中华人民共和国国家标准（GB/T 50102-2014）：工业循环水冷却设计规范 [Code for Design of Cooling for Industrial Recirculating Water] pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

中华人民共和国住房和城乡建设部，中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局 编

图书标签:

• 工业循环水
• 冷却
• 设计规范
• GB/T 50102-2014
• 国家标准
• 工业工程
• 冷却水系统
• 规范
• 水处理
• 节能
• 环保

出版社： 中国计划出版社

ISBN：9158024265002

版次：1

商品编码：11745332

包装：平装

外文名称：Code for Design of Cooling for Industrial Recirculating Water

开本：32开

出版时间：2015-06-01

用纸：胶版纸

页数：228

字数：191000

内容简介

　　中华人民共和国住房和城乡建设部公告第622号住房城乡建设部关于发布国家标准《工业循环水冷却设计规范》的公告现批准《工业循环水冷却设计规范》为国家标准，编号为GB/T50102-2014，自2015年8月1日起实施。原国家标准《工业循环水冷却设计规范》GB/T50102-2003同时废止。本规范由我部标准定额研究所组织中国计划出版社出版发行。住房城乡建设部2014年12月2日本规范共分5章和2个附录，主要技术内容包括：总则、术语、冷却塔、喷水池和水面冷却。本规范修订的主要技术内容是：1.增加了超大型冷却塔、海水冷却塔、排烟冷却塔的设计内容；2.删除了开放式冷却塔内容；3.根据近年科研和实践成果对原条文中的一些数据做了修改；4.在修订条文的同时，对增加和修改的条文均相应增加和修改了条文说明。本规范适用于敞开式工业循环水冷却设施的工艺和结构设计。

内页插图

目录

1总则
2术语
3冷却塔
3.1 一般规定
3.2 自然通风冷却塔工艺
3.3 机械通风冷却塔工艺
3.4 冷却塔结构设计基本要求及材料
3.5 自然通风冷却塔的荷载及内力计算
3.6 机械通风冷却塔的荷载及内力计算
3.7 淋水装置构架
3.8 构造要求
3.9 冷却塔耐久性
4喷水池
4.1 喷水池工艺设计
4.2 喷水池结构设计
5水面冷却
5.1 -般规定
5.2 冷却池
5.3 河道冷却
5.4 海湾冷却
附录A 自然通风冷却塔通风筒内侧设计气温取值
附录B 机械通风冷却塔风机和电动机当量
静荷载计算方法
本规范用词说明
引用标准名录
附：条文说明

前言/序言

工业循环冷却水系统的设计选型与优化实践 一、 引言 在现代工业生产过程中，冷却系统扮演着至关重要的角色。其核心功能在于有效移除生产过程中产生的多余热量，维持设备和工艺在适宜的温度范围内运行，从而保证生产效率、产品质量，并延长设备使用寿命。在众多冷却技术中，工业循环冷却水系统因其高效、经济、节水的特点，被广泛应用于电力、化工、冶金、制药等各个工业领域。然而，一个高效、稳定且经济的循环冷却水系统并非易事，它涉及复杂的工程计算、精确的设备选型、周密的系统布局以及长期的运行维护。 本文旨在深入探讨工业循环冷却水系统的设计、选型与优化实践，重点聚焦于如何在遵循相关设计规范的基础上，实现系统的最佳性能。我们将从系统的基本原理出发，逐步深入到关键的设计参数确定、主要设备的选择要点、系统集成与布局的考量，以及在实际运行中如何进行优化与维护，以期为工程师们提供一套系统性的设计思路和实践指导。我们将避免空泛的概念阐述，而是力求从实际工程出发，提供具体、可操作的设计原则和方法。 二、 循环冷却水系统基本原理与组成 工业循环冷却水系统，顾名思义，是通过循环泵将冷却水从冷却设备（如冷凝器、换热器）输送到冷却塔（或其他冷却装置），经冷却后再回流至冷却设备，形成一个闭合的循环。其核心在于利用水的蒸发潜热、对流传热以及辐射等方式，将工艺过程中产生的热量传递给环境。 一个典型的工业循环冷却水系统主要由以下几个核心部分组成： 1. 热负荷源（工艺设备）： 这是系统热量的主要来源，如蒸汽轮机冷凝器、化工反应器、冶金炉等。这些设备在运行过程中会产生大量的废热，需要通过冷却水进行有效带走。 2. 循环泵： 负责将冷却水从冷却塔（或冷却源）输送到工艺设备，并维持系统所需的流量和压力。泵的选型直接关系到系统的运行能耗和稳定性。 3. 冷却水管道系统： 包括进水管和出水管，将冷却水输送到各个需要冷却的设备，并从设备引出进入冷却塔。管道的设计需要考虑水头损失、腐蚀、结垢以及保温等因素。 4. 冷却塔（或其他冷却装置）： 这是循环冷却水系统的核心散热部件。通过将热水与空气进行热交换，将热量散发到大气中。常见的冷却塔类型包括淋水填料冷却塔、机械通风冷却塔、自然通风冷却塔等，其选型需根据具体工况和场地条件确定。 5. 集水池（水箱）： 收集冷却塔排出的冷却水，并作为循环泵的吸水水源。集水池的设计需要考虑容积、防沉淀以及溢流等功能。 6. 补水系统： 由于循环冷却水在蒸发、飘溅和泄露等过程中会损失水量，因此需要通过补水系统及时补充损失的水量，维持系统内的水量平衡。 7. 排污系统： 循环冷却水中会随着水的蒸发和杂质的进入而不断浓缩，导致水质恶化，容易引起腐蚀和结垢。排污系统用于定期或连续地排出部分浓缩水，并补充新鲜水，以控制水质。 8. 水处理系统（可选但强烈推荐）： 为防止管道和换热设备内壁的腐蚀、结垢和微生物滋生，往往需要配备水处理系统，对循环冷却水进行化学或物理处理，维持水质稳定。 三、 关键设计参数的确定 合理确定设计参数是构建高效循环冷却水系统的基石。以下是几个核心设计参数的确定原则： 1. 冷却水流量（Q）： 这是最关键的设计参数之一，直接影响到换热设备的尺寸、泵的功率以及管道的管径。流量的确定主要基于被冷却介质的放热量、介质的允许温升以及水的比热容。 计算公式： $Q = frac{P}{c cdot ho cdot Delta T}$ 其中： $Q$ 为冷却水流量（kg/s 或 m³/h） $P$ 为被冷却介质的放热量（kW 或 kcal/h） $c$ 为水的比热容（kJ/(kg·℃) 或 kcal/(kg·℃)） $ ho$ 为水的密度（kg/m³） $Delta T$ 为冷却水进出水温差（℃） 注意事项： $Delta T$ 的选择需在满足工艺要求、降低水流量（从而减小泵和管道的尺寸及能耗）以及保证冷却塔散热能力之间取得平衡。通常，较大的 $Delta T$ 可以减小水流量，但可能增加换热设备的体积和对水质的要求。 2. 冷却水进出口温度（$T_{in}$, $T_{out}$）： 进水温度通常由冷却塔的湿球温度和冷却塔的性能（如接近度）决定，而出水温度则由工艺设备的传热要求和计算出的流量决定。 冷却塔进水温度： 受到当地气候条件（特别是湿球温度）的影响。设计时应根据当地最不利的气候条件（如夏季最高湿球温度）进行选择，以保证在最恶劣的条件下仍能满足冷却要求。 冷却塔出水温度（即系统入口温度）： 由冷却塔的设计参数和湿球温度决定。冷却塔的“接近度”是衡量其冷却效果的重要指标，接近度越小，冷却效果越好，即出水温度越接近湿球温度。 工艺设备出口温度（即系统出口温度）： 这是工艺过程的温度控制要求，通常为给定的值。 3. 温差（$Delta T$）： 如上所述，温差的选择是权衡水流量、设备尺寸和能耗的关键。较大的温差可以减小水流量，但可能需要更高效的换热设备和更大型的冷却塔。 4. 循环水量浓缩倍数（$n$）： 浓缩倍数是指循环水中溶解性总固体含量与新鲜水中溶解性总固体含量之比。它决定了排污量和补水量。 影响因素： 水质（特别是结垢性）、水处理药剂的使用、当地水资源的可用性以及环保要求。 计算公式： 补水量 $Q_{makeup} = Q_{loss}$ 排污量 $Q_{blowdown} = frac{Q_{loss}}{n-1}$ 总损失水量 $Q_{loss} = Q_{evaporation} + Q_{drift} + Q_{leakage}$ 其中，$Q_{evaporation}$ 为蒸发损失，$Q_{drift}$ 为飘溅损失，$Q_{leakage}$ 为泄露损失。 优化目标： 在保证水质稳定、避免结垢和腐蚀的前提下，尽可能提高浓缩倍数，以减少补水量和排污量，从而达到节水目的。 四、 主要设备选型要点 1. 循环泵： 流量和扬程： 必须满足系统所需流量，并克服管道、阀门、换热器以及冷却塔内的水头损失，保证各设备正常运行。 效率： 优先选择效率高的水泵，以降低运行能耗。 材质： 根据水质选择耐腐蚀、耐磨损的材质。 控制方式： 对于变负荷的系统，可考虑采用变频调速控制，以实现节能。 2. 冷却塔： 类型选择： 根据场地条件、冷却介质的温度要求、噪音限制以及投资成本等因素，选择合适的冷却塔类型（如淋水填料塔、机械通风塔、自然通风塔）。 冷却能力： 冷却塔的冷却能力必须大于工艺设备的总放热量，并考虑一定的裕量。 水温指标： 关键指标包括湿球温度、进水温度、出水温度和接近度。设计时应根据当地最不利的湿球温度，确定满足要求的出水温度和接近度。 填料： 填料的种类、形状和尺寸对冷却塔的散热效率至关重要，应根据水质和设计要求选择。 风机（机械通风塔）： 风机的风量、风压、功率以及噪音水平是重要选型参数。 材质： 冷却塔主体结构、填料、收水器等应选用耐腐蚀、耐老化的材料。 3. 换热器（如冷凝器、套管换热器等）： 传热面积： 根据工艺设备的放热量、介质的物性参数以及传热温差，计算所需的传热面积。 传热系数： 考虑流速、物性以及污垢热阻等因素，估算或计算总传热系数。 材质： 根据冷却介质和被冷却介质的腐蚀性，选择合适的耐腐蚀材料。 流体阻力： 换热器的流体阻力应控制在允许范围内，不至于对循环泵的选型造成过大负担。 清洗和维护： 考虑设备的清洗方便性，对于易结垢的介质，应选择易于维护的结构。 4. 管道与阀门： 管径： 根据设计流量和允许流速确定，以减小水头损失和防止结垢。 材质： 考虑耐腐蚀、耐压以及成本等因素，选择合适的管道材质（如碳钢、不锈钢、塑料管等）。 阀门： 选择流量控制、启闭功能合适的阀门，并考虑其耐腐蚀性。 保温： 对于低温介质，需要考虑管道的保温措施，防止冻结或减少热量损失。 五、 系统集成与布局 1. 管路设计： 最小水头损失： 管道布置应力求简洁，减少弯头、三通等附件，以减小水头损失。 合理坡度： 管道应有适当的坡度，以利于排气和排水。 膨胀补偿： 管道系统应设置伸缩节，以补偿因温度变化引起的管路膨胀或收缩。 防沉淀： 集水池和管道底部应有排污口，并确保低点有良好的排水坡度。 2. 设备布置： 空间需求： 预留足够的检修和操作空间。 管线连接： 管道连接应尽量短，避免交叉。 冷却塔位置： 冷却塔应布置在开阔、通风良好的位置，避免受到周围建筑物或设备的遮挡，影响空气流通。同时，要考虑冷却塔的声影响和水雾飘散对周边环境的影响。 泵房： 泵房应通风良好，便于操作和维护。 3. 控制与监测： 流量监测： 设置流量计，实时监测系统流量，及时发现异常。 温度监测： 在关键节点设置温度计，监测进出水温度，评估冷却效果。 压力监测： 监测泵的出口压力和管道系统压力。 水质监测： 定期监测水的pH值、电导率、浊度、硬度、溶解氧等指标。 自动化控制： 对于大型复杂的系统，可考虑采用DCS或PLC等自动化控制系统，实现对泵、阀门、补水、排污等过程的自动调节和控制。 六、 运行优化与维护 1. 水质管理： 防腐蚀： 通过添加缓蚀剂、控制pH值、降低溶解氧等方式，有效抑制金属设备的腐蚀。 防结垢： 通过添加阻垢剂、控制浓缩倍数、定期排污等措施，防止碳酸钙、磷酸钙等难溶盐的沉积。 防微生物滋生： 定期或连续投加杀菌灭藻剂，控制细菌、藻类等微生物的生长，防止其引起生物淤积和腐蚀。 定期检测： 建立完善的水质检测制度，根据检测结果及时调整水处理方案。 2. 设备维护： 泵的维护： 定期检查泵的轴承、密封、叶轮等部件，进行润滑和必要的更换。 冷却塔的维护： 定期检查填料、收水器、布水器是否堵塞或损坏，清洗集水池，检查风机和电机。 管道的维护： 定期检查管道是否有腐蚀、渗漏，清理积垢。 换热器的维护： 定期对换热器进行清洗，去除污垢，恢复其传热效率。 3. 系统运行优化： 调整运行参数： 根据实际工况和环境变化，适时调整循环水量、进出水温差、浓缩倍数等运行参数，以达到最佳的节能和节水效果。 能耗分析： 定期对泵的运行能耗进行分析，评估节能潜力。 水耗分析： 统计补水量和排污量，分析节水措施的效果。 七、 结论 工业循环冷却水系统的设计与运行是一项系统性的工程，需要综合考虑工艺要求、设备性能、经济性、环保性以及运行维护等诸多因素。通过深入理解系统原理，精确计算关键设计参数，合理选型主要设备，精心设计系统集成与布局，并持续进行运行优化与维护，才能构建一个高效、稳定、经济且环境友好的工业循环冷却水系统。本文提供的设计思路和实践要点，旨在为相关工程师提供一个清晰的框架和有价值的参考，以期在实际工作中更好地应对挑战，实现最优化的系统设计与运行。

评分☆☆☆☆☆

初次翻阅，感觉这本规范的组织结构非常清晰，章节划分逻辑性很强，从总则到设计参数，再到具体的设备选型和系统布置，层层递进，很有条理。尤其让我眼前一亮的是，它似乎对不同工业领域（比如电力、石化、冶金）的冷却水应用场景做了差异化的指导，而不是一刀切的通用模板。这种细致入微的区分处理，对于我们进行精细化设计至关重要，因为不同行业对水质、温差和负荷波动的要求千差万别。我特别关注了其中关于节能降耗方面的指导意见，毕竟在当前的能源双控背景下，如何通过更科学的冷却塔运行模式和更合理的补水率计算，实现单位产品能耗的下降，是衡量一个冷却系统设计水平高低的核心指标。希望里面的计算模型能比我手头现有的老旧软件模型更贴近实际运行的复杂工况。

评分☆☆☆☆☆

这套规范的封面设计倒是挺朴实无华的，一看就是那种严谨的工程类标准，深蓝色的封皮，白色的字体，没有任何多余的装饰，完全是为专业人士准备的工具书。拿到手上沉甸甸的，感觉就知道里面内容量十足，厚度摆在那里，就知道不是随便翻翻就能领会其精髓的。虽然我还没来得及仔细研读每一个条款，但光是看到扉页上那些复杂的编号和修订历史，就能感受到它背后凝聚了多少行业专家的心血和经验积累。对于我们这些常年跟工业水处理打交道的工程师来说，这种国家标准就是我们的“武功秘籍”，里面的每一个参数、每一个流程图，都代表着经过无数项目验证的可靠性。我期待着在实际工作中，能找到那些关于换热效率优化和水质稳定控制的关键章节，希望它能帮我解决一些长期困扰团队的难题，比如如何在高TDS环境下维持系统稳定运行的细微差别。

评分☆☆☆☆☆

说实话，作为一名现场调试工程师，我对标准规范的“阅读体验”往往是功利性的，更侧重于查阅具体条文而非通读。这本书的索引和术语表设计得如何，直接决定了我在紧急情况下能否迅速定位到需要的技术细节。我希望它在对关键名词的定义上足够明确和统一，减少因理解偏差导致的现场偏差。例如，关于“循环浓缩倍率”的界定，不同厂家和设计院的理解可能存在细微的偏差，一本权威的国家标准必须在这类核心概念上给出铁板钉钉的解释。另外，对于腐蚀控制和阻垢处理的推荐方案，如果能附带不同水质等级下的推荐药剂类型和投加量的参考范围，那对日常操作维护指导价值就更大了，而不是仅仅停留在理论指导层面。

评分☆☆☆☆☆

这本书的排版和图例质量直接反映了国家标准的专业水准。我注意到，在介绍复杂的水力学计算或热力学平衡图表时，线条是否清晰、坐标轴的标注是否规范，是判断其可用性的重要标准。如果图表过于模糊或者采用了过时的表示方法，那么在项目评审时很容易被质疑其前瞻性。我期望它在涉及新型冷却技术，比如空冷岛或者混合冷却系统集成应用方面，能给出一些与时俱进的指导意见，毕竟传统的湿式冷却塔设计理论已经不能完全覆盖所有前沿的工业需求了。如果能在保证传统设计可靠性的同时，引导工程师关注更环保、更节水的集成方案，那这本书的价值就超越了一本单纯的设计手册，而成为了推动行业技术进步的指南针。

评分☆☆☆☆☆

这本书的权威性毋庸置疑，但真正考验其生命力的，是它对新材料和新工艺的兼容性和前瞻性。我个人非常好奇，在最新的版本中，对于那些新型换热介质（比如某些耐高温、抗污染的复合材料）的兼容性要求是否有更新的说明。此外，随着工业物联网和实时监控技术的普及，设计规范是否开始融入“自适应控制”和“预测性维护”的理念，例如，如何根据实时水质监测数据动态调整设计裕度，或者在规范中预留出未来传感器安装和数据接口的标准位置。如果它仅仅停留在基于历史稳定工况的静态设计，那么对于追求智能制造的现代工厂而言，其指导意义就会被大打折扣。期待它能为未来几年内工厂的数字化转型提供坚实的技术基础。

评分☆☆☆☆☆

此用户未填写评价内容

评分☆☆☆☆☆

正版书籍，送货快，包装完整，考试必备，

评分☆☆☆☆☆

正版图书。

评分☆☆☆☆☆

不错

评分☆☆☆☆☆

正版

评分☆☆☆☆☆

先下个亚（马）逊的手机App，把国家切换为"美国"。

评分☆☆☆☆☆

送货很快的，服务挺好，重要的是支持货到付款，方便。。。

评分☆☆☆☆☆

正版国家规范，异地调过来的，考试用的。

评分☆☆☆☆☆

正版 不错 还会来