北京某工程冷卻塔方案分析探究

陳文輝

（國核電力規劃設計研究院有限公司 北京 100095）

北京某工程冷卻塔方案分析探究

陳文輝

（國核電力規劃設計研究院有限公司 北京 100095）

本文通過對比國內常用的開式機械通風冷卻塔（下稱開式塔）、經濟型閉式機械通風冷卻塔（下稱經濟型閉式塔）、及節水型閉式機械通風冷卻塔（下稱節水型閉式塔），從技術、經濟等方面進行比較，選擇一種節水、低噪的冷卻塔。

節水；低噪；冷卻塔

1 引言

隨著國家節能減排政策的實施和水資源的日益匱乏，節水越來越成為各個工程的重中之重。本工程地處北京市，對噪音控制的高標準也成為設計過程中的難中之難。

冷卻塔既是較為耗水的設備，又是噪音的制造“大戶”，選擇一種節水、高效、低噪的冷卻塔，使其在不影響性能的情況下盡量達到節水、低噪的目的，是本文的核心。

2 冷卻塔塔型的優化選型

2.1 冷卻水系統描述

本工程冷卻水系統可以采用開式循環、閉式循環兩種方案。

2.1.1 開式循環 采用開式機械通風冷卻塔的循環水系統，其流程為：補給水→冷卻塔集水池→循環水回水管→循環水吸水池→循環水泵→循環水供水壓力管→冷卻換熱系統→循環水排水壓力管→冷卻塔集水池[1]。

2.1.2 閉式循環 采用閉式機械通風冷卻塔的循環水系統，由于北京地區干球溫度較高，需輔助噴淋，達到換熱冷卻要求。即閉式冷卻塔含有閉式循環水及開式循環水兩個部分，流程分別如下：

冷卻塔閉式水流程為：冷卻塔冷卻水出水→循環水回水管→循環水泵→循環水供水壓力管→ 冷卻換熱系統→循環水排水壓力管→冷卻塔循環水進水→冷卻塔冷卻水出水[2]。

另外閉式系統中設有膨脹水箱，布置在循環水泵進水母管上，位于系統的最高點，以維持閉式循環冷卻水系統的壓力，提供系統的補水并吸收熱膨脹。

冷卻塔開式水流程為：補給水→冷卻塔集水池→噴淋泵吸水管→噴淋泵→噴淋水噴嘴噴淋→冷卻塔集水池。

2.2 冷卻塔塔型的基本形式

2.2.1 開式機械通風冷塔 開式機械通風冷卻塔即常規開式冷卻塔系統，基本組成包括：風機、風筒、收水器、填料、配水管系統、噴頭及圍護構架等。基本原理：升溫后循環水通過配水管道經噴頭噴淋，在下部填料形成水膜，上部風機抽風經過填料層，使填料水膜直接與大氣接觸換熱，從而降低水溫，最終匯集至下部水池。

2.2.2 經濟型閉式機械通風冷卻塔 經濟型閉式機械通風冷卻塔基本組成包括：風機、風筒、收水器、填料、換熱管、噴淋泵、配水管系統、噴頭及圍護構架等。基本原理：循環水一直處于換熱管道中，不與外部環境接觸；噴淋泵從下部水池吸水，經配水管系統通過噴頭噴淋，在換熱管外壁形成水膜，上部風機抽風經過換熱管組，使外壁水膜直接與大氣接觸換熱，從而降低水溫，最終匯集至下部水池。

2.3 冷卻塔方案的經濟技術比較

2.3.1 設計輸入

（1）循環水量

根據上游專業資料：單臺塔需冷卻水量共計900 m3/h，進行方案比較。

（2）冷卻塔基本參數

本工程共配置2臺冷卻塔，各類型冷卻塔基本參數見表1。

表1 各類型冷卻塔基本參數

由上表可見，節水型閉式塔具有顯著的節水、零排污、低噪等優點。

2.3.2 經濟比較 經濟比較采用的基本經濟參數如下：

（1）成本電價0.35元/（kW?h）；

（2）成本水價8.15元/m3；

（3）年利用小時數：8000小時；

（4）經濟使用年限：40年；

（5）投資回收率i=10%；

（6）大修費率：各類型冷卻塔均取4%。

根據上述條件，冷卻塔配置方案經濟比較見表2。

表2 各類型冷卻塔經濟比較表

2.3.3 技術比較 根據上述條件，冷卻塔配置方案技術比較見表3。

表3 各類型冷卻塔技術比較表

3 分析及結論

通過上述比較分析可以看出，開式塔具有成本低的優點，但耗水量大，噪聲大。經濟型閉式塔雖然投資較節水型閉式塔低，但噴淋時噪聲大。節水型閉式塔具有耗水量低，噪聲小的優點，所以推薦采用節水型閉式塔方案。

[1]費全昌.我國冷卻塔應用現狀及面臨的挑戰[J].發電設計，2014（2）.

[2]白音木仁.電廠輔機冷卻水的冷卻方式比較[J].內蒙古科技與經濟，2015（5）.

TU831.4

A

1009-5624（2018）02-0027-02

陳文輝（1985-），女，遼寧朝陽，中級工程師，碩士，電廠冷卻水系統。