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大型自然通风冷却塔逆向配水技术简介，欢迎大家留言点评

点击次数：1563 发布时间：2023/8/15 11:49:44

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大型自然通风冷却塔逆向配水技术简介，欢迎大家留言点评

火力电力在超超临界机组得到广泛应用后，汽轮机组本身的节能空间已经不大，这是业内的共识。汽轮机冷端目来说还有较大的节能空间，尤其是大型常规自然通风冷却塔由于装置本身的特点和计算的复杂性，冷却塔性能还有很大的提升空间。

国内广泛应用的常规大型自然通风冷却塔，淋水面积大约9000~10000平米，直径大约120米。中央竖井加十字水槽配水构造。大都分内外两个配水区。内配水区为正方形，外配水区为圆减去内区的剩余部分，总体呈内方外圆的配水结构。凝汽器循环水出水通过冷却塔中央竖井送到配水高程后，通过十字主水槽和配水管进行全塔配水。在边界条件不变的情况下，自然通风冷却塔的抽力是由冷却塔的进出口空气密度差决定的，冷却塔的进出口密度差越大，冷却塔的抽力越大，冷却塔的进塔空气量越大。反之亦然。如果冷却塔的配水区域存在无水或弱水区，空气在冷却塔内部短路，则冷却塔的出塔空气温度降低，冷却塔进出口密度减小，冷却塔抽力下降，冷却塔性能劣化。冷却塔目的设计依据是：冷却塔配水区域处处等淋水密度设计，即：冷却塔内部雨区处处雨的密度相同。冷却塔是一个用空气去冷却循环水的一个装置，是传热传质的过程，遵守能量守恒定律，即：放出的热量等于吸收的热量。换句话说：就是一定量的热水一定要用一定量的空气去冷却，如果空气量不足，循环水就不能被充分冷却。冷却塔的出水温度就会升高。

目大型常规自然通风冷却塔存在的问题大致如下：1.冷却塔存在进行性劣化，填料堵塞，喷淋装置破损等，这可以通过更换或清洗填料和修复破损喷淋装置恢复性能。2.冷却塔的风和水的不匹配，这是业内的共识。国内也做了许多探索和实践。但都存在局限性。3.冷却塔的配水调节没有能够实现，水量与风量在机组各个负荷段上的良好匹配。4.冷却塔的冬季结冰问题。目基于冷却塔提效的改造都没有能够同时解决冷却塔冬季结冰的问题，冷却塔冬季结冰还需要特定的设备解决。大型常规冷却塔逆向配水技术的提出基于上述的大型冷却塔存在的问题，我们提出了大型冷却塔逆向配水技术，逆向配水系上提出，也是国家急需的特有技术。冷却塔越大，冷却塔内部的空气和水构成的场越不均匀。目我们国家66万KW火力发电机组配用冷却塔面积大约为9000~10000平米。核电海水超大型冷却塔面积大都在2万平米以上，冷却塔越大冷却塔内部场就越不均匀，风水匹配就越差，这是制约我国超大型冷却塔发展的关键性因素。也是超大型冷却塔建造的瓶颈。由于没有好的技术和解决方案，有些家甚至提出用若干小塔组合替代建造一个大塔的方案。先我们将设计参量由冷却塔内部处处淋水密度一致，变更为冷却塔内部处处气水比一致。这是目为合理的设计理念。变更的依据是：能量守恒定律，一定量的循环水充分冷却需要确定量的空气量。即：水量大的地方，与其换热的空气量就大。水量大的地方空气量大，水量小的地方空气量小。以冷却塔内部处处淋水密度一致的问题是，设计与冷却塔内部的实际情况出现较大偏差：（1）中央竖井配水，水总的流向是由冷却塔中央竖井处沿着主水槽向冷却塔外沿流动，由于配水管的不断分流，主水槽中的水是不断减少的。如果不做调整，冷却塔内部水的场，大致上是水越往冷却塔外沿处，水量越少。虽然进行配水计算，但也不能在设计工况下，冷却塔内部不存在无水区和弱水区。这就是目冷却塔改造的节能空间。（2）即使冷却塔做到了工程上和设计上的冷却塔内部处处淋水密度一致，是不是就达到了冷却塔的性能，也不是，为什么？因为，冷却塔的空气是由冷却塔外沿由外向冷却塔内流动的，空气要穿过冷却塔的雨区才能到达冷却塔内部中央位置。即：冷却塔半径方向，空气量连续渐变，空气量由大到小。这样，冷却塔在等淋水密度设计时，冷却塔内部水量虽然处处相同，但空气量在冷却塔内部却处处不相同，即：气水比肯定处处不相同。现有的无论什么方法和技术都没有解决这个问题。这里我们提到了空气量在冷却塔内部由外向内流动是连续渐变由大变小的概念。任何对冷却塔配水进行的改造如果不是连续渐变的，都不是一个方案。冷却塔只要有雨区存在进入冷却塔的空气就一定呈连续渐变，由大变小的特征。良好的冷却塔气水配合也应该是：配水侧，水量也应该是连续渐变，由大到小，且变化方向一致。气水比基本一致。以上是我们对冷却塔配水改造的理论基础。逆向配水冷却塔逆向配水冷却塔简单地说：就是将冷却水由冷却塔中央竖井处开始配水，即：由冷却塔中央圆心点处由内向外实施配水，变更为：由冷却塔外沿处开始由外向冷却塔内部的配水。这样变更的结果是：冷却水量由冷却塔外沿向冷却塔中央处流动时，水量由大到小连续渐变。这时，冷却塔空气量的变化沿冷却塔外沿由外向内流动时，也是由大到小连续渐变。空气量与水量变化的方向一致。这是一项革命性和颠覆性的技术。带来的益处：（1）使空气量与水量的变化方向一致，大地提高了冷却塔的基础效率。（2）冷却塔外沿始终处于水量。提高了冷却塔的冬季抗冻能力。（3）将冷却塔的配水调节由内外分区调节变更为配水的连续调节。且可以在主水槽任意处设置闸板，调节主水槽的过水量，实现冷却塔配水的精密调节。（4）在任何负荷下，外配水区域不会出现无水区或弱水区，更不会出现空气短路的情况。（5）大地提高了冷却塔变工况小水量下的效率和冷却塔的冬季抗冻能力。在冷却塔小水量工况下，无水区或弱水区先出现在冷却塔的内部近中央竖井处，随着水量的进一步减小，无水区或弱水区由内向外扩大。进入冷却塔内部的空气先要通过水量大的雨区才能进入，冷空气在雨区对水进行了进一步的冷却，降低了冷却水的温度，冷却塔小水量时，无水区的空气由于通过雨区空气温度得到提高，使其对冷却塔出塔空气温度影响变小。（6）由于目内外分区冷却塔配水呈内方外圆的结构，配水区域相邻配水管在某些区域存在长短变化较大且不连续的情况，影响了配水计算和数值模拟的精度。为此，我们把冷却塔配水管全部变更为弧形配水管，在冷却塔配水面角平分面上连续布置。使得冷却水在冷却塔内部配水结构上无论任何工况下都连续渐变，且变化方向与进入冷却塔的空气变化方向一致。不仅仅是连续渐变方向一致，且有进行更为精密调整气水配合的手段。（7）内外分区配水，通常形式由冷却塔内供水管和外供水管供水，由阀门控制，或在中央竖井主水槽进口处设置闸板，由于阀门（闸板）较大，不宜经常操作，所以基本上冬季是外区配水，内区关闭。内外区配水比例是内区40%，外区60%，所以在冬季一台50%容量的循环水泵运行时，外区肯定有占全塔10%的面积处于无水区或弱水区，且无水区和弱水区处于冷却塔的外沿，空气在此短路，冬季造成冷却塔结冰。（8）现在大机组调峰已经属于常态，有些机组甚至进行深度调峰。而目大部分电厂在春夏秋三季由于内外分区调节的不易性，在这三季都是全塔配水。电厂的负荷率基本在60%～70%左右，循环水泵又是电厂的耗电大户，循环水的经济运行也提到了日程。电厂大都对循环水泵进行了双速泵或变频改造。冷却塔的变工况运行已经是常态。目，现有技术提供的改造都是在冷却塔的设计工况下进行评价的，并没有考虑冷却塔变工况下的配水恶化，带来的冷却塔性能的恶化。逆向配水冷却塔具有根好的冷却塔变工况性能。大地提高了冷却塔在任何工况下的基础效率。（9）逆向配水冷却塔使得智能化冷端的实现成为可能，是智能化冷端的硬件基础。对于配备常规湿式逆流自然通风冷却塔机组来说，没有逆向配水技术不可能实现真正意义上的冷端智能化。至于如何将冷却塔进行逆向配水，方法很简单，但都要对冷却塔的配水构造进行变更。有双层主水槽法，也可以用取消中央竖井的方法。

神州热电群友——原安徽电科院家高晋柏高老师在逆向配水冷却塔方面，取得多项研究成果，共申请了4个发明利和5个实用新型利，已经授权5个个

国内广泛应用的常规大型自然通风冷却塔

神州热电群友——原安徽电科院家高晋柏高老师在逆向配水冷却塔方面，取得多项研究成果，共申请了4个发明利和5个实用新型利，已经授权5个

原创作者：江苏良一冷却设备有限公司

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