摘要：地铁站中冷却塔放置通常会采用地面、半下沉、全下沉等几种形式。文章以工程实例为依据，探讨了全下沉冷却塔因冷却水管埋管深度不足，而产生的一系列问题。并就如何有效解决该问题进行简要的分析研究。同时对整改方案实行后，产生的相关工程问题及进一步优化方案也进行分析和探讨研究。
关键词：地铁站；暖通空调；下沉式冷却塔；冷却水管埋管；设计技术
一、项目设计情况：
项目为福州某地铁项目地铁站。该站原设计冷却塔放置在地面，后由于周边环境要求，需采用下沉冷却塔的形式以便减少对周边环境影响，满足环评要求。
冷却塔放置改下沉式后，由于现场覆土高度效小，埋管深度不足。冷却塔供回水管最高点高于冷却塔集水盘，当冷却水泵停机后，冷却水从集水盘中溢出。重新开机后会做成冷却水泵空转的问题。出于保证安全有效运行，延长相关设备使用寿命等考虑，需对现有情况提出整改方案。
二、根据现场情况及现有设备要求，有如下的方案：
1.冷却塔由开式冷却塔改为闭式冷却塔。
2.将冷却水泵调整至基坑，需考虑接管空间，核实水泵防雨、防水、基础做法。
3.调整冷却水管道走向，调整至最近活塞风亭出户，供回水管从顶板标高以下开孔、顶管施工至冷却塔基坑。
4.调整冷却塔高度，抬升集水盆最低处标高，满足集水盘于系统最高点。
5.冷却塔供回水管上设置电动蝶阀，同时回水关上设置止回阀，防止冷却水倒流。并在回水管路上设置补水管。
三、方案分析及选择
1.冷却塔已现场到货，如改为闭式冷却塔需重新返厂生产，产生较大工程量费用变化，并且不能满足工期要求，经过协调商洽后不采用该方案。
2.冷却塔下沉基坑已完成，如将冷却水泵调整至基坑，会侵占冷却塔通风及检修空间，无法满足冷却塔排热及后期维修要求。所以不采用该方案。
3.经过核查，冷却水管穿越活塞风道的人防门处需要抬高，但管道的标高仍能保持在冷却塔水盘标高以下，管道最高处低于冷却塔水盘约510mm，完全保证水流不会倒灌至水盘。根据现场实际情况，该方案为可行方案，但会产生较大工程费用，可作为备选方案执行。
4.修改冷却塔高度后，冷却塔有部分会突出基坑，会由全下沉冷却塔变为半下沉冷却塔。由于周边环境要求，冷却塔必须采用全下沉形式，该方案不可行。
5．该方案主要考虑冷却塔停运后，联动冷却水泵关闭。冷却塔供回水管上电动蝶阀相应关闭，防止冷却水回流到集水盘溢出。但由于停泵后管道里冷却水由于惯性仍有一定压力，而为了避免管道受到冲击，电动蝶阀比冷却水泵晚10秒左右的时间关闭。由此仍然会有部分冷却水由于重力原因回流，所以需在冷却塔回水管上安装止回阀。经核算，增加止回阀及电动蝶阀后系统阻力增大，但原冷却水泵扬程有考虑余量，仍能满足使用要求。方案可行，并且施工难度较低，工程量变化较少，从经济及工期考虑，该方案都比较合理。另外，为确保冷却水泵再次运转时，管道中为满水状态，系统最高点处增接补水管，并需设置排气阀。当冷却水泵运行前对系统进行补水排气。并设置压力传感器检测系统压力。
综上所述，根据现场实际情况，工程量变化及系统运行可靠性后期运维的难易程度等考虑，最后采用了冷却塔供回水管增加阀门的方案。
四、完成整改后问题
1、现场止回阀水平安装在水泵进水管（冷却塔至冷水机组方向性）主管。
2、安装止回阀测试后存在下列问题：
（1）系统阀门全开的情况下，补水（市政压力0.25MPa）管通过供水管（冷却塔往冷水机组方向）经过水泵，回水管（冷水机组至冷却塔方向）、布水器直接补入冷却塔。
（2）现场测试止回阀（关闭冷却塔进水阀，水泵前进水阀，中间设置排气阀，市政补水至水表停止运转，关闭补水阀）不漏水。
（3）冷却水泵进水管满水后开启冷却管水泵，冷却水泵进水管水压不稳定，冷却塔开启水泵一瞬间水位略微下降，5~10s水位通过布水器进水，冷却塔水位回归原位（略有溢出），水泵进水管40s后水泵进水压力为0。
3、推测原因：
（1）现场排气阀进气，造成水泵进气夹气。
（2）水泵扬程不足，止回阀打开部分，然后回归原位。
（3）止回阀型式不正确（现场勘查为实际为立式止回阀）。
4、重新试验现场情况：
（1）首次试验，打开冷却塔供水管（冷却塔往冷水机组方向）上的补水阀门以及最高处自动排气阀，完成补水，空气完全排除后（过程约40min），补水过程中，冷却塔布水管有水流进入水盘溢出，关闭相应阀门后，水盘停止溢出，直至完成补水排气。关闭补水阀门，开启一台循环水泵，当一台冷却水泵开启时，压力表显示压力约达到0.4MPa，约40S后，压力下降至0 MPa，水流不能形成循环，冷却塔布水管的水流至水盘后溢出，首次试验失败。
首次试验失败原因推测：冷却水泵开启后，形成负压，在低处的止回阀打开前，水泵入口管段有空气进入，推测空气是通过管道上各个排气阀进入管道内，造成管道内有大量空气，导致水流无法形成循环。
（2）再次试验，首先关闭供水管（冷却塔往冷水机组方向）上的所有排气阀，关闭回水管（冷水机组至冷却塔方向）上的阀门，其次打开补水管蝶阀，对供水管进行补水，同时打开供水管最高点处的排气阀；当管中的空气完全排尽后，关闭排气阀及停止补水，开启冷却水泵同时把回水管上的阀门打开。当一台冷却水泵开启时，压力表显示压力约达到0.4MPa，约40S后，压力下降并维持在0.1 MPa；当两台冷却水泵同时开启，压力上升并维持在0.2 MPa左右。冷却水系统循环运行，冷却塔水盘无溢水。
因冷却塔进、出水管道上电动蝶阀未投入使用，试验时，为保持水流畅通，打开了旁通管上手动蝶阀，水泵停止运行后，因手动蝶阀未能及时关闭，冷却塔水盘溢水，此情况在电动蝶阀正常运行后可避免。
5、问题原因总结：
此前咨询过排气阀厂家，得到反馈是自动排气阀是单向阀，不会反向进气，而在实际试验中得出判断，当管内形成负压时，排气阀能吸入空气，因此造成水泵空转，使得水流无法正常循环。
因现场冷却塔电动阀门设备未通电，电动蝶阀未能接收信号，关闭水泵时未能迅速关闭阀门，造成布水管的水流至水盘，造成溢水。
五、进一步优化方案控制：
1．除供水管（冷却塔往冷水机组方向）最高处上排气阀，取消供水管路上的其余排气阀。
将排气阀移至方便操作的位置（如冷却塔围栏内）。
从水泵运行后的压力表显示，压力略有不足，推测为止回阀的阻力较大，可更换开启压力更小的止回阀，如旋启式止回阀。
2.实现补水、排气自动化：
（1）补水自动化思路：补水管道上增设一个水流开关，在冷却塔供水管（冷却塔往冷水机组方向）设置压力传感器。水流开关设定为定时开启，每日水系统运行前一定时间内，当压力达到设定值后（补水时间以及压力设定值需要测试后得到），反馈信号至bas系统，bas发出指令关闭水流开关，完成补水。
（2）排气自动化思路：高处的排气阀采用口径DN50的电磁排气阀，接入bas系统，可远程电动开启、关闭，当上述补水动作完成后，bas系统发出指令，关闭电磁排气阀，阻断空气。
结束语
经过上述工程实例分析及研讨，我们可以发现在下沉式冷却塔的设计与安装中，冷却塔埋管深度是一个十分重要的考虑因素，如在设计初期未考虑到位，后期整改会产生多个问题，对项目按期如常实施会做成影响，并会增加后期改造费用。
论文作者:陈国荣
论文发表刊物:《基层建设》2019年第12期
论文发表时间:2019/7/22
标签：冷却塔论文; 水泵论文; 止回阀论文; 回水论文; 补水论文; 排气阀论文; 水流论文; 《基层建设》2019年第12期论文;