| 冷却塔是汽轮机组重要辅助设备，通过冷却塔节能改造提高冷却能力后，可相对降低冷却塔出塔水温，进而降低汽轮机排汽压力、汽轮机热耗和发电煤耗。在进行冷却塔改造效果分析时，以往重点以性能试验实测冷却塔冷却效率为主，实践中还需分析改造后冷却塔冷却能力变化对汽轮机组热力性能的影响，现以某600 MW机组冷却塔改造为例，根据冷却塔出塔水温变化，结合水蒸气特性、汽轮机和凝汽器变工况计算，分析不同运行工况下冷却塔节能效果，所形成的分析方法和分析思路为其他机组冷却塔节能改造效果分析及改造方案决策提供了指导。 冷却塔；节能改造；冷却效率；汽轮机组；热力性能 “ 冷却塔节能改造是电厂的一项重要节能项目，冷却塔的冷却效果直接影响着冷却塔出水温度即凝汽器循环冷却水进口温度的高低，进而影响机组真空和热力性能[1-2]。国内科研院所、电厂检修维护及冷却塔改造厂家比较注重冷却塔节能改造技术方面的研究和改造实践，并取得了较好的成绩。但是，期研究相对缺少冷却塔改造效果对机组热力性能影响的分析，既不利于改造后效果的分析评价，也不利于改造后的效果对比[3]。 1 冷却塔节能改造概况 受工作环境影响，随着运行时间增长，冷却塔内的除水器、配水系统、淋水填料及内壁涂料均会出现老化问题，导致冷却塔内壁渗水，除水器变形，配水槽裂缝或配水管端头开裂，喷溅装置脱落或损坏，加之淋水填料结垢堵塞或因冰载、水流冲击造成破损等，导致冷却塔冷却效果变差，直接影响机组运行的经济性和安全性。通过对冷却塔内部部件的节能改造，提高冷却塔冷却效果，是实现火电厂节能降耗的有效途径。 淋水填料是冷却塔散热的关键部件，冷却塔中约70%的热量由淋水填料散发，淋水填料脏污、破损、堵塞以及自身材质型式和布置方式会直接影响换热效果，通过改造淋水填料能够有效提高冷却塔换热能力。近年来，冷却塔PVC淋水填料的开发和应用得到了长足发展，且以薄膜式淋水填料为主要产品。PVC淋水填料按其板型结构可以分为折波型、斜波型和复合波型三类，布置方式由传统的均匀布置向不等高布置和不等间距布置发展。 喷溅装置容易出现溅水不均、喷头堵塞、喷头损坏等问题，出现溅水效果不好、配水不均现象，影响冷却塔冷却效果。在自然通风冷却塔改造中常选用的喷溅装置有TPⅡ型、反射型、RC型及多层流型，材质均为工程塑料（ABS）。 除水器在塔内高温（相对环境温度而言）、高湿条件下运行后弧片容易变形，不但影响除水效果，还增加了冷却塔的通风阻力，进而影响冷却塔热力性能。近年来，国内生产商改进了除水器的材质及生产工艺，包括采用聚氯乙烯（PVC）材料、对除水器上/下边卷边、一次挤塑成型等措施，进而有利于提高除水器的组装刚度，除水器弧片使用不变形，除水效果好，通风阻力小，冷却塔热力性能的稳定性得到提升。 近些年，针对冷却塔塔内部件的节能改造技术蓬勃发展，并取得了较好的效果。部分运行4～10年的冷却塔通过节能改造冷却能力明显提高；但是，部分冷却塔存在改造后效果对比不明显的现象，这主要是因为除了改造技术本身，改造后效果的对比还受改造冷却塔工作状态、工作环境、循环水水质及冷却塔本身技术水平等因素的影响。同样运行多年的冷却塔冷却能力偏差较大，有些冷却塔运行多年冷却能力仍接近原设计水平，但是也有冷却塔运行时间较短就出现各种问题导致其冷却能力明显下降。因此，改造冷却塔除了关注节能改造新技术之外，还需关注冷却塔实际工作状态，不能简单地根据运行时间长短来决定是否需要改造。 2 冷却塔改造效果对机组热力性能影响 对冷却塔节能改造效果的分析评价可以分为两个方面，一方面是通过性能试验实测冷却塔改造后冷却效率是否达到设计值，这也是常见的性能评价方法；另一方面是对改造后的冷却效率进行对比，定量计算改造带来的变化。分析改造后冷却效率的变化，不仅能够客观评价改造项目的效果，也能够通过预测改造效果评判改造方案的优劣，避免盲目改造[4]。 冷却塔改造效果可以通过冷却效率这一主要热力性能指标的高低进行定量评价。运行维护人员可以直观地查看改造后冷却塔出塔水温的相对变化，然后进一步计算不同工况下冷却塔出塔水温的变化对汽轮机背压、汽轮机热耗以及机组发电煤耗的影响[5-6]。 汽轮机凝汽器压力对应饱和温度的决定公式为： 式中：tw1为凝汽器冷却水进口温度（即冷却塔出水温度）；△tw为凝汽器冷却水温升；δt为凝汽器传热端差。通常分析冷却塔改造效果时，以其他边界条件如环境状态、主辅机设备状态、机组负荷等保持不变为提，冷却塔改造后带来的直接影响是冷却塔出塔水温的变化，凝汽器冷却水温升保持不变，凝汽器传热端差受冷却塔出塔水温变化（冷却塔改造带来的水温变化相对较小）的影响可忽略不计。由此可推算出凝汽器压力对应饱和温度的变化量同冷却塔出塔水温的变化量保持一致，进而可折算出凝汽器压力变化量以及汽轮机热耗和发电煤耗变化量。 冷却塔的设计运行工况以夏季工况为基准，冷却塔性能试验也要在夏季进行。此外，在进行改造效果分析， 原创作者：江苏良一冷却设备有限公司 |
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