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            冷卻塔的節能潛力分析

            冷卻塔的節能潛力分析
            隨著(zhù)經(jīng)濟意識的增強,節能降耗已經(jīng)越來(lái)越引起人們的高度重視。發(fā)電廠(chǎng)的熱力系統及設備的節能給電廠(chǎng)運行和經(jīng)營(yíng)帶來(lái)明顯的經(jīng)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(jīng)過(guò)理論研究和廣泛應用,已經(jīng)取得很大經(jīng)濟效益。但是長(cháng)期以來(lái)我們對循環(huán)水系統中冷卻塔缺乏足夠的重視。一方面,認為凝結器循環(huán)水入口溫度為環(huán)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(chǎng)忽略.
            1冷水塔節能潛力分析
            循環(huán)水1oC溫差并存在的節能潛力
            冷卻塔的工作過(guò)程是循環(huán)水從凝結器中吸收排氣熱量,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),傳導和對流等方式完成熱交換??諝馕諢崃亢退?,其溫度和濕度逐漸增加接近飽和狀態(tài)由塔頂逸出,冷卻后的循環(huán)水以溫度t2返回凝結器。由此可見(jiàn),冷卻塔的出塔水溫直接影響汽輪機的排氣壓力和循環(huán)熱效率。運行的電廠(chǎng)中,冷水塔經(jīng)常在偏離設計條件的環(huán)境下工作,出塔水溫高于設計值導致真空下降,機組經(jīng)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(jīng)濟性能影響。
            由此可見(jiàn),運行電廠(chǎng)凝結器循環(huán)水進(jìn)口溫度升高1oC伴隨的節能潛力。目前大多數冷水塔缺少性能檢測,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(huán)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,此一項經(jīng)濟損失約達55萬(wàn)元(煤價(jià)按200元/t)。
            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。據文獻介紹,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致冷卻水降低5~8oC,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(guò)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(shí)造成噴嘴堵塞、填料破損及生長(cháng)藻類(lèi),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(gè)重要參數是循環(huán)水流量。增加循環(huán)水量有益于凝汽器側熱交換,但是對冷卻塔存在超佳循環(huán)水量。當出塔空氣的相對濕度未達到飽和,增加循環(huán)水量,可使出塔空氣逐漸趨于飽和。若繼續增加循環(huán)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(guò)量熱水放出的熱量已無(wú)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(shí)際上是以循環(huán)水泵耗功補償冷卻塔出口水溫升。
            綜上所述,冷卻塔存在著(zhù)巨大的節能潛力,運行電廠(chǎng)應把冷卻塔性能問(wèn)題作為主要的節能方式加以研究。根據各廠(chǎng)的具體情況,制定出提高冷卻塔出力切實(shí)可行措施,以保證機組經(jīng)濟運行。
            2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(zhì)量等多種因素有關(guān),要根據每個(gè)塔的具體情況進(jìn)行具體分析。冷卻塔性能降低常見(jiàn)的原因有:
            1.淋水填料破損脫落生長(cháng)藻類(lèi),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(gè)淋水填料上,延長(cháng)汽水換熱的接觸時(shí)間和接觸面積。配水不均降低塔的冷卻效果。
            3.通風(fēng)筒梁柱附近填料安裝空隙過(guò)大,通風(fēng)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(lèi)以及流進(jìn)填料的水負荷過(guò)大也會(huì )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(huán)水排污加藥處理不正常使循環(huán)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(shí)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(jìn)風(fēng)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(jīng)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,超重要的是監視冷卻塔熱力性能是否正常,若能調整到超佳工況,無(wú)疑是有益機組的經(jīng)濟運行。為了維持冷卻塔在超佳狀態(tài)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,選擇在超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(cháng)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(shù)改造已提高其熱性能。
            冷卻塔經(jīng)濟運行與汽輪機的效率、循環(huán)水泵耗功、冷卻設備的維修費用、補充水量和水質(zhì)處理費用密切相關(guān),實(shí)際上所有冷卻塔多能進(jìn)行改進(jìn)以提高效率,其投資取決于機組效率提高的回報。

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