机械通风冷却塔消雾技术路线分析

机械通风冷却塔消雾技术路线分析

摘要：南方某电厂为适应城市发展，需将自然通风冷却塔拆除，改为高度更低

的机械通风冷却塔，同步进行机力塔出口水汽消雾和噪声治理，创建环境友好型

电厂。通过调研，对市场上主流的两种消雾技术进行对比，分析其技术差别及经

济性，以寻得最适合该厂实际情况的消雾方式，也为其他消雾机力塔用户选型提

供参考帮助。

关键字：消雾，翅片换热管式，冷凝模块，经济性

本次电厂改造，循环水系统利旧，在拆除原址上建造31座5000m3/h机力塔，受周边在用设施限制，机力塔尺寸越小越好，同时考虑降噪和消雾增加的阻力，

机力塔风机功率需要增加，因此需综合考虑冷却效果、消雾效果和投资费用，寻

找一个平衡点。

1消雾技术

第一代消雾技术是在湿式冷却塔出风口加装热源的方式（干湿串联），由于

装置长期暴露在湿空气中，腐蚀、结垢严重，消雾性能下降很快。

七十年代，采用前端预冷技术（干湿并联技术），在收水器上部气室两侧安

装翅片换热管束，循环水先进入翅片管束（干式）进行降温，经过填料（湿式）

的湿热空气与来自翅片管的干冷空气混合，变成不饱和湿空气再排出塔外，达到

消雾效果。

2007年美国马利研发出冷凝模块（气-气换热器）新型消雾技术，塔内湿热空气与干冷空气通过板式叉流气气换热器进行热交换，大大降低了出塔空气的含湿量，回收了冷凝水。

下面对翅片管式和冷凝模块两种主流消雾技术进行对比，分析其性能及经济性。

2性能对比

2.1结构尺寸

5000m3/h的翅片管式消雾塔单塔轴线尺寸大约19m×19m，不考虑出风口降

噪高度，塔高15～16米；冷凝模块式塔内阻力大，为保证冷却效果，轴线尺寸

约20m×20m，占地面积多10%，高度约18米，比翅片式高2米。

2.2消雾效果

翅片式采用金属管换热器，传热系数高，传热能力好，气-水传热能力也较气-气传热能力要好。但是翅片管长期与循环水接触，腐蚀结垢不可避免，且翅片间

距较小（2mm），易被堵塞，消雾性能会逐年衰退。

冷凝模块采用超导碳素PVC材料，传热能力比金属要差，适用于北方低温干

燥气候；南方湿度大，消雾效果会受一定影响。但气-气换热，没有腐蚀结垢问题，消雾性能比较稳定。

2.3节水效果

翅片式：循环水在翅片管内加热干空气时传递了一部分热量，进入湿段的循

环水热量减少，使水的蒸发减少，达到节水目的。节水能力取决于翅片的面积，

投资越大，翅片越多，节水能力越强。若翅片足够多，实现完全干冷，理论上可

接近100%节水率。常规翅片式消雾塔节水率在15%左右。

冷凝模块式：在模块内，干冷空气冷却来自湿段的湿热空气，使饱和湿热空

气降温，部分水分冷凝后经导流板回收，达到节水效果。一般冷凝模块节水率能

达到20%。

夏季温度较高时，为增加冷却效果，一般不投用消雾装置，此时两种技术均

不具备节水作用，只有在秋冬季气温较低，冷效富余的情况下才体现节水作用。2.4冷却效果

机力塔冷却效果与填料布置、配水系统设计、风机风量有关。在填料与配水

合理的情况下，冷凝模块布置在塔内，影响塔内流场分布均匀性，对水滴的冷却

能力有一定影响，为了保证冷效，冷凝模块式消雾塔风机须选择更大的功率。一

般翅片式风机功率220KW，冷凝模块约250KW。

2.5循泵扬程要求

原自然通风冷却塔配水中心高度10.2m，考虑循泵利旧，机力塔上塔压头不

应高于该值。冷凝模块式配水中心8m左右，能适应原循泵工况。翅片式为保证

消雾，翅片高度至少5m，加上管内水阻及变径损失，局部损失按沿程损失的25%考虑，要增加水泵扬程6～7米，上塔总压头约15m，超过原循泵扬程，因此必

须配置抽真空系统，弥补增加的扬程要求。

2.6运行可靠性

冷凝模块式与常规湿式机力塔基本相同，且PVC材质换热器无腐蚀、结垢问题，换热板间距大，不易卡塞，不需要特殊的运行操作。塑料老化后，模块整体

更换也比较方便。

翅片管易堵塞，即使加装清洗装置，也无法完全清理干净，且翅片薄易变形。冬季翅片管内剩水易结冰冻裂管道，增加检修工作量。消雾时需抽真空并切换上

水管路，阀门的可靠性、真空系统的严密性和仪表防潮性能直接影响投运成功率。3经济性对比

3.1土建投资

冷凝模块式消雾塔占地面积大10%，高度高2米，土建成本要比翅片式消雾

塔高。

单台翅片式消雾塔用料（钢筋+混凝土）大约400m3。单台冷凝模块式消雾塔增加土建量约60m3，增加费用约10万元。

3.2设备投资

两种技术消雾塔价格均在220～240万，翅片式消雾塔为缓解塔内金属构件的腐蚀结垢问题，若采用316L不锈钢代替304不锈钢，每座塔投资还要增加10万

左右。

3.3运行费用

夏季每台机循环水量25688m3/h,需5台机力塔运行；冬季16287m3/h，只需

3台机力塔。春秋季数量介于两之间，且考虑多台机组运行时，塔群的优化组合

可适当减少机力塔数量，因此单台机组运行所需机力塔数量按设计配置的70%计算。公司6台燃机年度发电1500小时，电价0.547元/度，则

翅片式年耗电费：220×6×1500×5×70%×0.547=379.1万元

冷凝式年耗电费：250×6×1500×5×70%×0.547=430.8万元

耗电差值51.7万元。

3.4辅助投资

1）翅片管消雾塔翅片间距2mm左右，容易堵塞，且长期与循环水接触，结

垢比较严重，需加装自动清洗装置，折合每台塔增加约2万元。

2）翅片式必须加装抽真空系统，可以每组塔群布置一套，每套约50万元，8个机力塔群共计400万元，折合每台塔约400÷31=12.9万元。