自然通风冷却塔新型改造技术的应用
张荣欣，朱双军，高全圣
（国电科学技术研究院成都分院，成都610000）
摘要：自然通风冷如塔是火电厂中重要的冷端设备之一，其冷却性能对电站的经济和安全运行有重要的影响；通过介绍某300MW机组冷却塔新型改造技术的应用，有效的提高了冷却塔的冷却效率和降低了冷却塔的冷却幅高，提高了机组的经济性.
关键词：“新型改造技术”：冷却能力：冷却幅高：经济性
中图分类号：TU991.42文献标志码：B文章编号：1009-3230（2017）06-0033-03
ApplicationofNewModificationTechnologyforNatural VentilationCoolingTower
ZHANG Rong - xin ZHU Shuang - jun GAO Quan sheng( Guodian Science and Technology Research Institute Chengdu branch Chengdu 61000o China)
Abstract; Natural ventilation cooling tower is one of the important cold end equipment in thermalpower plant its cooling performance has important influence on the economic and ssfe operation ofpower station; By introducing the application of the new retrofit technology of a 300MW unit cooling jo e uoo o pue pd a mo uoo pooo uoa acooing tower is reduced and the economy of the unit is improved.
Key words: “ New transformation technology" ; Cooling capacity: Cooling approach; Economy
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性.因此，非均衡的空气流场就要求非均匀的填料场来匹配，采用非等高或非等距布置方式，面非目前常见的等高等距布置.
自然通风冷却塔是火电厂中重要的冷端设备之一，其性能对火电机组运行的经济性和安全性有较大的影响-.
1冷去塔参数及热力性能评价方法
冷却塔淋水填料的布置方式大多为等高等距布置，等高布置即为全塔填料采用一个高度，等距布置即为全塔填料采用一种片距.实际上，冷却塔内的空气流场是非均衡的，沿径向从外到内表现为：空气流速逐渐减小、温度逐渐升高、含湿量 逐渐增加、新风量逐渐减小、吸热吸湿能力逐渐降低.加之每一个冷却塔所处的环境参数不同，塔外空气流场会进一步加剧塔内空气流场的非均衡
1.1冷却塔参数
文中以某公司双曲线型自然通风冷却塔为研究对象，它们的淋水填料面积分别为5500m².冷却塔的几何参数和环境参数见表1.
表1
5500m²冷却塔原始数据
几何参数 环填参数淋水面积：5500m² 干球度：26.9℃；进风口高：7.691m 塔总真：115.70m 提球温度：24.9℃； 相对湿度：82%；哦部内半径：24.5m 大气压力;943.40 hPa塔预出口内半径：25.943m 环基中心线半径：47.116m进风口半径：42.854m
1.2淋水填料的影响
1.3冷却塔热力性能评价
高度为1m的S波PVC淋水填料，标准件尺寸为冷却水温差△t之比，并按下式评价冷却能力.1000×500×500mm（长×宽×高），采用搁置法分两层安放填料.喷溅装置为多层流型，内区喷嘴口径为中26，外区喷嘴口径为中28.该冷却塔经过10年的运行后，填料和喷溅装置大部分损坏，冷却塔冷却幅高偏高，冷却能力偏低.该冷却塔于2015年进行改造，填料采用“非等高布置”，填料高分为三个区，内区为塔中心15m，填料高1.25m；外区半径为30~44.5m，填料高度为 度为1m；中间半径为15~30m，填料高度为1.5m.喷溅装置采用旋转喷溅装置，内一区采用Φ22mm的喷嘴，中间区域采用Φ24mm和中26mm的喷嘴，外区采用Φ28mm的喷嘴.为确定该冷却塔改造前后的冷却性能，特委托国电科学技术研究院成都电力技术分院进行相应的性能测试.
在冷却塔中开展冷却塔交换的主要地方就是进行阻拦，并在填料面形成比较大的水膜和水滴，各布置8组风温和风速测点. 淋水填料区，在该区域中能够对喷溅下落的水柱环水得到良好的冷却.在没有环境侧风影响的时 进而看和周围的冷空气进行充分的接触，是的循侯，配水区、填料区和雨区循环水冷却负荷分别约为冷却塔总冷却负荷的5%~10%、65%-70%和20%~30%[.填料区的换热是影响冷却塔换热效率的决定性因素.
通常情况下，以冷却塔的冷却幅高和冷却塔的冷却能力来评价冷却塔的热力性能.冷却塔冷却辐高为冷却塔循环水温出塔水温与大气环境的湿球温度之差，抛开环境的影响来评价冷却塔出塔水温的高低.冷却塔的冷却幅高差值增大，则说明冷却塔的运行状态恶化.
冷却塔的冷却能力的评价，通常根据《工业6.6（测试结果评价标准）中6.6.1.2冷却水温对比法，分别做出各个工况下的出塔水温计算图，计试验工况可适当延长记录时间.
2试验方法
2.1数据的测量
2.2测试数据处理
2.3试验工况
冷却塔于2004年建成并投人使用的，采用算出实测参数下冷却水温差△t与该工况下实测
式中，n为以冷却水温评价的冷却能力，%；A为计算水温差，℃：为实测冷却水温差，℃.
（1）冷却塔性能试验数据的测试主要包括：大气压力、风速、风向；大气干湿球温度；进塔水温；出塔水温：进塔循环水流量；出塔风湿；出塔风速等.
进塔干湿球的温度进行测量.如果是采用其他的 （2）需要使用机械通风式干湿球温度仪来对方式来测量温度，就容易因为环境热辐射面使得测量的湿球温度值偏小，使得最后的计算结果出现偏差.通常在进行试验的过程中，需要将测量大气参数的仪器放置于离塔15~20m远的气象厅内，避免阳光直射.
（3）塔内风温和风速的测量采用划分等面积的方式布置测点，试验中在塔内4条主水槽上部
内求，进行处理和计算. 测试出来的试验数据根据文献[8]中的要
试验在两个工况下进行.工况一：一机双泵，工况二：一机单泵；
（1）工况一试验时，两台循环水泵运行，将机组负荷调整到80%额定负荷以上，关闭冷却塔的补水、排污，稳定运行1小时后开始试验记录.
（2）工况二试验时，机组负荷与工况一负荷相接近，一台循环水泵运行，关闭冷却塔的补水、排污，稳定运行1小时后开始试验记录.
（3）视运行情况而定，可在试验工况一和试
（4）如果试验期间气象条件变化较大，每个
3试验数据
根据《工业冷却塔测试规程》（DL/T1027-2006）[”]，在冷却塔改造前后，对其进行性能测试.其主要数据对比分析如下：
3.1冷却塔出口风温
在冷却塔的4个主水槽上，每侧按照等面积法共布置了8个测点来测量出塔风温，主要试验数据见表2和图1所示.每个测量点位的数值均为4个相同点位数值的平均值.
出塔风温-塔内位置表2
位置/m15.722.227.231.435.238.541.644.5改造前风湿 31.131.129.29.6 30.2 32.2 31.532.5改造后风温
图1出塔风温-塔内位置
从表2和图1中可以看出，改造前，出塔风温在内区20m以内和外区35m以外，风温较高，而在中间区域，风温较低.这主要是由于塔内配水情况和空气动力场决定的.改造前，由于外区配水量较大、内区空气流量、流速较小等因素，造成靠近内区和外区的风温较高，而中间区域的风温较低.冷却塔填料采用”非等高布置”后，各个区域的出塔风温基本趋于一致，即塔内各个区域达到一致的气水比，一致的气水比说明冷却塔各区 域的换热潜能得以最大化的发挥.
3.2冷却塔幅高
在改造前的性能试验中，两种工况下，冷却塔的平均冷却幅高为7.41℃；在改造后，冷却塔的
3.3冷却塔冷却能力
4改造效果
5结束语
平均冷却幅高为5.36℃，降幅为2.05℃.换言之，冷却塔的出口水温有效的降低了2.05℃.
根据《工业冷却塔测试规程》（DL/T1027-2006）2006中6.6（测试结果评价标准）中6.6.1.2（冷却水温）对比法，分别计算出改造前后冷却塔的冷却能力.改造前，冷却塔在两个工况下的平均冷却能力为93.78%，未达到设计要求，而在 改造后，冷却塔的平均冷却能力达到102.12%，超出设计要求.冷却能力提高了8.34%.
通过查阅机组凝汽器人口水温与机组排汽压力关系曲线，出塔水温在25°℃时，每降低1℃C，凝汽器真空可提高0.43kPa，因此该机组的在冷却塔幅高降低2.05℃后，凝汽器真空可提供0.86kPa；排气压力每提高1kPa，煤耗值可降低约1.35g/（kWh），因此该机组可降低煤耗为1.162g/（kWh）.按每台机组年发电量为8亿千瓦，则每年可节约标准煤约1080t，标准煤按500元/吨计算，则每年可节约资金54万元.
机组冷却塔采用填料的”非等高布置”以及配水系统优化，使配水与配风相协调.外围区域空气 流速的流量较大，配水量也应较多；内围区域空气流速和流量较小，配水量也应较小，适当调整喷嘴装置口径，以匹配塔内空气流场，做的风量大的区域水大，风量小的区域水小，达到塔内各区域气水比趋于一致.有效的提供了冷却塔的冷却能力和降低了冷却塔的幅高，提高了机组的经济性.
参考文献
[1]赵振国.冷却塔[M].北京：中国水利水电出版[2]史估吉，冷却塔运行与试验[M].北京：水利电力 社，1997.出版社，1990.[3] Williamson N Ammfleld S Behnia M. Numerical Simu-lation of Flow in a Natural Draft wet Cooling Tower -the Effeet of Radial Thermmo fluid Flelds[ J]. Applied Thermal Engineering 2008 28(2 3) :178 198.[4]（工业冷却塔测试规程）（DL/T1027-2006）2006.
