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冷却塔填料结构改造与经济性分析 大唐安阳发电厂 王洪河 [摘要]：冷却塔做为火力发电厂汽轮机循环水冷却设备，其工作的好坏直接影响机组运行的经济性，填料做为冷却塔的核心换热部件，其工作的好坏又直接影响着自然塔的冷却效率。本文对悬挂式冷却塔填料悬挂装置的各种缺陷因素进行了分析，提出了技术改造方案。技术改进后，基本消除了填料坠落现象，保证了冷却塔热力性能，使汽轮机组的真空值有所上升，提高了机组运行的经济性，达到了节能减排的目的。 [关键词]：冷却塔 填料 悬挂 技术改造 经济分析 节能降耗 前言 随着能源形势的日益严峻和建设两型社会的要求，以及电网节能调度方式的逐步实施，节能减排不仅仅是社会对企业的要求，而且已经上升到事关企业的生存的高度。因此，各个电厂对节能工作已经提高到一个相当的高度。目前企业对主蒸汽初参数压红线运行已经做得比较到位，但对于汽轮机冷源系统如自然塔等设备的重视刚刚开始，这方面还有许多潜力可挖。 本文就如何对自然冷却塔悬挂式填料进行改造以及改造后的经济效果谈了一些看法。 冷却塔工作原理 自然通风逆流式冷却塔是我国电厂使用最广泛的一种自然塔，这种塔型的通风筒采用双曲线型。热水由管道通过中央竖井进入热水分配系统，热水分配系统包括主配水槽和配水管，这种配水系统在平面上呈网状布置；配水管中的水通过喷溅设备（喷嘴和溅水碟）将水洒到填料上；经填料后成雨状落入蓄水池，冷却后的水抽走重新使用。塔筒底部为进风口，用人字柱支撑。空气从进风口进入塔体，穿过填料下的雨区，和热水流动成相反方向流过填料（故称逆流式），通过除水器除去空气中的水滴后，再从塔筒出口排出。 塔外冷空气进入冷却塔后，吸收由热水蒸发和接触散热的热量，温度增加、湿度变大，密度变小。塔外空气温度低、湿度小、密度大。由于塔内外空气密度差异，在进风口内外产生压差，致使塔外空气源源不断地流进塔内而无需通风机械提供动力，故称为自然通风。 冷却塔的概况 大唐安阳发电厂两台300MW机组均为东方汽轮机厂生产的N300－16.7/537/537－3型亚临界中间再热双缸双排汽凝汽式汽轮机，每台机组各配备一座冷却面积5500m2 冷却塔采用单沟、单竖井进水方式及内外围管式配水系统。全塔共四条密闭主水槽呈十字形布置，其中两条为双层水槽。双层水槽中的上层水槽负责内围配水，占全淋水面积的44％，而下层水槽与另外两层单层水槽负责外围配水，占全淋水面积的56％；在双层水槽上的内围区水槽与竖井连接处装有两块1.2m×1.7m的闸板及启闭力为5吨的启闭机，以切换内外围配水系统。为解决冷却塔冬季结冰问题，除采用内外围配水系统，还设计有旁路管及防冻管道。 压力进水沟采用断面尺寸为2.45m×2.45m的钢筋砼沟，流速v＝1.63m/s;竖井断面尺寸为3.5m×3.5m，流速v＝0.79m/s;顶标高12.5m；供内围配水的主水槽断面为1.0m×1.3m，供外围配水的主水槽断面为1.0m×1.7m。 冷却塔淋水装置支柱间距为6m，次梁间距为2m。淋水填料及配水管均悬吊在次梁上，而除水器则直接搁置在次梁上。悬吊构件中的长环、吊环、单捆、双捆钢带等采用1Cr13不锈钢，而吊钩、横拉钢丝等则采用A3钢镀锌。 冷却塔配水管是以聚氯乙烯树脂为主要原料并加配改性剂、稳定剂等成分经挤出成型的一种塑料管道，用于塔内热水分配系统，用15×0.5mm的不锈钢带悬吊在次梁上，是完成循环水冷却任务的一个重要部件，其质量的好坏，寿命的长短，直接影响着冷却塔的冷却效率及其经济效益 冷却塔淋水填料是循环水在冷却塔内进行热交换的核心部件，其所产生的温降占整个自然塔温降的60％－70％，其质量的好坏直接影响电厂长期运行的安全性和经济性。本工程5500平方米冷却塔淋水填料采用聚氯乙烯(PVC) “双向波”塑料薄膜式填料，填料的悬挂固定装置由吊钩、长环、吊环、横拉钢丝、垫片、螺母、小梁组成。其规格及材质见下表。填料的固定方式见图1。 填料悬吊构件材料表 构件名称 规格 材料 备注 长环 φ12 1Cr13 吊钩 φ25 A3镀锌 吊环 φ14 不锈钢板 δ14 104×50 δ5 60×50 1Cr13 垫片 M14 1Cr13 螺母 M14 1Cr13 连接环 φ14 1Cr13 横拉钢丝 φ8 A3镀锌 小梁 50×70×118×4 复合PVC 每组填料安装两根 改造前冷却塔存在的主要问题 如前所述，这种自然塔的填料和配水管均是悬挂在梁上的，这种填料固定方式在全国范围来说也是比较少见的，虽然其基建费用较低，但存在着如下比较严重的缺陷。 a) 填料挂钩断裂造成填料脱落，填料脱落后淋水情况急剧恶化，造成自然塔冷却效率降低，机组经济性降低。 b) 配水管断裂，使局部区域形成水柱，一方面冲坏填料，另一方面，断裂管子喷嘴的