冷卻塔的節(jié)能潛力分析

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1、新疆電力行業(yè)專業(yè)技術(shù)監(jiān)督工作會議論文淺談冷卻塔的節(jié)能潛力分析朱高來張玉杰（華電新疆發(fā)電有限公司哈密發(fā)電分公司）【摘要】研究冷卻塔熱力性能與機組經(jīng)濟性的關(guān)系，論述了自然通風(fēng)冷卻塔填料特性，散熱面積和循環(huán)水量對出塔水溫的影響，分析導(dǎo)致冷卻塔熱力性能缺陷的主要原因，揭示冷卻塔出口水溫對各類機組熱經(jīng)濟性的影響值。為火力電廠的節(jié)能降耗提供參考研究。【關(guān)鍵詞】冷卻塔熱力性能節(jié)能診斷隨著經(jīng)濟意識的增強，節(jié)能降耗已經(jīng)越來越引起人們的高度重視。發(fā)電廠的熱力系統(tǒng)及設(shè)備的節(jié)能給電廠運行和經(jīng)營帶來明顯的經(jīng)濟效益。目前，節(jié)能降耗主要集中于三大主

2、要設(shè)備和復(fù)雜系統(tǒng)，經(jīng)過理論研究和廣泛應(yīng)用，已經(jīng)取得很大經(jīng)濟效益。但是長期以來我們對循環(huán)水系統(tǒng)中冷卻塔缺乏足夠的重視。一方面，認為凝結(jié)器循環(huán)水入口溫度為環(huán)境因素的單值函數(shù)；另一方面，他的維護比較繁重復(fù)雜，由于缺乏對冷卻塔節(jié)能潛力的認識，甚至許多電廠忽略冷卻塔維護和監(jiān)督，導(dǎo)致塔的冷卻能力降低。見表1本文針對自然通風(fēng)冷卻塔的節(jié)能潛力和熱力性能影響因素進行分析討論，以其對發(fā)電廠優(yōu)化運行和檢修維護有所幫助和參考。表1因冷卻塔使用問題造成的電能大約損失問題總損失（GW·h/a）熱效率低于設(shè)計值0.30填料損壞0.15結(jié)冰0.05其

3、他0.88總計1.381冷水塔節(jié)能潛力分析1.1循環(huán)水1oC溫差并存在的節(jié)能潛力冷卻塔的工作過程是循環(huán)水從凝結(jié)器中吸收排氣熱量，以溫度t1送入冷水塔經(jīng)由壓力管道分流至配水槽，熱水通過噴濺裝置散成細小均勻的水珠灑落到淋水填料上，，沿填料層高度和深度與冷空氣以蒸發(fā)，傳導(dǎo)和對流等方式完成熱交換?？諝馕諢崃亢退?，其溫度和濕度逐漸增加接近飽和狀態(tài)由塔頂逸出，冷卻后的循環(huán)水以溫度t2返回凝結(jié)器。由此可見，冷卻塔的出塔水溫直接影響汽輪機的排氣壓力和循環(huán)熱效率。運行的電廠中，冷水塔經(jīng)常在偏離設(shè)計條件的環(huán)境下工作，出塔水溫高于設(shè)計值

4、導(dǎo)致真空下降，機組經(jīng)濟性降低。表2給出6種型號機組因為塔的冷卻能力降低造成出塔水溫升高1oC對機組經(jīng)濟性能影響。表2出塔水溫升高1oC的經(jīng)濟性變化機組容量（MW）2550125200300350機組負荷（MW）2550125200300350效率降低（%）0.4540.3810.310.3280.230.242煤耗率增加（g/KW.h）1.941.521.0331.1070.7980.738熱耗率增加（KJ/KW.h）56.8644.8430.2832.4423.3921.63煤耗量增加（t/a）34053690415

5、5016761808由此可見，運行電廠凝結(jié)器循環(huán)水進口溫度升高1oC伴隨的節(jié)能潛力。目前大多數(shù)冷水塔缺少性能檢測，因熱負荷增加或檢修維護不當(dāng)致使冷卻塔出力不足，出口溫度偏高是普遍現(xiàn)象。例如我公司135MW機組循環(huán)水淤泥渾濁，淋水填料嚴重結(jié)垢，出塔水溫比相同條件下設(shè)計溫度升高4o新疆電力行業(yè)專業(yè)技術(shù)監(jiān)督工作會議論文C，這臺機組每年因此而損失的標(biāo)準(zhǔn)煤約達2706t，僅此一項經(jīng)濟損失約達55萬元（煤價按200元/t）。1.1淋水填料對出塔水溫的影響循環(huán)水散熱過程與塔內(nèi)空氣分布，水分布和淋水填料的性能密切相關(guān)，淋水填料性能的優(yōu)

6、略直接影響冷卻塔的運行經(jīng)濟性。淋水填料因其熱力性能和阻力特性的差異，帶來了不同的冷卻能力。如表3所示，在相同的實驗條件下，結(jié)構(gòu)不同的淋水填料對出塔水溫影響值。表3淋水填料對出塔水溫的影響序號材料型號及規(guī)格（mm）出塔水溫t2（oC）1塑料斜折波XZB-33-60L=160032.19塑料斜折波XZB-33-60L=96032.812塑料斜梯波S=30，L=150032.81塑料斜梯波S=30，L=100033.563塑料斜梯波S=21，L=150032.43塑料斜梯波S=21，L=100033.154塑料折波S=30，

7、L=150033.23塑料折波S=30，L=100033.655塑料梯形波T25-60，L=150032.18塑料梯形波S25-60，L=100033.296塑料折波50x20-60,L=150032.89塑料折波50x20-60,L=100033.667塑料復(fù)合波L=150032.09塑料復(fù)合波L=100033.328塑料折斜波混合L=(1000+400)33.089塑料折梯波混合L=(1000+200)33.0910水?dāng)嘟^格網(wǎng)板G16x50-50，L=150033.29注冷卻塔入口溫度31.4oC表3所列數(shù)值揭示填

8、料的如下特性：（1）幾何形狀相同的填料在厚度和間距不同時，水溫相差0.42~0.70oC；（2）填料形狀對水溫的影響達1.14oC；（3）塑料填料換熱性能優(yōu)于水泥格網(wǎng)板。因此選擇性能優(yōu)良的淋水填料能降低出塔水溫且有較小的通風(fēng)阻力。據(jù)文獻[3]介紹，無論順流還是逆流的冷卻塔該換高性能的薄膜填料能導(dǎo)致冷卻水降低5~8oC，對于現(xiàn)存的冷