冷却塔效率低的原因分析及改造措施汇总

收稿日期:2007-07-25

作者简介:王玉宏(1969- , 男, 高级工程师, 主要从事电力生产技术管理与培训工作。

自然通风逆流式冷却塔效率低的原因分析及改造措施

Cause Analysis and Solutions on Low 2efficiency

of Natural Ventilating Counter Current Cooling Tower

王玉宏1, 刘叶丽2, 孟岩3

(1. 华北电力大学, 河北保定071003;2. 河北西柏坡发电有限责任公司, 石家庄050400;

3. 河北省电力勘测设计研究院, 石家庄050021

摘要:针对某电厂自然通风逆流式冷却塔效率持续下降的情况, 查找其存在的问题, 并对问题进行详细分析, 进而制定改进措施, 实施后自然通风逆流式冷却塔的冷却效率得到显著提高。

关键词:冷却塔; 效率低; 填料; 喷头; 改进

Abstract :In view of efficiency falling of counter current cooling tower looked for and improve 2ments are set down. after improve 2ment has been advanced obviously.

K eywords :cooling tower ; low 2efficiency ; filling ; nozzle ; renovation

中图分类号:TQ085. 4文献标志码:B

文章编号:1001-9898(2007 05-0040-03

1概述

某电厂1号机组于1993年投产, 主机为哈尔滨汽轮机有限责任公司生产的

N300-16. 7/537/537型、亚临界、一次中间再热、单轴、双缸、双排汽、反动凝汽式汽轮机组, 循环水系统配置2泵1塔。其中,

圆筒双曲线型自然通风逆流式冷却塔(1号塔的塔芯为2层交错布置的差位正弦波型PVC 塑料填料, 料层高1m , 下方由低合金铸铁托架支撑, 槽式配水, 采用反射Ⅲ型<32mm 的喷头,BO -160/45型玻璃钢除水器; 单竖井内外圈配水, 放射状延伸分布的8条主水槽将热水分流至各分水槽和配水槽。循环

水泵为长沙水泵有限公司生产的Y J48P -35IIA 斜流泵, 单台流量18000m 3/h , 冬季1台运行, 其它季节2

台运行。凝汽器设计冷却水温20℃(最高33℃

。截至2005年,1号塔累计运行约12年, 冷却效率逐年下降,2005年夏季1号塔出水温度曾高达38

℃, 凝汽器背压升高至13kPa , 使1号机组多次被

迫降负荷运行。2005年7月,1号塔热力性能试验

结果表明, 其冷却效率仅为%, 远低于试验标(a. 水柱较多, 共78个, 中央竖井附近有1个特

大水柱;

b. 填料淋水不均匀, 部分区域水量小甚至无水, 水珠直径偏大;

c. 铸铁托架局部脱落, 使填料塌陷形成空洞;

d. 塔基人字柱的内侧面带水, 夏季藻类滋生, 冬季结冰严重;

e. 防风檐支架1/4倾斜或断裂, 挡风瓦大部分破损、掉落。2. 2内部

a. 泥垢堵塞严重, 下层填料泥垢的平均厚度达4mm ;

b. 塔内四周普遍漏风;

c. 塔内汽流流速分布不均匀, 部分区域流速较低、温度较高, 部分区域流速较高、温度较低, 局部区域完全为高速冷汽流;

d. 喷头溅水效果差, 部分溅水碟损毁、掉落;

e. 部分除水器变形、损坏。2. 3

水槽及蓄水池

a. 塔内约10条配水槽存在溢水现象;

b. 历次检修均发现水槽(主水槽、分水槽、配水槽有淤泥堆积, 蓄水池底部4年可积淤泥200～300m 3。

3问题分析

3. 1水柱的形成

喷头淋水均匀, 有利于循环水在填料内部形成

・

04・Vol. 26No. 5河北电力技术

第26卷第5期Oct. 2007H EBEI EL ECTRIC POWER 2007年10

月

大面积的流动蒸发水膜, 使其与逆流而上的冷风充分接触, 降低出塔水温。如果形成水柱, 热的循环水将直接冲过填料层流回蓄水池, 导致出塔水温升高。水柱的形成主要有以下几个方面的原因。3. 1. 1溅水碟脱落

喷头材质为ABS 工程塑料, 溅水碟由4个“L ”型吊脚固定悬挂在喷头下方, 由

于吊脚直径偏小, 设计强度不足, 运行中长期受水流冲击以及材质本身持续老化变脆, 造成吊脚根部应力集中点首先发生断裂, 导致溅水碟脱落。1号塔内共安装喷头3724个, 每年平均损坏78个, 约占总量的2%, 并且喷头的更换工作只能在机组大、小修期间进行。3. 1. 2配水槽缺陷

a. 当夏季水量大时, 由于配水槽固定不牢固发

生倾斜、安装标高低于其他配水槽、原因, 可能造成配水槽溢水。

b. 低、, 导致成品质量差, , 配水槽局部容易疏松、剥落, 甚至穿孔, 形成漏水。

c. 配水槽与分水槽之间的预留接缝在设计上使用水泥砂浆封堵[1], 因水泥砂浆质量差、固化不良、封堵工艺不当、热胀冷缩效应等原因, 使封堵部位松动剥落, 导致漏水。3. 2中央特大水柱的形成

8条主水槽在穿越中央竖井外圈井壁(厚300mm 时, 共有16条50mm ×1000mm 的垂直接缝,

施工时使用水泥砂浆简单地由外向里填充封堵, 封堵层厚度≤100mm 。实践证明, 其强度太低, 长期承受循环水压力冲击, 使封堵层剥落, 形成特大水柱。夏季时1条接缝的漏水量折合为喷头个数的估算公式为:接缝面积(50mm ×1000mm /喷头面

积(3. 14×16mm ×16mm ≈62。仅此一项约有1. 7%的循环水未经冷却直接流入蓄水池, 若再考虑特大水柱冲毁填料层形成的空洞(面积约4～6m 2 漏风[2], 则其对1号冷却塔冷却效率的负面影响更大。3. 3泥垢聚集

填料由成型薄片黏接而成, 依靠其巨大展开面积形成足够的换热水膜, 再结合其本身的低风阻特性, 确保冷却塔的良好冷却能力。填料结垢, 换热水膜面积减少, 同时风阻增大, 换热效率下降; 严重时泥垢脱落堵塞通道, 风阻急剧增加, 导致换热效

率大幅度下降[3]。泥垢聚集并堵塞填料是冷却塔冷却效

率下降的主要原因。