隨著經(jīng)濟(jì)意識(shí)的增強(qiáng)，節(jié)能降耗已經(jīng)越來(lái)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(yùn)行和經(jīng)營(yíng)帶來(lái)明顯的經(jīng)濟(jì)效益。目前，節(jié)能降耗主要集中于三大主要設(shè)備和復(fù)雜系統(tǒng)，經(jīng)過(guò)理論研究和廣泛應(yīng)用，已經(jīng)取得很大經(jīng)濟(jì)效益。但是長(zhǎng)期以來(lái)我們對(duì)循環(huán)水系統(tǒng)中冷卻塔缺乏足夠的重視。一方面，認(rèn)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，它的維護(hù)比較繁重復(fù)雜，由于缺乏對(duì)冷卻塔節(jié)能潛力的認(rèn)識(shí)，甚至許多電廠忽略冷卻塔維護(hù)和監(jiān)督，導(dǎo)致塔的冷卻能力降低。見(jiàn)表1.
表1因冷卻塔使用問(wèn)題造成的電能大約損失
本文針對(duì)自然通風(fēng)冷卻塔的節(jié)能潛力和熱力性能影響因素進(jìn)行分析討論，以其對(duì)發(fā)電廠優(yōu)化運(yùn)行和檢修維護(hù)有所幫助和參考。
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(guò)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(guò)噴濺裝置散成細(xì)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(duì)流等方式完成熱交換?？諝馕諢崃亢退郑錅囟群蜐穸戎饾u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(jiàn)，冷卻塔的出塔水溫直接影響汽輪機(jī)的排氣壓力和循環(huán)熱效率。運(yùn)行的電廠中，冷水塔經(jīng)常在偏離設(shè)計(jì)條件的環(huán)境下工作，出塔水溫高于設(shè)計(jì)值導(dǎo)致真空下降，機(jī)組經(jīng)濟(jì)性降低。表2給出6種型號(hào)機(jī)組因?yàn)樗睦鋮s能力降低造成出塔水溫升高1oC對(duì)機(jī)組經(jīng)濟(jì)性能影響。
表2 出塔水溫升高1oC的經(jīng)濟(jì)性變化
由此可見(jiàn)，運(yùn)行電廠凝結(jié)器循環(huán)水進(jìn)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(cè)，因熱負(fù)荷增加或檢修維護(hù)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(jī)組循環(huán)水淤泥渾濁，淋水填料嚴(yán)重結(jié)垢，出塔水溫比相同條件下設(shè)計(jì)溫度升高4oC，這臺(tái)機(jī)組每年因此而損失的標(biāo)準(zhǔn)煤約達(dá)2706t，僅此一項(xiàng)經(jīng)濟(jì)損失約達(dá)55萬(wàn)元（煤價(jià)按200元/t）。
1.2 淋水填料對(duì)出塔水溫的影響
循環(huán)水散熱過(guò)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)略直接影響冷卻塔的運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性。淋水填料因其熱力性能和阻力特性的差異，帶來(lái)了不同的冷卻能力。如表3所示，在相同的實(shí)驗(yàn)條件下，結(jié)構(gòu)不同的淋水填料對(duì)出塔水溫影響值。
表3 淋水填料對(duì)出塔水溫的影響
注:冷卻塔入口溫度31.4 oC
表3所列數(shù)值揭示填料的如下特性：
（1）幾何形狀相同的填料在厚度和間距不同時(shí)，水溫相差0.42~0.70 oC；
（2）填料形狀對(duì)水溫的影響達(dá)1.14 oC；
（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(xiàn)介紹，無(wú)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5~8 oC，對(duì)于現(xiàn)存的冷卻塔等于提高50%的冷卻能力或者增加的更多。重視淋水填料運(yùn)行維護(hù)，減少冷卻塔結(jié)冰和填料損壞，是提高冷卻塔熱力性能的重要手段。
1.3 冷卻塔上的電機(jī)潛在的節(jié)能效益
目前市場(chǎng)上由盈卓公司推出的一款水輪機(jī)替代電機(jī)，100%達(dá)到省電，達(dá)到的節(jié)能效益是很不錯(cuò)到，“就以一臺(tái)冷卻水量約1000噸/時(shí)的冷卻塔為例，所配電機(jī)功率約為45千瓦，按每天工作24小時(shí)計(jì)算，每年300天，年電能消耗量約為32.4萬(wàn)千瓦時(shí)。全國(guó)數(shù)以萬(wàn)計(jì)的冷卻塔，所配電機(jī)的電能消耗是相當(dāng)驚人。冷卻塔改造
附圖 冷卻塔改造現(xiàn)場(chǎng)圖
綜上所述，冷卻塔存在著巨大的節(jié)能潛力，最大的節(jié)能效益，簡(jiǎn)單，又實(shí)用的的“冷卻塔節(jié)能改造”最實(shí)惠，運(yùn)行電廠應(yīng)把冷卻塔性能問(wèn)題作為主要的節(jié)能方式加以研究。根據(jù)各廠的具體情況，制定出提高冷卻塔出力切實(shí)可行措施，以保證機(jī)組安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。
冷卻塔是火電廠熱力循環(huán)中的重要輔助設(shè)備，它蘊(yùn)藏著可觀的節(jié)能潛力，冷水塔的熱力性能直接關(guān)系到電廠的經(jīng)濟(jì)效率。性能優(yōu)良的冷水塔可使機(jī)組在最小的能耗下輸出最大的功率，它是保證汽輪機(jī)具有較高的熱效率、安全運(yùn)行及滿負(fù)荷發(fā)電的前提條件。加強(qiáng)冷卻塔的性能監(jiān)控和節(jié)能診斷，適時(shí)改造設(shè)備和調(diào)整參數(shù)，有利于降低發(fā)電成本。冷卻塔是節(jié)能降耗不容忽視的關(guān)鍵設(shè)備。
水車是先人，智慧的結(jié)晶，盈卓以冷卻塔節(jié)能改造技術(shù)，將這種智慧融入到現(xiàn)代工業(yè)中，節(jié)能減排，24小時(shí)不間斷，為企業(yè)提供綠色動(dòng)力。
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