4000m^2逆流式双曲线自然通风冷却塔改造.pdf

第32卷第S1期
华电技术
Vol 32 No S
2010年7月
Huadian Technolog
Jul.2010
4000m2逆流式双曲线自然通风冷却塔改造
李飚,汪烈永,王俊
(云南华电昆明发电有限公司,云南安宇650308)
摘要:采用计算流体动力学(CFD)技术进行冷却塔内全三维传热传质数值计算,在此基础上,进行塔内冷却风与循环
水优化匹配改造,实现优良的配水与配风,强化换热效果,使其达到并超过设计冷效,在目前机组运行状态基础上大幅度
降低出塔水温,降低发电煤耗,提高机组运行经济性。
关键词:冷却塔;数值计算;淋水填料;喷头;改造
中图分类号:TK223.26文献标志码:B文章编号:1674-1951(2010)S1-0014-03
表1出水温度
0引言
季节
春季夏季秋季冬季
云南华电昆明发电有限公司拥有2台300MW
出水温度23.3126.3823.3119.22
燃煤机组,2台机组各配1座4000m2逆流式双曲线
冷却塔出水温度按燴差法近似计算,热力计算
自然通风冷却塔。"机组于2005年12月正式投时末打折减系数。
产,“2机组于2006年10月正式投产。“1、“2冷却
塔塔内的填料、喷头结垢和淤塞较严重,降低了冷却2改造前存在的问题
效果,导致冷却塔冷却效率降低、出塔水温升高、机
改造前“1、2冷却塔已运行了几年,塔内的填
组运行的经济性下降,因此,迫切需要对2个冷却塔
料、喷头、配水管有不同程度的损坏、积灰和堵塞,塔
进行改造。
内存在直径大于100mm的水柱以及冷却盲区。从
1冷却塔概况
落水至集水池面的阴影看,存在硫密不均的情况,配
冷却塔结构的主要数据:冷却塔型式,逆流式月水不均、填料结垢和淤塞较严重。多层流喷头在目
然通风冷却塔;冷却面积,4000m2;冷却塔塔高度
前水质条件下极易结垢,使底盘的泄水孔堵塞,失去
100.00m;进风口高度,7.824m;环基中心直径
了多层溅散的功能,部分喷头底盘脱落,形成水柱直
冲而下,从而降低了冷却效果,导致冷却塔冷却效率
81.926m;集水池外壁直径,85.426m;喉部内直径
42.220m;塔顶出口直径,4.504m;集水池水深,
降低、出塔水温升高,使凝结器真空降低,降低了机
组运行的经济性
2.000m。
冷却塔采用管式配水系统,填料用聚氯乙烯塑3改造的必要性
料(PVC)。冷却塔淋水装置构架全部采用预制钢筋
(1)冷却塔是火电厂冷端系统中最重要的辅助
冷却塔填料采用玻璃邹托架,淋水填料采用S设备。其工作性能对电厂运行的经济性产生直接而
形梯波淋水填料,填料高度为1.25m。喷头为多层重大的影响。300MW火力发电机组循环水出塔水
流喷头(ABS材质,D26m~29m),共有3824温每降低1℃,可降低供电煤耗。.-798g(kW?b),
个,除水器为PVC材料,水池底板厚300m,采用其节能空间较大。
现浇。
2)“1、“2机组冷却塔从运行参数分析已达不
根据安宁地区逐月平均气象条件,冷却塔计算到设计冷却效果,尤其是”1塔,在目前环境条件下
出水温度见表1。
带相同负荷,其出水温度较“2塔高23℃,迫切需要
夏季最热3个月平均气象参数:平均大气压,改造。
81.49kPa;平均温度,21.4℃;平均湿度,80%。
(3)目前,国内外逆流湿式冷却塔三元流计算
相应的泠却塔出水温度为2=27.32℃。
技术已趋于成熟,尤其是以 fluent为代表的有限体
积法流体计算商用软件推广,使得对塔内流场的精
收稿日期:2009-12-23
确计算成为可能。此次拟采用CFD(计算流体动力
第S1期
李颹,等:40003逆流式双曲线自然通风冷却塔政造
学)技术进行冷却塔内全三维传热传质数值计算,
314.5314.5
4.85314.15
在此基础上,进行塔内冷却风与循环水优化匹配改
造,使其达到并超过设计冷效,在目前运行状态基础
302.64306.06
311.21
15
上大幅度降低出塔水温,显著提高机组运行经济性。
改造对策
图2冷却塔内循环水温度场
324
(1)目前,国内逆流湿式冷却塔传热传质的设
计计算依据是“一维均匀进风模型”,因此,塔内也
进行均匀配水。该模型与现场实际运行的冷却褡有
较大出入
(2)该项目拟采用CFD技术对冷却塔进行全
维传热传质数值计算,得到塔内湿空气与循环水的
08m604
速度场、温度场、压力场及湿度场。
30
(3)根据计算结果在提出在塔内进行冷却风与
循环水按泥空气冷却能力进行配水的风ー水匹配技
04/1.62(
术,配水后重新计算,找到循环水出塔水温最优值状
50
态对应的配水与填料布置方案。
图3冷却塔内湿空气速度场
(4)根据计算结果进行相应配水与填料改造。
0.U23
5CFD技术全三维传热传质数值计算情况
0.045
(1)冷却塔计算模型。塔高123.4m,进风口高
70
度为8.33m,填料面积5500m2,填料层高1.0m,该
0.4
塔的实际运行参数与环境条件见表2。
表2实际运行参数与环境条件
测暈参数
单位实测值
大气压力
kp
100.4
环境干球温度
31.70
环境湿球温度
27.40
图4冷却塔内湿空气含湿场
进塔水温
出塔水温
1.910
fill top fac
fill bottom face
进塔循环水量m3/h38286.0
(2)计算结果。计算结果如图1、图2、图3、图
4、图5所示。
water pond face
50-40-30-20-1001020304050
312.26
图5淋水密度径向分布
311.47
出塔水温,32.08℃;偏差,0.18℃
从计算结果与实测结果的偏差可以看出模型计
算非常准确。
310.69
6实际实施情况
303.64
304.85
针对“1、2冷却塔存在的实际问题,此次改造
对2个冷却塔喷头全部进行了更换(单塔喷头数为
图1冷却塔内空气温度场
3824个),喷头由多层流型改用溅散性好、不易堵塞
(3)出塔水温。实测出塔水温,31.90℃;计算的TP-Ⅱ型喷头(ABS材料)。对2个塔的填料全部