冷却塔的布水均匀性对换热效率的影响.docVIP

冷却水塔的布水均匀性对水塔换热效率的影响 主要内容：通过改进喷溅装置，改善水塔布水的均匀性，提高水塔换热效率，降低水塔出水温度，导致凝汽器真空提高，机组发电能力增强。 王国春 一、影响水塔运行换热效率的主要因素 1．冷却水塔的作用与特点 冷却水塔的作用是通过凝汽器内乏汽与冷却水换热后，将携带乏汽废热的冷却水在塔内与空气进行热交换，使废热传输给空气并散入大气。 冷却水塔的特点是空气与水直接接触，通过接触传热和蒸发散热，把水中的热量传输给空气，热交换效率较高，水被冷却的极限温度为空气的湿球温度（能制冷到大气温度以下，湿球温度以上）。 2．影响水塔运行换热效率的主要因素 影响水塔换热效率的因素与水塔的布水情况、空气动力特性、填料性能等因素有关，在其它条件不变的情况下，改善水塔的布水情况，将会提高水塔的换热效率。 一个运行水塔，不考虑设计与运行因素，影响水塔运行换热效率的主要问题是布水不均匀、填料损坏与坍塌、收水器的变形和填料上存在杂物等。 影响水塔运行换热效率的主要问题是布水不均匀，表现在喷溅装置的淋水均匀性差，在填料上所形成的水膜厚薄相差大，水量较大的部位在薄膜填料中形成的水膜厚，换热慢，相同落水时间内被空气带走的热量小，当达到临界水膜厚度时失去稳定，形成波动，易出现堵塞现象，使气流阻力增加。资料介绍在对一种填料的试验过程[4]：当风速为1.7m/s，淋水密度达到15m3/hm2时，气流阻力突然上升，形成了堵塞现象。水量较小或出现无水区的部位引起气流短路，空气带走的热量减少，使水塔换热效率下降。 3．薄膜式塑料填料对喷溅装置的要求 处于节能的需要，电厂冷却水塔填料多改用薄膜式塑料填料，老式的喷溅装置的特性要求已经满足不了新型填料的最佳运行要求，为了提高冷却效率，要求选择淋水特性均匀、喷溅范围大、在填料上无死区、薄膜填料内的水流厚度应尽量薄、水体能不断与空气掺混交换的喷溅装置。对新型喷溅装置的要求如下： 1）喷溅成的水滴直径应该小，喷洒的冷却面积应该大，冷却效率高。 2）整个淋水面上淋水密度均匀，不出现无水区。 3）冷却水量在四季流量变化要求范围内，喷洒无明显恶化。 4）流量系数大，降低喷嘴水头。 5）不易堵塞，有污物时容易清理。 6）喷嘴与溅水设备对中，不因运行而发生变化。 7）易于更换和检修，坚固耐用，不掉头。 8）可根据配水部位要求而采用不同直径的喷嘴，以保证配水稳定。 9）利用标准设计实现通用性强，可方便于槽式或管式配水系统配套使用。 二、改善水塔的布水均匀性可提高换热效率的性能分析 水塔的冷却效率主要体现在凝汽器内乏汽和冷却水换热情况与水塔内热水和空气的换热效果，主要应分析水塔的冷却水量与出水温度。通过改善布水均匀性，如果冷却水量不变，在相同条件下，出水温度越低，真空越高，发电能力也就越高，说明提高了水塔的换热效率。 1．凝汽器的特点 凝汽器的主要作用是在汽轮机排汽室处建立并维持所需要的真空，使蒸汽在汽轮机内膨胀到较低的压力，以提高蒸汽的可用焓降，将更多的热量转变为机械功。凝汽器的压力在理想情况下应为蒸汽的饱和压力，由排汽温度来决定。排汽温度为[1]： tn=t1+Δt+δt （1） 式中：tn—凝汽器进口蒸汽温度，℃； t1—冷却水入口温度，℃； Δt—冷却水在凝汽器中温升，℃； δt—排汽温度与冷却水出口温度差，称为端差，℃。 从公式（1）可见，凝汽器的冷却水入口温度t1就是水塔的出水温度，冷却水在凝汽器中的温升Δt就是水塔的冷却水温差降。 1）冷却水入口温度t1：受水塔散热情况影响，假设其它条件不变，如果水塔的出水温度降低使凝汽器冷却水入口温度降低为t11，排汽的温度必然降低为tn1，因此在相同负荷和冷却水量下，真空升高，机组热效率提高（见图1）[2]。 2）温升Δt：冷却水在凝汽器中的温升与冷却水量有很大关系，冷却水量增大，换热加剧，温升Δt下降，真空提高；如果温升Δt增加说明冷却水量不足，真空将下降。 3）端差δt：δt增大，说明铜管表面不清洁而换热系数减小，真空将下降。 2．改善喷溅装置布水均匀性来提高水塔换热效率的分析 通过改进喷溅装置，改善布水情况，可降低水塔的出水温度t1或增加冷却水量来降低水温差降Δt，提高水塔的换热效率。 1）水塔出水温度t1的影响因素 影响运行中水塔出水温度t1的因素有环境温度与湿度、多塔作用的气流场、配水情况和填料损坏情况等。由于电厂多采用塔群布置的运行方式，每个塔的气流场、填料与配水不同，水塔的出水温度t1不可能都一样。 从上述分析可见，凝汽器的冷却水入口温度t1就是水塔的出水温度，冷却水在凝汽器中的温升Δt就是水塔的