0m2自然通風(fēng)逆流式冷卻塔改造經(jīng)濟(jì)性研究

摘 要：針對(duì)滕州熱電自然通風(fēng)逆流式冷卻塔虹吸不能正常建立、冷卻塔配水不均、冷卻效率下降的問題，分析原因，并對(duì)該冷卻塔采取虹吸裝置改造等措施。通過改造前后性能對(duì)比，可知改造后冷卻能力提升，機(jī)組經(jīng)濟(jì)性提高。

關(guān)鍵詞：自然通風(fēng)逆流式冷卻塔；虹吸裝置；冷卻能力

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.17.232

0 前言

目前，自然通風(fēng)逆流式冷卻塔在大型火力發(fā)電廠中已經(jīng)得到廣泛的應(yīng)用，在配水方式設(shè)計(jì)上也是多種多樣，其中虹吸式豎井配水有著其自身的優(yōu)越性。虹吸式豎井配水可根據(jù)冷卻塔進(jìn)水量多少，自動(dòng)調(diào)節(jié)為全塔配水或外圍配水，這種配水方式均勻性好，冷卻效率高，在國(guó)內(nèi)其優(yōu)越性越來越受到重視。

1 虹吸式豎井配水原理

自然通風(fēng)冷卻塔虹吸式豎井配水主要是通過設(shè)在中央豎井內(nèi)的虹吸裝置實(shí)現(xiàn)的，虹吸裝置由虹吸罩和虹吸堰構(gòu)成。配水系統(tǒng)由壓力主水槽與配水管等構(gòu)成，壓力主水槽直接與中央豎井相連接，分為上主水槽與下主水槽。下主水槽主要為冷卻塔外圍配水，全年配水運(yùn)行；上主水槽主要為冷卻塔外圍配水，在冬季可停止內(nèi)區(qū)供水，故設(shè)計(jì)成虹吸式進(jìn)口。運(yùn)行開始時(shí)，豎井水位上升淹沒虹吸罩，快速帶走虹吸罩內(nèi)的空氣，形成負(fù)壓區(qū)，水流則穩(wěn)定流入供內(nèi)區(qū)配水的上主水槽；當(dāng)進(jìn)塔水量減少后，豎井水位下降，空氣進(jìn)入虹吸罩內(nèi)，負(fù)壓狀態(tài)破壞，供內(nèi)區(qū)配水的上主水槽停止供水，并轉(zhuǎn)換為冷卻塔外區(qū)配水。

2 滕州熱電4號(hào)冷卻塔概況

滕州熱電二期2×312MW擴(kuò)建工程循環(huán)水系統(tǒng)為單元制，每臺(tái)機(jī)組配置1座5500m2冷卻塔和2臺(tái)G56sh24型立式雙速循環(huán)水泵，冷卻塔采用虹吸式豎井配水自然通風(fēng)逆流式冷卻塔。

2.1 冷卻塔主要設(shè)計(jì)參數(shù)

在額定工況下，運(yùn)行兩臺(tái)循環(huán)水泵，全塔配水，冷卻水量40960m3/h。設(shè)計(jì)10%氣象參數(shù)：干球溫度：29.3℃；濕球溫度：26.5℃；大氣壓力：99.7kPa；相對(duì)濕度：81%；風(fēng)速：3m/s；該設(shè)計(jì)條件下冷卻水溫為31.96℃。

2.2 冷卻塔主要尺寸及構(gòu)造

設(shè)計(jì)淋水面積5500m2，塔總高114.7m，進(jìn)風(fēng)口高7.728m，環(huán)基中心半徑46.369m，喉部高度86.025m，塔筒出口半徑26.113m。本系統(tǒng)中壓力主水槽直接與中央豎井相連接，分為上主水槽與下主水槽。冷卻塔淋水填料為阻燃改進(jìn)PVC耐寒型差位正弦波填料。填料高度為1.0m，分為上下兩層。填料托架為玻璃鋼制品。除水器采用PVC塑料型除水器，除水器被設(shè)置在水槽頂部標(biāo)高以上，其底標(biāo)高為11.598米。虹吸罩內(nèi)頂標(biāo)高定為13m，虹吸堰頂標(biāo)高定為13.4m。

2.3 冷卻塔運(yùn)行存在的問題

4號(hào)冷卻塔東南區(qū)配水管斷裂，致使填料損壞坍塌，形成水流短路，嚴(yán)重影響冷卻塔換熱。冷卻塔淋水填料是冷卻塔的關(guān)健部位，4號(hào)冷卻水塔平均冷卻能力與設(shè)計(jì)值偏差10%以上，檢修期間應(yīng)對(duì)填料進(jìn)行翻倒，或更換新型高性能的填料。

2.4 改造前性能參數(shù)

為了測(cè)試?yán)鋮s塔實(shí)際冷卻能力，以供冷卻塔優(yōu)化改造參考，滕州熱電委托電科院于2011年9月對(duì)4號(hào)冷卻塔進(jìn)行熱力性能試驗(yàn)。

2.5 改造后性能參數(shù)

滕州熱電利用機(jī)組檢修的機(jī)會(huì)，對(duì)4號(hào)冷卻塔配水虹吸裝置進(jìn)行技術(shù)改造，同時(shí)對(duì)損壞坍塌的填料進(jìn)行修復(fù)。改造后，冷卻塔虹吸建立良好，配水均勻，總體運(yùn)行狀況良好。

根據(jù)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，經(jīng)計(jì)算得出了4號(hào)冷卻塔的性能參數(shù)，4號(hào)冷卻塔冷卻幅高平均為4.86℃，比改造前的7.7℃下降了2.84℃，冷卻塔換熱能力大幅提高。

表1列出了4號(hào)冷卻塔的實(shí)測(cè)冷卻能力值，4號(hào)冷卻塔平均實(shí)測(cè)冷卻能力值為106.93%，超過設(shè)計(jì)要求。4號(hào)冷卻塔改造后冷卻能力比改造前冷卻能力90.77%提高了16.16個(gè)百分點(diǎn)。

在設(shè)計(jì)工況條件下，4號(hào)冷卻塔改造后出塔水溫為31.93℃，達(dá)到出塔水溫不高于31.96℃的設(shè)計(jì)要求。

3 改造效果及經(jīng)濟(jì)性分析

（1）滕州熱電在機(jī)組檢修中對(duì)4號(hào)冷卻塔的虹吸罩進(jìn)行了技術(shù)改造，對(duì)損壞的填料及噴嘴進(jìn)行了大部分更換，冷卻效果提高明顯，尤其單臺(tái)循環(huán)水泵建立不起虹吸現(xiàn)象得到改觀。

（2）4號(hào)冷卻塔改造后平均實(shí)測(cè)冷卻能力值為106.93%，比改造前的冷卻能力90.77%提高了16.16個(gè)百分點(diǎn)，達(dá)到改造目的。

（3）4號(hào)冷卻塔折算到改造前試驗(yàn)工況，機(jī)組真空約提高0.48kPa，降低熱耗約0.5個(gè)百分點(diǎn)。按照設(shè)計(jì)熱耗7981kJ/kWh計(jì)算，改造后降低熱耗約40kJ/kWh，降低供電煤耗約1.625g/kWh。

參考文獻(xiàn)：

[1]熊大健等.9000m2雙曲線自然通風(fēng)逆流冷卻塔的優(yōu)化改造.

[2]王漢民等.虹吸式豎井配水冷卻塔運(yùn)行中不虹吸的原因分析與對(duì)策.