300MW机组冷却塔热力效果分析及技术改进

　　华能杨柳青发电有限责任公司三期工程为亚临界2×300 MW、中间再热、单轴双缸双排汽、单抽式凝汽式汽轮机组(编号5号、6号),每台机组各配用1台N-17990-1型凝汽器和1座5 000 m2自然通风冷却塔,于1999年投入运行。

　　1　冷却塔

　　冷却塔总高度110 m,淋水面积5 000 m2,设计出塔水温为31.88℃。采用扩大单元制供水,每台机组配置2台循环水泵,机组间设置联络阀可实行二机三泵二塔运行方式。每座塔配有3根进水母管,冷却水经母管分送到3个竖井内,再由竖井分别送至主水槽、分水槽及配水管。6号冷却塔(6号塔)改进前采用多层流喷溅装置,全塔共装喷溅装置4 068套,其中喷嘴口径为d34 mm的1 424套,d38 mm的2 644套。除水器为PVC材料的BO-160/45型,由于塔内部分除水器变形损坏,将小部分除水器更换为弧片可调式。淋水填料为差位正弦波型,组装块尺寸1 000 mm×500 mm×500 mm(长×宽×高),填料组装块由铸铁托架支撑,上下交错排列放置,总高度1 m。

　　6号塔经过近10年的运行,因大部分淋水填料损坏,喷溅装置底盘掉落,配水管堵头出现裂纹,除水器变形等,增加了冷却塔的通风阻力,使冷却塔的冷却能力降低,导致夏季出塔水温升高,影响机组的真空。

　　2　淋水填料

　　冷却塔的热量70%以上是靠淋水填料散发的,淋水填料的好坏直接影响冷却塔的冷却效果,淋水填料破损、堵塞都会使散热能力降低。由于6号塔淋水填料顶部和喷溅装置的距离已固定,无法用增加淋水填料的组装高度来提高淋水填料的散热能力,因此在不改变淋水填料组装高度的情况下,选择热力性能良好的淋水填料,也是一种行之有效的方法。为此,选用了斜折波、S波、双斜波型淋水填料进行热力及阻力性能、出塔水温、机组真空度及省煤量计算,结果表明斜折波型淋水填料较为适宜。在全年平均气象参数工况条件下,6号塔采用斜折波淋水填料,出塔水温可降低1.33℃。

　　3　喷溅装置

　　在冷却塔中,喷溅装置的散热量约占整个冷却塔散热量的15%。喷溅装置喷洒水滴细小而均匀,才能更好地发挥淋水填料的作用。6号塔原选用的多层流喷溅装置的溅水均匀分布系数逊于TP-Ⅱ型喷溅装置,虽然这两种喷溅装置都采用的是收缩型喷嘴,流量系数均为0.92,但是多层流喷溅装置喷洒半径比TP-Ⅱ型小,溅水均匀分布系数比TP-Ⅱ型大。经计算,在水头压力为0.8 m,喷头口径为d32 mm时,多层流喷溅装置溅水半径为1.1 m,溅水均匀分布系数为0.96;TP-Ⅱ型喷溅装置溅水半径为1.6 m,溅水均匀分布系数为0.202。另外,通过水力学计算,6号塔原选用的喷溅装置喷头口径偏大,致使塔中心区无配水而形成“干区”,造成局部气温较低,风速较大。一机二泵运行工况时,塔内气温最高值为39.82℃,最低值为28.96℃,二者相差10.86℃;二机三泵运行工况时,塔内气温最高值41.5℃,最低值30.11℃,二者相差11.39℃,说明6号塔的配风、配水很不均匀,直接影响冷却塔的冷却效果。经重新计算,6号塔改进时选用TP-Ⅱ型喷溅装置;所用喷头口径d30 mm的1 424套,d34 mm的2 644套。