火電廠冷卻塔存在的問題及優(yōu)化設(shè)計

1、內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)能動學(xué)院科研訓(xùn)練報告專業(yè)：能源與環(huán)境系統(tǒng)工程班 級： 能環(huán)11-4學(xué)生姓名： 郝明義指導(dǎo)教師： 張子敬訓(xùn)練時間：2015.1.12 1.18內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)本科生科研訓(xùn)練任務(wù)書學(xué)生姓名郝明義學(xué)號201130307042班 級能環(huán)11-4學(xué)院能源與動力工程專業(yè)能源與環(huán)境系統(tǒng)工程系別熱能與動力工程系起止日期2015.1.12 1.18指導(dǎo)教師張子敬職稱/學(xué)位副教授/碩士題目名稱火電廠冷卻塔存在的問題及優(yōu)化設(shè)計科研訓(xùn)練的目的要求：目的：通過科研訓(xùn)練，專業(yè)理論和實踐相結(jié)合，使學(xué)生掌握文獻(xiàn)資料的查閱、理解吸收以 及綜合應(yīng)用的方法，提高學(xué)生分析問題、解決問題的能力。要求：1、通過查閱書籍和網(wǎng)絡(luò)

2、資源以及社會調(diào)研收集課題相關(guān)資料；2、熟悉資料并對所研究內(nèi)容形成整體構(gòu)思（要有側(cè)重），并進(jìn)行可行性分析；3、對擬研究題目可能遇到的問題及解決方案提出建議；4、整理所有內(nèi)容打印成冊。成果形式：依據(jù)內(nèi)容要求，完成2000字以上（正文采用宋體小四） 的報告一份，A4紙打印成冊。指導(dǎo)教師簽章：年月日系主任簽章：年月日摘要冷卻塔是火電廠從事電力生產(chǎn)的重要設(shè)施，它是利用水與空氣流動接觸后進(jìn) 行冷熱交換產(chǎn)生蒸汽，蒸汽揮發(fā)帶走熱量達(dá)到蒸發(fā)散熱、對流傳熱和輻射傳熱等 目的，從而散去工業(yè)上或制冷空調(diào)中產(chǎn)生的余熱， 降低水溫的蒸發(fā)散熱裝置，以 保證系統(tǒng)的正常運行。冷卻塔主要由填料、配水系統(tǒng)、通風(fēng)設(shè)備、空氣分配裝置、

3、 擋水器、集水槽等部分構(gòu)成。文章分析了當(dāng)前冷卻塔存在的不足與需要解決的問 題，還有一些優(yōu)化分析待論證。關(guān)鍵詞：冷卻塔回水運行方式第一章冷卻塔簡介火電廠冷卻塔的作用是將挾帶廢熱的冷卻水在塔內(nèi)與空氣進(jìn)行熱交換，使廢熱傳輸給空氣并散入大氣。目前，東北各電廠冷卻塔的類型主要有自然通風(fēng)逆 流式冷卻塔、自然通風(fēng)橫流濕式冷卻塔、機械通風(fēng)橫流濕式冷卻塔。其中自然通 風(fēng)橫流濕式冷卻塔、機械通風(fēng)橫流濕式冷卻塔各1座,大部分冷卻塔都是自然風(fēng) 逆流濕式冷卻塔。自然通風(fēng)逆流濕式冷卻塔外部結(jié)構(gòu)這種塔型的通風(fēng)筒常采用雙 曲線形，用鋼筋混凝土澆筑，其高度已達(dá)170 m,熱水由管道通過豎管（豎井） 送入熱水分配系統(tǒng)。這種分配系

4、統(tǒng)在平面上呈網(wǎng)狀布置，分槽式配水、管式配水 和槽管結(jié)合配水，然后通過噴濺設(shè)備，將水灑到填料上，經(jīng)填料后成雨狀落入蓄水 池，冷卻后的水抽走重新使用。塔筒底部為進(jìn)風(fēng)口 ，用人字柱或交叉柱支撐?？?氣從進(jìn)風(fēng)口進(jìn)入塔體，穿過填料下的雨區(qū)，和熱水流動成相反方向流過填料（故稱 逆流式）,通過收水器回收空氣中的水滴后，再從塔筒出口排出。圖1自然風(fēng)逆流冷卻塔圖冷卻塔主要應(yīng)用于空調(diào)冷卻系統(tǒng)、冷凍系列、注塑、發(fā)電、汽輪機、鋁型材 加工、工業(yè)水冷卻等領(lǐng)域，應(yīng)用最多的為空調(diào)冷卻、冷凍、塑膠化工行業(yè)。劃分 如下：空氣室溫調(diào)節(jié)類：空調(diào)設(shè)備、冷庫、冷藏室、冷暖空調(diào)等；制造業(yè)及 加工類：食品業(yè)、藥業(yè)、塑膠業(yè)、鋼鐵廠、石化制品

5、類等；機械運轉(zhuǎn)降溫類： 發(fā)電機、汽輪機、空壓機、油壓機、引擎等。第二章冷卻塔存在的主要問題2.1效率偏低的問題效率是衡量火電廠冷卻塔作業(yè)性能的重要指標(biāo)，關(guān)系著電力生產(chǎn)的有序性。受到多方面因素的限制，冷卻塔在火電廠發(fā)電期間的冷卻效率偏低， 影響了水溫 調(diào)控的成效。其中，冷卻塔內(nèi)部裝置出現(xiàn)問題，會直接導(dǎo)致冷卻溫度控制不足。 如，冷卻塔噴嘴損壞或阻塞，導(dǎo)致冷卻塔的冷卻功能減弱，內(nèi)部裝置結(jié)構(gòu)損壞， 使冷卻效率隨之降低。2.2能耗大的問題冷卻塔控制冷卻水溫階段也會造成不同的能耗問題，電能消耗過大導(dǎo)致了火電廠生產(chǎn)成本投入的增多。冷卻塔能耗問題集中表現(xiàn)在：一是電能消耗，電氣自 動化是火電廠發(fā)電生產(chǎn)的主流趨勢

6、，因冷卻塔自動調(diào)控系統(tǒng)功能不足，執(zhí)行冷卻 操作易造成電能耗損過多；二是熱能耗損，蒸汽揮發(fā)難以起到徹底性的散熱效果， 熱能依舊集中在冷卻塔內(nèi)。2.3回水量減少，回水率偏低的問題在調(diào)查研究過程中發(fā)現(xiàn)各電廠冷卻塔收水器安裝之后由于管理不當(dāng)，損壞的、脫落的，隨處可見，從而導(dǎo)致回水率下降。例如3500m2逆流式冷卻塔無收水器時 風(fēng)吹損失率為0.3到0.6% ,有收水器時風(fēng)吹損失率為 0.1% ,若循環(huán)水流量為 18000t/ h時，如果收水器完善,循環(huán)水1天也有432t被空氣帶走；如果收水器 不完善,按無收水器時風(fēng)吹損失率為 0.3%計算,每天會有1269t水被空氣帶走, 從而導(dǎo)致回水量減少，回水率偏低

7、另外回水量減少，回水率偏低還會使回水中含 堿量增高及回水溫度過高，使菌類超標(biāo)，水垢增加,凝汽器腐蝕加劇為緩解對設(shè)備 的不利影響，要定期向循環(huán)水中加酸和二氧化氯等藥品，使運行費用增加，同時影 響周邊環(huán)境。2.4腐蝕材料的問題鋼筋混凝土是冷卻塔建造的常用材料，應(yīng)用新型混凝土可加固冷卻塔的結(jié)構(gòu) 性能，避免冷卻塔在冷卻作業(yè)期間出現(xiàn)異常。 混凝土材料易受外界環(huán)境變化的影 響，表面層產(chǎn)生不同程度的脫落現(xiàn)象，尤其是冬季雨水的浸入，造成鋼筋結(jié)構(gòu)暴 露在外。同樣，空氣中的水分會對鋼筋造成腐蝕，破壞鋼筋結(jié)構(gòu)的牢固性，冷 卻塔自身結(jié)構(gòu)的安全受到威脅。第三章 火電廠冷卻塔需要解決的問題3.1回水方面的優(yōu)化冷卻塔回水效

8、率關(guān)系著整個塔內(nèi)的冷卻成效， 回水系統(tǒng)輸送不及時阻礙了循 環(huán)系統(tǒng)的運行，易導(dǎo)致冷卻塔冷卻效果不理想。解決回水率問題需注意兩個方面： 一是清理工作，值班人員在日常生產(chǎn)期間應(yīng)注意噴嘴的清理， 發(fā)現(xiàn)有雜物、淤泥 等堵塞應(yīng)及時處理；二是更換工作，冷卻塔內(nèi)的舊裝置需定期檢查，必要時更換 新的收水器，防止損壞、脫落等現(xiàn)象的發(fā)生。3.2材料方面的優(yōu)化考慮到混凝土材料對冷卻塔的重要性， 火電廠在建設(shè)期間需積極采用高性能 混凝土。按照科學(xué)的比例調(diào)配混合料，使其與鋼筋材料充分融合。比較常見的方 法是智能混凝土配備添加劑，以增強混凝土抗?jié)B、抗凍的性能。如，冬季季節(jié)， 冷卻會受外界氣候變化而受凍、受潮，混凝土融入添加

9、劑會形成結(jié)晶體， 顯著改 善了冷卻塔抗凍抗?jié)B的能力，避免結(jié)構(gòu)受損或脫落。3.3冰凍方面的優(yōu)化結(jié)冰是冷卻塔嚴(yán)重受凍的表現(xiàn)，冰塊覆蓋于冷卻塔會大大減弱其降溫功能。 解決冷卻塔的結(jié)冰問題，除了從混凝土材料調(diào)配方面入手外，還可以對冷卻塔內(nèi) 部裝置進(jìn)行優(yōu)化改造。具體做法如下：調(diào)整淋水密度，塔內(nèi)容易結(jié)冰的位置應(yīng)增 加淋水次數(shù)； 調(diào)整配水方式，選擇管式配水模式，保持冷卻水的高效傳輸，避 免冷卻塔噴嘴受阻而影響作業(yè)效率。3.4運行方式的優(yōu)化目前,由于各個電廠的機組滿負(fù)荷發(fā)電的工況不多，為保持凝汽器的最佳真空，力爭達(dá)到機組的最大經(jīng)濟(jì)效益，導(dǎo)致循環(huán)水上塔水量時多時少，影響水槽的 配水均勻性，導(dǎo)致諸多問題產(chǎn)生，因此

10、,合理安排冷卻塔的運行方式，比如2臺 機組用1座冷卻塔,或1座冷卻水塔內(nèi)圍上水而外圍不上水等方法可以避免水槽 配水不均勻，防止水槽結(jié)冰、配水槽損壞等情況的發(fā)生。纟士審五結(jié)束語新時期我國尤其注重工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)改革，與電力生產(chǎn)相關(guān)的基礎(chǔ)設(shè)施也要進(jìn) 一步優(yōu)化改良，這樣才能滿足火電廠實際生產(chǎn)作業(yè)的要求。 針對冷卻塔運用期間 存在的各種問題，發(fā)電廠不僅要制定有效的處理方案，還要加強基礎(chǔ)設(shè)施的改造 活動，通過技術(shù)改良的方式提高冷卻塔的性能。冷卻塔存在的諸多問題，都不能忽視,應(yīng)盡力采取很多方法給予解決否則，不僅在運行過程中需投入大量的資金 來維護(hù)它，同時也影響機組運行的經(jīng)濟(jì)性和降低冷卻塔的壽命。這就是我所提出