有关火力发电厂循环冷却水系统设计分析

有关火力发电厂循环冷却水系统的设计分析

【摘要】循环冷却水系统是火力发电厂的重要部分，其工艺与流程设计的好坏，直接决定着火电厂运行效率的高低。本文作者基于多年的实践经验，以参与的某发电有限公司闭式冷却塔系统设计为例，基于目前我国循环冷却水技术现状，对火力发电厂循环冷却水系统设计进行优化探讨，以期在实际工作中具有借鉴作用。

【关键词】火力发电厂；循环冷却水系统；设计分析

中图分类号：tm621文献标识码： a 文章编号：

前言

火电厂循环冷却水处理工作的好坏，对火电厂的安全经济运行有重要影响，将直接关系到电厂的节能、降耗。已有实践证明，通过优良的水质稳定剂、加强运行监督外，提高运行人员的素质等措施，可以在一定程度上提高循环冷却水系统性能，做好循环冷却水处理工作。但是，循环冷却水系统在火力发电运行过程出现的能源消耗、废水处置、大量资金耗费等问题，依然是目前发电行业中有待解决的难题。如何基于目前我国循环冷却水技术现状，对火力发电厂循环冷却水系统设计进行不断优化，是值得每一个设计人员进行深入探讨的问题。

1. 发电厂循环冷却水系统组成及流程

循环冷却水系统包括循环冷却水泵、冷却构筑物、循环水池及循环水管网。该系统运行时，循环冷却水送至各生产车间供生产设备冷却用水，经过冷却设备的循环用水，利用循环水泵的余压送至冷

却构筑物，冷却后的水流至循环使用。为确保该系统良好、稳定的运行，一般在系统中设置了旁滤和加药装置。

系统循环水路线为由水塔经滤网经循环水泵至凝汽器最后返回水塔，循环水在进入汽机房后一路供凝汽器，另一路供开式冷却水系统，其回水送至凝汽器回水母管，返回水塔。供水流程图如图1所示。

2. 火力发电厂循环冷却水系统的设计优化分析

2.1冷却塔设计优化

循环冷却水系统中主要设备之一是冷却塔。循环水经过凝汽器后水温会升高，必须经冷却塔降温后达到水的入口温度，从而使水不断循环经过凝汽器，达到循环使用和冷却工艺介质的目的。在冷却塔中，热水从塔的上部向下喷淋后呈

图1 系统循环水路线

水滴或水膜状，空气则由下向上与水滴或水膜逆向流动，或水平方向交流流动，空气与水接触过程中，通过对流传热或蒸发传热的方式进行热交换，达到降低水温的目的。

作者参与设计的冷却塔系统设备配有喷淋水循环系统上、下部水槽为玻璃钢材质，下部水槽设置排污管、溢流管、出水管、补水管及内部配管，喷淋水泵采用日本荏原品牌。热交换器采用磷脱氧紫铜管，法兰连接式结构，可以在运行中使用盲法兰堵管和换管，热交换器采用三维坡度设计便于排净内部的积水及空气；电机采用全

封闭室外型电机,防护等级达到ip55、f级；风机采用铝合金材料制造而成的机翼型叶片，出厂前均经过动平衡性能测试；轴承采用日本nsk轴承；风机与电机采用皮带传动方式；内部的填料采用阻燃pvc材料；进风口设置进风百叶。本设备没有设置防冻拌热系统。设备设置检修梯、检修门和内部检修通道，便于维护及检修（相关参数见表1）。

表1双曲线冷却塔系列及适用地区

冷却塔系统的水耗包括循环水泄漏、闭冷塔喷淋水蒸发、闭冷塔喷淋水漂水（作为微水滴被风扇与空气一起带走的水被称为飘水）、闭冷塔喷淋水排污。实际运行中循环水的泄漏量是比较小的，大部分的水是从喷淋水中损耗的。在正常补水时通过除盐水泵出口经管道送至喷淋塔上水管道经上水门送至喷淋水泵坑，浮球阀自动根据设定水位控制补水量。如果自动补水不能快速达到喷淋泵所需最低水位或浮球阀故障时，可用手动补水门补水，快速达到喷淋泵所需的水位。在春、夏、秋季时，为了维持循环水水质，在循环水里要定期加杀菌剂。

由于循环水压力、流量越大冷却塔的冷却效果越差，所以要调整好循环水的压力、流量使闭冷塔达到最佳冷却效果。冷却风机的运行使冷却塔内部的空气流动加快，提高了冷却效果，在环境温度能够将循环水冷却到合格的温度，尽量减少风机运行避免引起电耗增加。喷淋水温度越低，流量越大冷却效果越好，但喷淋水温度和流

量的改变将引起辅机电耗和水耗的增加，所以必须控制好喷淋水的温度和流量。填料的存在延长了喷淋水的下落时间，使喷淋水与循环水铜管充分接触，提高冷却塔的冷却效果，要经常检查闭冷塔内填料完好。

2.2 循环水管网的设计优化

管网漏失水量在所难免，但管道漏水对于密闭式管路系统的影响很大，循环水干管上少许的漏水就会引起整个管网压力的巨大波动。如果循环水主干管道有漏水点，该处与大气相通，就起到了泄压的作用，将会直接使管网压力大幅度下跌。

笔者参与设计的项目循环冷却水系统，埋地敷设的密闭式回水管路主干管上发生了多点漏水，漏水量约为4~5m3/h，不开启膨胀水箱补水泵，仅过3~4min循环回水压力由正常的0.6mpa下跌为

0.2mpa，循环供水压力由正常的1.5mpa下跌为1.1mpa。

由此可见，密闭式循环水系统管道设置应贯彻便于维护和检修为原则，管道的设置方式应尽可能架空设计，如架空确有困难，按照管廊、管沟、埋地的次序执行设计。

循环水处理站的管道采用架空、埋地、管沟相结合的方式；循环水处理站与主车间之间的区域，6根dn500的纯水循环水管道如按平面展开敷设，需要约6m净空，且另有其它水管道，因此，循环水管道设置在地下管廊内，多层敷设。

结束语

循环冷却水系统贯穿发电全过程，其设计好坏也直接影响着火电

厂运行状态与效益。相关人员要不断借鉴国内外循环冷却水控制理论和实践的基础上，结合我国实际市场经济条件下循环冷却水系统研究现状，勇于探索、创新成功有效的方法，加强对循环冷却水的主动控制。另外，在设计循环冷却水系统时要进行可靠性评价, 对于重要部分, 要采用冗余措施, 控制软件要具有容错功能, 以便整个系统的可靠性提高。只有这样才能更好地适应我国社会主义市场经济发展的需要，发展我国的电力行业。

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