告訴你怎樣挑選節能冷卻塔和冷卻塔性能降低的主要原因

隨著經濟意識的增強，節能降耗已經越來越引起人們的高度重視。發電廠的熱力系統及設備的節能給電廠運行和經營帶來明顯的經濟效益。目前，節能降耗主要集中于三大主要設備和復雜系統，經過理論研究和廣泛應用，已經取得很大經濟效益。但是長期以來我們對循環水系統中冷卻塔缺乏足夠的重視。一方面，認為凝結器循環水入口溫度為環境因素的單值函數;另一方面，它的維護比較繁重復雜，由于缺乏對冷卻塔節能潛力的認識，甚至許多電廠忽略冷卻塔維護和監督，導致塔的冷卻能力降低。本文針對自然通風冷卻塔的節能潛力和熱力性能影響因素進行分析討論，以其對發電廠優化運行和檢修維護有所幫助和參考。

　　一、節能冷卻塔潛力分析

　　1. 循環水1oC溫差并存在的節能潛力

　　冷卻塔的工作過程是循環水從凝結器中吸收排氣熱量，以溫度t1送入節能冷卻塔經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，傳導和對流等方式完成熱交換?？諝馕諢崃亢退郑錅囟群蜐穸戎饾u增加接近飽和狀態由塔頂逸出，冷卻后的循環水以溫度t2返回凝結器。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熱效率。運行的電廠中，節能冷卻塔經常在偏離設計條件的環境下工作，出塔水溫高于設計值導致真空下降，機組經濟性降低。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對機組經濟性能影響。

　　由此可見，運行電廠凝結器循環水進口溫度升高1oC伴隨的節能潛力。目前大多數節能冷卻塔缺少性能檢測，因熱負荷增加或檢修維護不當致使冷卻塔出力不足，出口溫度偏高是普遍現象。例如我公司135MW機組循環水淤泥渾濁，淋水填料嚴重結垢，出塔水溫比相同條件下設計溫度升高4oC，這臺機組每年因此而損失的標準煤約達2706t，僅此一項經濟損失約達55萬元(煤價按200元/t)。

　　2. 淋水填料對出塔水溫的影響

　　循環水散熱過程與塔內空氣分布，水分布和淋水填料的性能密切相關，淋水填料性能的優略直接影響冷卻塔的運行經濟性。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，結構不同的淋水填料對出塔水溫影響值。

    所列數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，水溫相差0.42~0.70 oC;

　　(2)填料形狀對水溫的影響達1.14 oC;

　　(3)塑料填料換熱性能優于水泥格網板。

因此選擇性能優良的淋水填料能降低出塔水溫且有較小的通風阻力。據文獻介紹，無論順流還是逆流的冷卻塔該換高性能的薄膜填料能導致冷卻水降低5~8 oC，對于現存的冷卻塔等于提高50%的冷卻能力或者增加的更多。重視淋水填料運行維護，減少冷卻塔結冰和填料損壞，是提高冷卻塔熱力性能的重要手段。

　　3 淋水密度潛在的節能效益

　　淋水密度是指單位面積淋水填料所通過的冷卻水量，它也是影響冷卻塔出力的主要因素之一。由于運行方式不當，維護不及時造成噴嘴堵塞、填料破損及生長藻類，致使換熱面積減少、淋水密度增加。附圖為淋水面積相對減少1%~25%的出塔水溫變化情況。影響冷卻塔性能的另一個重要參數是循環水流量。增加循環水量有益于凝汽器側熱交換，但是對冷卻塔存在*佳循環水量。當出塔空氣的相對濕度未達到飽和，增加循環水量，可使出塔空氣逐漸趨于飽和。若繼續增加循環水量，出塔水溫反而很快升高，因為空氣吸收熱量已達飽和，過量熱水放出的熱量已無法被空氣再吸收。此外多消耗的泵功對汽輪機效率提高甚微。實際上是以循環水泵耗功補償冷卻塔出口水溫升。綜上所述，冷卻塔存在著巨大的節能潛力，運行電廠應把冷卻塔性能問題作為主要的節能方式加以研究。根據各廠的具體情況，制定出提高冷卻塔出力切實可行措施，以保證機組安全經濟運行。

　　二、冷卻塔性能降低的主要原因

　　冷卻塔的熱力性能與塔的設計出力是否合理，裝置的制造安裝，運行維護和檢修質量等多種因素有關，必須根據每個塔的具體情況進行具體分析。冷卻塔性能降低常見的原因有：

　　1.淋水填料破損脫落生長藻類，填料上堆積垃圾或結垢，使得換熱面積減小，淋水密度增大，造成出塔水溫升高。

　　2.配水槽阻塞高程不一，水槽溢流，噴嘴堵塞脫落，濺水碟不對中等引起配水不均。配水系統的作用是將熱水均勻地濺散到整個淋水填料上，延長汽水換熱的接觸時間和接觸面積。配水不均降低塔的冷卻效果。

　　3.通風筒梁柱附近填料安裝空隙過大，通風筒有孔洞密封差或不等高，導致抽力不足。此外填料或捕水器上積聚水垢油脂和藻類以及流進填料的水負荷過大也會造成空氣流量的減少，汽水熱交換強度減弱，冷卻塔的性能下降。

　　4.循環水排污加藥處理不正常使循環水濃縮倍率偏高，使含有碳酸氫鈣、碳酸氫鎂、硫酸鈣的沉淀物凝聚在換熱設備的內表面，有時沉積在淋水板上。這些污垢阻塞換熱熱設備的管道，降低塔的冷卻效率。

　　5.位于寒冷和嚴寒地區工作的冷卻塔冬季運行方式不當，致使進風口和淋水填料結冰，直接影響塔的熱力性能。冬季冷卻塔的頻繁啟停嚴重影響設備的運行效率，使用壽命，并增加維修費用。

　　由此可知，上述因素均影響冷卻塔的經濟性，使機組效率降低，特別是夏季高溫缺雨季節，冷卻塔性能降低迫使機組降負荷以維持其安全運行，從而限制機組出力，降低設備利用率。在冷卻塔的運行中，*重要的是監視冷卻塔熱力性能是否正常，若能調整到*佳工況，無疑是有益機組的經濟運行。為了維持冷卻塔在*佳狀態下工作，一方面應加強監督維護，對引起性能下降的諸多要素逐條加以分析考核，選擇在*低的維護費用下冷卻塔運行的高性能;另一方面，因為設備長期運行造成性能下降或因熱負荷增加而使冷卻塔出力不足，就應考慮技術改造已提高其熱性能。

　　冷卻塔經濟運行與汽輪機的效率、循環水泵耗功、冷卻設備的維修費用、補充水量和水質處理費用密切相關，實際上所有冷卻塔多能進行改進以提高效率，其投資取決于機組效率提高的回報。

　　冷卻塔是火電廠熱力循環中的重要輔助設備，它蘊藏著可觀的節能潛力，節能冷卻塔的熱力性能直接關系到電廠的經濟效率。性能優良的節能冷卻塔可使機組在*小的能耗下輸出*大的功率，它是保證汽輪機具有較高的熱效率、安全運行及滿負荷發電的前提條件。加強冷卻塔的性能監控和節能診斷，適時改造設備和調整參數，有利于降低發電成本。冷卻塔是節能降耗不容忽視的關鍵設備。