凉水塔节能优化改造.ppt

火力发电厂冷却塔新型节能技术及产品 1、冷却塔结构示意图 2、冷却塔运行存在的问题 1)、未考虑片距不同、波形不同淋水填料热力和阻力特性的差异； 2）、未考虑塔内各区域空气流场的不平衡性，采用单一高度均匀布置方式； 3）、未考虑塔内各区域空气流场的不平衡性，采用均匀配水方式； 4）、未考虑喷溅装置的水力学特性的不同； 5）、未考虑环境侧风对冷却塔性能的影响。 3、根源-塔内空气流场的不平衡 1）、自然通风逆流湿式冷却塔的工质流动为水气两相流。热水被送到配水高程后通过喷溅装置洒到填料上，经填料后成雨状落入集水池；空气从进风口进入塔体，穿过填料下的雨区向上流动，和热水流动成相反方向流过填料和配水区，通过收水器回收空气携带的水滴后，最后从塔筒出口排出。 2）、塔外冷空气进入冷却塔后，吸收由热水蒸发和接触散失的热量，温度升高，湿度变大，密度变小。由于塔内、外空气密度差异，在进风口内外产生压差，使得塔外空气源源不断的流进冷却塔。热水和空气逆向流动的同时，二者之间的传热和传质过程同时进行。冷却塔内水的散热方式主要靠接触散热与蒸发散热，辐射散热量很小，可以忽略。 无风情况下的数值模拟结果 无风情况下的数值模拟结果 环境侧风情况下的数值模拟结果 4、塔内空气流场不平衡性的表现 1）、塔内空气流速沿径向从外到内逐渐减小； 2）、塔内空气湿度沿径向从外到内逐渐增大； 3）、塔内空气温度沿径向从外到内逐渐增大； 4）、水池水面水温沿径向从外到内逐渐增大； 5）、环境侧风一定程度上破坏了周向进风的均匀性，加 剧了这一不平衡性。 5、提高冷却塔冷却效率的措施 从第2点分析可见，由于塔内空气流场的不平衡性，造成了第1点中的诸多问题。 这些问题的实质是未能实现配水场、填料场与空气流场的更好匹配。因此，解决冷却塔效率低的措施有： 1）、采用我司专利的GXT-26型高效淋水填料。 2）、对淋水填料进行非等高布置方式优化。 3）、采用水力学特性好的喷溅装置并优化其口径。 4）、对某些环境侧风较大区域（3m/s），采用导风整流装置。 5.1 GXT-26型高效淋水填料 一般而言，冷却塔换热效率中，淋水填料：喷溅装置：雨区的影响占比分别为70%:10%:20%。因此，淋水填料热力和阻力性能优劣及布置方式好坏对冷却塔效率影响最大。GXT-26型淋水填料的特点如下： 1）、片距较小，气-水结合面积较常规填料增大23.4%； 2）、波形更优化，与国外专业厂家的填料斜波类似； 3）、通风阻力较小。 与常规填料的热力特性对比 之一：冷却数及容积散质系数对比。 与常规填料的阻力特性对比 之二：阻力特性对比。 5.2 淋水填料非等高布置优化 1）、对淋水填料进行布置方式优化的目的是，使填料场更好的匹配塔内空气流场及配水场。措施旨在扩大气-水结合面积或延长气-水交换时间。 2）、通过无环境侧风情况下的数模研究，得出塔内空气动力场、气水温度场以及速度场的分布规律。（如环境侧风较大，需进一步模拟有环境侧风情况下的情况，这里暂不考虑） 3）、布置方式优化的思路为：为充分发挥外围上升空气的吸热吸湿能力，进一步冷却外围循环水，可增大外围填料厚度；对比外围循环水温，内围水温较高，但内围空气流速较低、湿度较大、温度较高、流量较小，吸热吸湿能力已得到充分利用。因此，为强化内围换热，进一步冷却内围循环水，可减小内围填料厚度以降低内围上升空气阻力，增大内围空气流速及流量。 淋水填料非等高布置示意图 5.3 喷溅装置及气水比优化 1）、喷溅装置建议选用TP-Ⅱ型或旋喷型。二者的溅散半径较大、溅散均匀性好、水滴较细且居空时间较长、四周相互可交叉配水、对填料非等高布置方式的适应性较好、流量系数较好。 2）、喷溅装置看的见的是水力学特性的好坏，正如上点所描述的，但看不见的是喷溅装置口径的优化，口径优化的目的是使配水场更好的匹配塔内空气流场，使塔内各区域的气水比趋近一致，而非淋水密度趋近一致。 3）、气水比优化的思路为：根据塔内空气流场及横断面各处空气的分布特性，通过调整配水量，使之与配风相协调。外围区域空气流速和流量相对较大、温度相对较低、湿度相对较小，尚有进一步吸热吸湿的能力，因此，外围区域的配水量也应较多；同样道理，内围区域的配水量相应较少。 喷溅装置口径布置及示意图 气水比优化，要求的是从内区到外区配水量（淋水密度）逐渐增大。在冷却塔改造领域，在总循环水量、水头压力等约束条件下，易行的方式为从内区到外区喷溅装置的口径逐渐增大。一般采用3种以上口径的喷溅装置，喷溅装置的口径选取应充分考虑塔内空气流场及填料场的分布。 6、关键技术和创新点 1、充分考虑塔内空气流场的分布规律，实现与配水场、填料场三者间的更好匹配。 2、采用气水结合面积更大、冷却性能更好、通风阻力更小