国产大型高位收水冷却塔节能效果分析及常见故障分析处理措施.pdf

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国产大型高位收水冷却塔节能效果分析及常见故

障分析处理措施

井立华贺莉裴志铭丁俊勇

神华国华寿光发电有限责任公司，山东寿光 262714

摘要：国内发电机组超大型高位收水冷却塔是一种节能环保型冷却塔，该塔可使循环水泵的静扬程可减少 40%，节省了电厂的运行费用同时运行中水、气交换热效率大为提高，水滴下落流到水池的噪声减小，达到节能降噪的目的。本文详细介绍国内现有电厂大型高位水塔在运行中常见的故障治理方法以及国华寿光电厂如何在基建期进行预防的措施，并以此文向后续建设的同类型电厂高位水塔设计施工提供宝贵的经验。

关键词：环保；高位冷却塔；节能；设计

中图分类号：[TU279.7+41] 文献标识码：B 文章编号：1006-8465

（2016）02-0414-02

1 引言

随着我国经济的发展，电力行业得到了迅速发展的同时也遇到了一些问题，由于我国水资源缺乏且分布不均，因此内陆大型火力发电厂需采用带冷却塔的循环水系统进行冷却，而我国目前对大型火力发电厂配套的超大型冷却塔技术

掌握较少。高位收水超大型冷却塔是一种节能环保型冷却塔，常规塔所需要的循环水泵的扬程较大。采用高位收水冷却塔后，循环水泵的静扬程可减少40%，较大地节省了电厂的运行费用。国华寿光电厂一期工程的建设规模为2×1000MW 超超临界湿冷机组,循环水系统采用二次循环冷却方案，本期工程机组采用国产超超临界锅炉及汽轮发电机组，同步建设烟气脱硫、脱硝设施。本期工程主机冷却水系统采用再循环冷却供水系统，一台机组配一座高位收水自然风冷却塔，为达到节能、降噪、保护地下基础的目的，采用海水高位收水冷却塔方案。供水系统设计采用直流供水系统，从小清河取淡海水冷却，冷却后的水排至弥河。

2 高位水塔节能效果简介

（1）因百万机组循环水量大，在循环冷却水系统中产生的主要费用是循环水泵的电耗。循环冷却水量越大、扬程越高、水泵所消耗的轴功率就越大，电耗就越高。通常厂址所在地外部环境条件和机组容量决定了所需循环冷却水量是一定的，因此，能否降低水泵扬程就成了能否降低电耗的关键。优化配置的超大型高位收水逆流式自然通风冷却塔静扬程较高，在填料下悬挂收水装置，抬高了水位增加了势能，从而可以大幅减少循环水泵静扬程，减少水泵轴功率。针对本工程而言，水泵扬程初估可以降低约 10m，每台机组电机功率减少3300kW。

（2）目前常规塔是采用冷却水由水塔进风口上部滴落到水塔下部集水池的收水方式，由于常规塔雨区高度较高，大型常规自然通风冷却塔的进风口处的水滴噪声均接近 86dB，高位收水塔水滴自由跌落高度仅为常规自然塔自由跌落高度的 26.5％，且其自由跌落区均在塔的筒壁之内，相当跌落于天然隔声墙，因此噪声有较大降低，通常可降低约 8～10dB。由此可见高位收水冷却塔具有较明显的节能及降噪效果。

（3）对于超大型常规塔冷却塔的配风、配水不均性问题较为突出，塔外冷风进入塔内区时已被外区填料落下的水滴预热并部分截留，内区的水、气热交换效率降低，雨区阻力增加等因素都会影响全塔冷效。而对于高位塔淋水填料宽度较宽，填料高度较高，进风条件较好，有利于配风、配水均匀性。雨区高度大为减少同时降低了雨区风阻，冷风进入塔内基本上与淋水填料直接接触，使得水、气交换热效率大为提高，进风条件好，高位收水装置的优化布置可使配风效果更加均匀。

（4）在相同设计条件下达到同样出塔水温时，高位塔较常规塔的塔筒尺寸小，由于高位塔取消了落地大面积水池，只架设架空的集水槽，可防止塔基范围内的循环水下渗浸泡地基，使基础更加安全可靠，更加有利于结构方面设计。

（5）在相同设计条件下达到同样出塔水温时，虽然高位塔工程初投资较高，但高位塔具有淋水填料体积小、节能、降噪、投资低等优点。以电厂经济运行期内预测平均电价计，高位塔年费用较常规塔低约 300 万元/年，因此高位塔的经济性是非常明显的，在未来电价上涨时，其经济性将更显著。

3 高位水塔常见的故障分析及预防办法

3.1 水塔集水槽墙面漏水故障原因分析：集水槽墙面为分步分层灌浆而

成，漏水部分多

集中在在每层灌浆的接缝处，主要原因是在进行下一层灌浆时，没有将上一层灌浆料打毛并将松动灌浆料清理干净。

处理措施：集水槽注满水找到漏水的地方做好标记，在漏水部位打灌浆孔同时埋设注浆嘴，根据渗漏部位的具体情况确定灌浆压力、灌浆量用堵漏注浆泵将水溶性聚氨酯化学灌浆材料灌入裂缝，当邻孔出现纯浆液时，移至邻孔，在规定的压力下灌浆，直至压不进为止，随即关闭阀门。两小时后检查渗漏部位有无渗水，无渗水将灌浆嘴折断。基建期严格把关确保不发生这种问题。

3.2 回水管与回水槽接缝处处漏水故障原因分析：回水管与回水混凝土槽的

连接处，重叠部分太短，

在实际运行过程中，由于水流的流动和压力会使回水管振动及摆动，使回水管从回水混凝土槽的连接处脱开，造成循环水的大量泄漏。

处理措施：加长回水管与回水混凝土槽的连接处重叠部分的长度，按照原回水混凝土槽的工艺进行重新灌浆，向回水管方向延长回水槽 10 米，以保证足够长连接段。冷却塔设计有环形收水槽，基建期应进一步核实具体的尺寸及安装位置，是否能避免漏水现象发生，加强现场施工的工艺，提高施工品质。寿光电厂回水管与回水槽的连接段也存在长度不足的现象，建议工程部联系设计院进一步核算强度，优化回水管与混凝土回水槽接口的密封质量。

3.3 水塔边缘处收水斜板安装不完整造成漏水故障原因分析：设计考虑不

全，在设计是未考虑到水塔边缘为

圆形，按图施工时造成了缺失。预防及改进措施：增加设计将收水斜板补充完整，施工中依靠

监理和业主的力量进行严格的质量把关，确保施工质量。过程中进

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期

科技论

坛

行监督管理，发现问题以工作联系单方式通知进行整改。

3.4 收水斜板与支撑柱接缝处漏水故障原因分析：施工工艺不良，支撑柱

从收水斜板中穿过，收

水斜板与支撑柱接缝处的密封防水工作造成一定的难度，若工艺不良，接缝

处的密封防水施做不合格造成漏水。

处理措施及预防办法：严格按照图纸要求的施工工艺进行施做，加强监管和检查工作。针对“收水斜板与支撑柱接缝处漏水”缺陷，寿光电厂应举一反三，加强现场施工工艺的监督和检查工作，提高施工品质，避免因施工不良而造成的缺陷。

3.5 环境温度造成水温变化故障原因分析：夏季极端最高气温、冬季极端

最低气温对高位