华能伊春2×350MW供热机组“两机一塔”设计分析

华能伊春2×350MW供热机组“两机一塔”设计分析
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华能伊春2×350MW供热机组“两机一塔”设计要点分析
徐平，耿树青，李敬生
(东北电力设计院，吉林，长春 130021）
摘要：华能伊春2×350MW热电联产工程冷却水系统采用“两机一塔”.在严寒地区供热机组采用“2机1塔”，对本工程冷却塔的防冻、检修等提出更高要求。

针对华能伊春供热机组两机一座7500m2冷却塔，对分区配水、防冻、防腐等重点问题进行探讨并提出了解决方案。

关键词：两机一塔供热机组分区配水防冻防腐
Key Points Analysis on A Cooling Tower of 2×350MW Units in
Yichun
XU Ping，GENG Shu—qing，LI Jing-sheng
（Northeast Electric Power Design Institute，Jilin Changchun 130021,China) ABSTRACT：Based on the key points design of a 7500m2cooling tower for 2×350MW thermal power units in Yichun area of China, to discuss and supply a part of resolve plan such as the cooling tower water district，the cooling tower antifreeze, the cooling tower anticorrosion ， etc。

KEY WORDS: A Cooling Tower of 2×350MW Units;Heat supplying thermal power plant；The partition of water distribution；Antifreeze；Anticorrosion
1 前言
华能伊春“上大压小”热电联产（2×350MW）新建工程所在区域，极端最低气温-43.1℃,月平均最低气温—29.3℃，属于严寒地区；本工程又是供热机组，冬、夏季汽轮机排气量差
别很大,单机最大为620t/h，最小只有180t/h;两台机配一座冷却塔即“两机一塔”，防冻、
检修等设计问题更加突出。

中国国际工程咨询公司在华能伊春工程初设审查会议纪要中提出：“在高寒地区供热机组采用两机一塔方案对冷却塔的防冻、检修等极其不利。

如采用两机一
塔方案，建议进一步研究该方案的防冻措施，包括分区配水等，确保冷却塔在冬季安全运行”.
本文就华能伊春电厂“两机一塔”冷却塔分区配水、防冻及防腐等设计进行研究.
2 两机一塔设计
本工程冷却塔塔淋水面积为7500m2，高为157.0 m,进风口高为10。

6 m，塔底直径为126.0 m,共有96根斜支柱。

塔壳体为现浇钢筋混凝土结构,塔内设一座中央进水竖井，淋水装置架构为预制钢筋混凝土构件。

循环水经压力进水沟进入塔内的中央竖井,并通过四条压力
水槽将水送至配水管,由喷溅装置将水均匀地喷洒在淋水填料上.淋水填料采用塑料填料，其高度为1。

50 m，喷溅装置为塑料喷嘴。

为减少冷却塔飘滴对周围环境的影响及降低水量损失,塔内安装了塑料除水器。

2。

1 冷却塔配水分区
本塔采用四条压力双配水槽平行布置方案,内围水槽宽700mm，高3200mm；外围宽900mm，高3200mm,每条水槽在入口处均设有两块并列布置的钢闸板。

通过调节闸板的启闭来控制各水槽的运行，外区配水及内区配水均可控制启闭,从而实现真正意义上的分区控制配水。

这种在每条水槽入口处均设有两块并列布置的钢闸板(一座竖井内安装8块钢闸板）的控制方式，在全世界未见先例。

配水区域分为8个区域，内外围面积比约为41：59.其中内围4个区域，面积约3050m2；外围分4个区域，面积约4450m2。

冷却塔每1/4区域旋转90°对称布置。

配水运行区域最小可控制1/8塔的淋水面积约940m2。

本工程优化后的冷却塔分区较常规湿冷塔运行检修更加灵活方便：在任何时候可切停任意一个区域的配水，对其填料、喷头等进行维护，其余7个区域仍可正常运行,降低了冷却塔检修维护期间对机组出力的不利影响;一台机组检修，一台机组运行时，也可全塔配水运行，也可实现塔部分区域配水运行，降低了出塔水温，降低了背压，从而增加了出力、节约了煤耗.
2。

2 冷却塔防冻设计
华能伊春电厂地处东北严寒地区，为保证冷却塔的冬季安全运行，设计中采用了内、外
围分区配水、在进风口处设置挡风板、在进水管上设置旁路水管等防冻设施。

根据以往的工
程经验和对一些用户的调查走访，认为防冻喷水管运行效果并不理想，特别是运行多年以后
显现出的问题更多,主要是管道断裂、锈蚀、堵塞、维修困难（维修时需停塔）等，故本工程
未采用.
2.2。

1 分区运行
由于本工程是供热电厂,冬、夏季循环水量差别很大。

设计中采用每台机组各设2台50％配双速电机的立式斜流水泵，非采暖期运行两台泵，常速运行；采暖期间，各自单独运行1台低速循环水泵,另1台水泵作为备用。

夏季运行时,循环水量大，故开启全部水槽入口处的钢闸板,实行全塔配水运行。

采暖期运行时，循环水量小，则关闭内围水槽,开启外围水槽，实行外围配水运行。

由于每条水槽入口处均设有钢闸板，通过调节闸板的启闭来实现真正意义上的分区运行,运行区域可根据上塔水量的不同进行任意组合，最小控制区域可实现1/8塔的淋水面积运行。

一般逆流式自然通风冷却塔的冬季淋水密度不宜小于5.0m3/（m2·h)，即可防止冷却塔冬季结冰。

冬季仅外区配水,淋水密度为6.9 m3/(m2·h).
2。

2.2 旁路管
在冷却塔的进水管上设置了带有可调节流量阀门的旁路水管，其设计流量为冬季循环水量的100％,管道直径按冬季上塔的循环水量的100％设计。

在冬季气温较低或机组的热负荷较低时,可开启旁路水管，使全部或部分循环水不进入淋水填料上部的配水系统,而直接通过旁路管流入集水池，防止由于循环水温过低造成的冷态循环使冷却塔淋水填料结冰的危害.
另外,当冬季冷却塔水池内水温过低（低于13℃）时,开启旁路水管，使全部或部分循环水进入集水池，对水池内水进行加温,使其达到13℃以上。

2。

2。

3 挡风板
长期以来，在北方严寒地区双曲线自然通风冷却塔挡风板基本上都是采用传统的玻璃钢板式挡风板，操作时由人工悬挂,悬挂、摘除工作量大，而且人工操作不安全、易损坏。

另外，有时挡风板与人字柱冻结在一起,使挡风板无法摘挂。

从而无法调节挡风板，不能正常安全运行和有效控制冷却水温。

本冷却塔在设计时，充分考虑了上述问题，采用了目前国内较为先进的，且获得国家发明专利的固定式旋转挡风板.该挡风板采用框架式钢结构，挡风板远离淋水外围界面，减少水滴在挡风板上结冰。

通过手动机械链条传动结构,控制挡风板开度,调节进风量。

挡风板顶部在冷却塔之间安装了顶部结构，可防止冷却塔进风口上檐处结冰。

每次调整时间只需30min。

该挡风板一改传统悬挂式作业为固定旋转式作业，挡风板开闭采用机械链条传动方式，达到轻松调节挡风板的方向以调整风量。

改善了操作人员的工作条件，减轻了劳动强度，提高了作业的安全性,提高了冷却塔冬季运行管理水平.由于挡风板固定在冷却塔上，故节省了一座挡风板仓库，从而免去了挡风板的夏季保管费用，降低了工程投资,达到了节能降耗的目的。

2.2.4 冷却塔冬季运行方式
循环水系统及冷却塔的冷却能力是按照当地夏季P=10％的气象条件下满足凝汽器真空需要设计的.因此，在冬季环境温度较低时，冷却塔的冷却能力裕量很大。

冷却塔冬季运行方案应根据热负荷、气温、风向来合理地调节冷却塔的各项防冻设施,控制好冷却塔的出水温度.使其在13℃左右，但不得低于4。

4℃，否则易产生结冰。

冬季2台机运行时,关闭内围水槽的4个钢闸板，停止内区配水，将水全部输送到外围配水区域，实现外围配水,并将塔出水温度控制在13℃左右。

冬季1台机运行时，再关闭外围水槽的2个钢闸板或3个闸门。

若出现
出水温度低于13℃，此时可开启旁路水管,使一部分上塔水量不上塔,通过旁路水管直接流入集水池，一则防止由于循环水温过低造成汽机冷端不经济和池水产生结冰，二则将塔出水温度控制在13℃左右。

冷却塔的冬季安全运行不是某一项设施单独运行的，它需多种防冻设施配合使用，只有这样才能作好冷却塔的冬季安全运行。

冷却塔冬季运行工况汇总表见下表1。

表1 冷却塔冬季运行工况汇总表
项目
运行工况
工况一
实测塔出水温高于15℃
工况二
实测塔出水温在13~15℃左
右
工况三
实测塔出水温
低于13℃
水泵运行数量两台一台一台
分区运行全塔运行内围水槽全部关闭
外围水槽全部开启
内围水槽全部关闭
外围水槽部分开启
旁路水管不投运投运投运
挡风板隔二个开启、隔二个关
闭
全部关闭全部关闭
塔出水控制温度10～15℃左右10～15℃左右10～15℃左右
2.3 冷却塔防腐
由于本工程为两机一塔，当塔筒内壁检修时需全厂停机。

为此，延长塔筒内壁的检修周期，才能够保证电厂的安全经济运行。

另外，本工程采用城市中水作为其循环冷却水系统的补水,由于城市污水水质有一定的波动性，冬季和夏季水质差别大，特别是在北方冬季寒冷，氨氮降解效果较差，对塔筒内壁也有一定的影响.延长塔筒内壁的检修周期除塔筒施工质量外，塔筒内壁涂刷的防水防腐选择是至关重要的.
冷却塔防水、防腐涂料国内品种繁多,性能、特点各不相同，其主要为环氧类、聚氨脂类，均为涂膜类涂料.它的防水、防腐主要是在混凝土表面形成一层覆盖涂层，对混凝土表面的封闭并阻断水、腐蚀介质进入混凝土的通道,达到防水、防腐保护混凝土的作用。

进口涂料区别于传统的涂膜类涂料，为无色透明的渗透型液体树脂,其保护混凝土的作用机理是使涂料渗透到混凝土内部与混凝土中的活性激发物——碱性物质发生反应，生成致密的类似于石英结构的三维网状交织保护层，该保护层最大的特点是存在于混凝土内部，而不是混凝土表面，从而改变了混凝土表层的物理化学特性，使混凝土由吸水变为“憎”水,水与混凝土无法接触，阻止以水为载体的酸、碱、盐、CO2、SO32-等介质对混凝土的侵蚀,可提高水工混凝土的耐久性，大大延长混凝土使用寿命，提高混凝土抗冻性.
目前冷却塔塔筒内壁涂刷的国产涂料和进口涂料使用年限、价格、质量差别均较大.国产涂料和进口涂料技术经济比较表见下表2.由表2可看出:进口涂料虽然初投资较高，但12年内仅塔筒内壁维修施工费就可节省373.8万元，而因塔筒内壁维修施工停机少发电导致的费用是难以计算的。

所以，为延长塔筒内壁的检修周期，从长远来看本工程冷却塔应选用进口
涂料。

表2 国产涂料和进口涂料技术经济比较表
项目
国产涂料进口涂料进口涂料比国产涂料
性能一般较好好
使用寿命/年612+6
维修停机次数/次10-1
维修天数/天900—90
涂刷面积/ m23112531125一样
单价/元/m230。

0160.0+130.0
本次涂料费用/万元93.4498.0+404。

6
12年涂料费用/万元186.8498。

00+311。

2
塔筒内壁维修施工费/万元685。

00-685.0
维修停机少发电费用/万元难以计算0难以计算
12年塔筒内壁维修总费/万元871。

8498.0-373。

8注：12年塔筒内壁维修总费包括12年涂料费+塔筒内壁维修施工费+维修停机少发电费用。

2。

4 本冷却塔的噪声情况
冷却塔在运行时由于集水池的大面积连续不断的落水水滴撞击水面产生的基本稳态的噪声，是主要的三大类工业噪声成因(机械噪声、空气动力噪声、电磁噪声）之外的一种特殊噪声。

据测定，其落水撞击瞬时速度约7m/s～8m/s，在距冷却塔水池边高度为1。

2m 处标准测点处，声级一般在78dB（A）～86dB（A）之间。

本冷却塔在设计中采用的固定式旋转挡风板布置在距人字柱外边缘约 1.0 m处，垂直于地面,且高于进风口高度.该装置材质为新型合聚型的高分子材料，具有吸声功能，由于是垂直均匀布置在塔的进风口外围，故增加了噪声的折射频次，从而实现降噪作用.此外，挡风板外缘的导风端呈子弹流线性,从而降低了进风口的阻力。

由于本塔采用了这种具有防冻、降噪双重功能的旋转挡风板，故可省去了冷却塔降噪装置.据初步估算，约能节省350万元左右。

3 结语
通过对华能伊春电厂冷却塔分区配水、防冻运行方式、防腐涂料选择等问题分析，提出了在塔内采取十字双配水槽平行布置，并在每条水槽入口处均设置钢闸板，将配水层分为8个配水区域.通过调节闸板的启闭来控制各区的运行，根据上塔水量的不同进行任意组合，最小区域控制到1/8塔的淋水面积。

挡风板采用固定式旋转挡风板便于调节冷却塔的运行。

防腐涂料采用进口涂料,以减少冷却塔的检修次数。

在严寒地区供热机组采用“两机一塔”国内尚属首次。

在每条水槽入口处均设有两块并列布置的钢闸板（一座竖井内安装8块钢闸板）的控制方式,可以实现1/8区域配水，有效解决冬季一机运行、一机检修，上塔水量极小，易受冻害的问题，是本塔主要特点.以上经验希
望对今后同类型工程冷却塔的设计、运行有所帮助。

参考文献
［1］DL/T5339-2006,火力发电厂水工设计规范［S]。

北京:中国电力出版社，2006。

[2]菜瞳，田小峰。

冷却塔冬季结冰的原因及预防措施[J］。

吉林电力，2009，37（1）：44—45。

[3］殷有琴.双曲线冷却塔内壁防腐层的改进［J］。

中国设备工程，2011,50（2)：50-51。

［4］涨延风，涨洪仁等。

600MW超临界机组冷却塔进风口固定式可调节挡风板改造［J］.吉林电力，2013，41（5）：49-51。

［5］石诚，赵永宏，涂菁菁。

冷却塔实施进风导流和防冻挡风一体化技术改造分析[J］。

电力建设,2011,32（12）：89—91.
［6]马岩昕，马越，潘乃宏。

双曲线自然通风冷却塔效率下降原因及应对措施[J］.黑龙江电力，2013，35（5）:455—458.［7]石佑吉。

冷却塔运行与试验［M］。

北京:水利电力出版社,1990。

[8］Q/DG1—S012—2011。

超大型冷却塔设计导则［S]。

北京：中国电力工程顾问集团公司出版，2011。

［9］赵振国。

冷却塔［M]。

北京：水利电力出版社,1997.
[10]左东启顾兆勋王文修。

水工设计手册［M］。

北京：水利电力出版社,1989。

作者简介：
徐平（1959—）：男，汉族，东北电力设计院结构室，高级工程师，从事火电厂水工结构设计与研究。

联系方式：
电话：0431-******** 手机159********
E—mail: xuping@nepdi。

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