为使配水均匀基本在0.8m～1m间。下部雨区与进风口同 高，因此天小塔差别较天。冷却塔中气流只有在收水器和填料中 的流态不在阻力平方区，这两部分的阻力需有由其试验报告给出。 填料的实验装置也存在上、下雨区，因此填料试验的阻力性能中也 就包含了一部分雨区性能
在下部雨区，新鲜空气从进风口水平进入这个区域T／CCMA 0074-2019 挖掘机载荷谱试验方法.pdf，并转弯向 上与水滴逆行后进入淋水填料。在这个运行过程中，水滴对气流 应该产生水平阻力和垂直阻力。由于冷却塔内其他构件均可通过 几何相似模拟代替，只有雨区是无法模拟的，因此这个阻力究竟有 多大，如何求雨区阻力，一直是国内外没有很好解决的问题。 1）雨区阻力的影响：雨区对气流阻力是有影响的，这是众所周 知的，但这个影响是否可以忽略是问题的关键。表1是部分冷却 塔的实测结果相关参数的汇总表，认真分析这些冷却塔实测报告： 就能得出明确的结论，
表1部分冷却塔的实测结果
8.093X2.74992.094 249.7 286.1 24.5Pa（风速为工况3的风速
2.4m/s时）。此阻力相当于全塔静压的16.5%，忽略该部分阻力 显然会造成重大失误。 2）雨区对气流水平运行时阻力影响：在下部雨区，气流从进风 口进入冷却塔，首先水平运行通过水滴密集的雨区，因此气流在水 平运行时受到雨区阻力称为水平阻力。赵振国在《冷却塔》一书中 介绍了1984年苏联学者苏霍夫在个1：300的自然通风塔的模 型中所做的模拟试验，用插在地板上的细木杆模拟雨区，木杆的布 置多少代表不同的雨区的淋水密度。显然该模拟试验只考虑了气 流在雨区遇到的水平阻力，此试验结果可看做雨区的水平阻力系 数S，试验结果与1990年国际水力研究协会发表的 R. E, Gelfand 等试验结果基本一致：
武中：q一一淋水密度Lm/m·h)J; h一一雨区（进风口)高度（m）； L一空气水平方向流动的长度，双面进风时取塔进深的一 半（m），单面进风时取塔进深的全长。 多数文献将雨区阻力水平影响的作用［（0.1十0.0025g）L误 认为是导风装置的阻力系数，此误解可能源于对全苏水利工程科 学研究所对空气分配装置的阻力研究实验的翻译。由于翻译时使 用的“导风装置”含义与后来冷却塔的实际导风装置不同。原文导 风装置是填料下设置的有助于气流分配和转弯的装置，这样的装 置在现在的冷却塔中已经见不到了。它的阻力就是气流水平运行 时受到阻挡的阻力，与苏霍夫模拟试验细未杆对气流的阻挡作用 相近，仍可理解为雨区水平影响的阻力。从文中给出的长度就是 冷却塔的进深，也可以看出它并非我们现在意义上的导风装置。 如按照现在意义的导风装置阻力去理解：公式中导风装置长度 (L）越长阻力越大，导风装置长度（L）越短阻力越小，当L为O时 阻力为0，也就是说没有导风装置时阻力最小，那又何必加设导风
BIM技术在工程质量安全管理中的应用 .pdf式中：h,一一填料测试装置的雨区高度（m）。 4)雨区阻力系数：雨区阻力系数应该是气流在雨区遇到的水 平向阻力系数与垂直向阻力系数的和,即=.十,
武中：h，一填料测试装置的雨区高度（m）。 4)雨区阻力系数：雨区阻力系数应该是气流在雨区遇到的水 平向阻力系数与垂直向阻力系数的和，即=S十：
(0.1+0.025q)L 1 9.72h/L0.77 0.332h/L+0.02