逆流式自然通风冷却塔(以下简称冷却塔)运行状态直接影响汽轮机组凝汽器真空,是火力发电厂重要的冷端设备之一,它利用水和空气流动接触后进行热、质交换的原理,达到降低循环水温度的目的。
问题提出:冷却塔传热、传质区由配水区、填料区和雨区三部分组成,在设计、试验测试过程中很少考虑环境风影响,认为雨区周向进风基本均匀对称。这时配水区、填料区和雨区循环水冷却负荷分别约占冷却塔总冷却负荷的5%~10%、65%~70%和20%~30%。考虑到填料区是主要的传热传质区,且因配水区循环水分布对填料区冷却性能影响较大,因此目前冷却塔节能改造多集中于配水区和填料区。而正常运行中,环境风影响实际上不容忽略,它直接会影响冷却塔雨区风速、进塔和出塔流场,进而影响冷却塔冷却效率。
推荐方法:推荐采用冷却塔进风导流装置,使进入冷却塔的空气成切线方向进入,在冷却塔内部形成稳定的旋转上升气流。一方面,减少冷却塔内部涡流区,改善塔内空气动力条件;另一方面,使进入冷却塔的冷却空气沿径向更深、更均匀地贯穿于冷却塔的整个喷溅区域,延长空气与循环水的传热、传质时间,进一步降低冷却塔内循环水温度。
应用实例:以某600 MW机组冷却塔进风导流节能技改项目为例,沿冷却塔圆周方向布置84块导流板,共分为16组,每一组内的导流板用拉筋连接,以增加强度。试验测试表明,加装进风导流装置后循环水温降平均增加1.2 ℃,机组真空提高约0.4 kPa,节能效益显著。
建议:进风导流技术是冷却塔近年来节能技改的热点之一。改造效果是否明显,一方面取决于工程实际中冷却塔周边气象条件是否适合改造,另一方面取决于导流板是否能有效改善冷却塔内空气流场。另外如何客观、合理区分进风导流技术与机组检修中冷却塔日常检修维护的节能效果,也是制约该技术推广的一个因素。