火力发电厂冷却塔安装空气动力涡流调节装置的研究.pdf

第 3 3卷第 5期 2 0 1 0年 1 O月 四 川 电 力 技 术 S i c h u a n E l e c t r i c Po we r Te c h n o l o g y V0 1 ． 3 3。 No ． 5 Oc t ．。 2 01 0 火力发 电厂冷却塔安装空气动力涡流调节装置 的研究 熊涛 西南 电力设计 院， 四川 成都6 1 0 0 2 1 摘要 火力发电厂节能减排 已经成为全社会 关注的焦 点。冷却塔 安装 空气动 力涡流调 节装 置的技术 ， 是 火电厂 节 能减排的一项创新技术。详细介绍该技术的发展及其原理， 以及其应用带来的社会和经济效益。 关键词 发电厂； 冷却塔； 空气动力涡流调节装置 Ab s t r a c t W i t h t h e e n e r g y c o n s e r v a t i o n a n d e mi s s i o n r e d u c t i o n h a v e b e c o me t h e s o c i a l i s s u e，t h e i n s t a l l a t i o n o f a e r o d y n a mi c e d d y a d j u s t m e n t e q u i p m e n t t u r n s i n t o a n i n n o v a t i v e t e c h n o l o gy i n p o w e r p l a n t ．T h e t h e o r y a n d t h e d e v e l o p m e n t o f t h i s t e c h n o l o g y a r e i n t r o d u c e d i n d e t a i l ，a n d t h e s o c i al a n d e c o n o mi c b e n e fi t s o f t h i s i n n o v a t i o n a r e d i s c u s s e d ． Ke y w o r d s p o w e r p l a n t ； c o o l i n g t o w e r ； a e r o d y n a m i c e d d y a d j u s t m e n t e q u i p me n t 中图分类号 T K 2 8 4 文献标志码 A文章 编号 1 0 0 3 6 9 5 4 2 0 1 0 0 50 0 3 5 0 1 白俄罗斯 国家科学院发明的发 电厂冷却塔空气 动力涡流调节装置 ， 另辟捷径 ， 从提高冷却塔效率人 手 ， 降低循环水的温度 ， 从 而提高凝汽器真空， 达到提 高汽轮机组热效率 的 目的。根据 白俄罗斯多座 电站 采用冷却塔空气动力涡流调节装置后的实测数据统 计， 改造后冷却塔 出人 口水温差 温 降 增加 了 1 ． 3 ℃， 机组 的单位发 电煤耗 ， 每千瓦时降低 0 ． 5～ 1 ． 0克 标准煤 有些极端情况 ， 可降低更多 。 该技术适用于新建 、 扩建 、 原有发电机组改造等 多种形态 、 多种参数发电厂的湿式逆流 自然通风冷却 塔改造项 目。对新建的冷却塔 ， 在不改变设计规程和 技术参数的条件下 ， 在入风 口增设空气动力涡流调节 装置 ， 达到提高冷却塔效率的效果。 1 冷却塔空气动力涡流调节装置在 中 国发展概况 2 0 0 1 年 ， 该技术介绍到 中国，国内一些地区和机 构陆续开始介绍该项 目。当时由于中国的煤炭价格 ， 相对 国际市场价格 较低。经测 算 ， 在 中国使用该技 术 ， 投资回收的年限 比较长， 未被国内发电企业接受。 随着国内煤价的逐步升高 ， 节能降耗 的国家产业 政策导向， 国内部分发电企业开始对此技术表现出兴 趣。据了解 ， 2 0 0 8年 1 1月 2 0日， 国内第一台由白俄 罗斯 国家科学院进行模型实验 ， 并提供技术设计 的冷 却塔空气动力涡流调节装置， 在天津华能杨柳青热电 有限责任公 司 以下简称杨 电 6号冷却塔上开始试 验安装 ， 2 0 0 9年 1月 5日正式投入 。2 0 0 9年 1 0月 ， 上海吴泾第二发 电厂 2号冷却塔 6 0 0 MW 机组 安 装空气动力涡流调节装置。 2 冷却塔空气动力涡流调节装置的原理 逆流式 自 然通风冷却塔是依靠塔内外的空气密 度差产生压差 ， 使空气源源不断地流进塔 内， 在与热 水传热、 传质过程中带走热量。在无 自然风状态下， 空气从进风 口四周均匀进人 ， 穿过雨 区、 填料层 、 除水 器层 ， 通过塔筒出口排出。冷却塔填料断面气流速度 一 般为 1 ． 0～1 ． 2 m／ s ， 进风口风速一般在 3 ． 0 m ／ s 左 右。当有 自然风时， 原来 的均匀进风会受 到破坏 ， 产 生不均匀进风 。随着 自然风速的增大 ， 这种不均匀性 也相应增加 。即在冷却塔迎风面风速增大的同时， 二 侧进风会受到侧风影响而减小 。由于塔中间挡风板 的存在 ， 不会形成穿堂风 ， 背风面一般受 到的影响相 对侧面较小。 自然风对冷却塔的影 响最终反应在出 水温度的变化上 ， 一般来说 ， 自然风越大 ， 冷却效率越 低 ， 冷却塔的出水温度越高。国外对多个冷却塔的研 究表明 ， 当 自然风速小于 1 ． 0 m ／ s 时 ， 自然风对冷却 效率的影响是很小的， 可 以忽略不计。但当 自然风速 超过 3 ． 0 m ／ s时， 这种影响就变得很大 ， 应采取相应 的措施 ， 如塔 中间加挡风板等。国外多个 电厂冷却塔 环境风速与出塔水温的关系曲线见图 1 所示。 下转第 6 4页 35 第 3 3卷第 5期 2 0 1 0年 1 0月 四 J I I 电 力 技 术 S i c h u a n E l e c t r i c P o we r Te c h n o l o g y Vo l 1 3 3， No ． 5 Oc t ．。 2 01 0 压与负荷电压之间的压差 、 频差 、 相角差及断路器 的 分 、 合闸时间， 对快切装置的动作时间进行合理 的整 定 ， 应尽量在厂用负荷较小时进行厂用电源的切换 。 2 如果采用并联切换 ， 切换时间越短越好 ， 最好 采用基于快切装置的 自动并联切换方式 ， 减少 2次冲 击。建议厂用电源采用并联切换方式 ， 为避免切换过 程中循环功率的问题 ， 并联切换之前最好能分析核实 切换过程中的循环功率 ， 进行控制 ， 使循环功率最小 ， 提高厂用电源切换的可靠性。 厂用电源切换的快速性及可靠性对发 电厂的安 全稳定运行极其重要 ， 尤其是事故工况下的厂用 电源 切换 ， 对减少厂用负荷损失 ， 缩小事故范围意义重大。 不同的厂用电源切换方式各有利弊 ， 应根据各发 电厂 I 4 t , ⋯ } ◆ ⋯1 4“ ⋯j 1 1 l f ◆ ⋯I ◆ ⋯j ◆ ⋯I ◆ ⋯ I ◆ ⋯ ◆ ⋯l ◆ ⋯ ◆⋯◆ ⋯【 ◆ t ⋯◆ ⋯ l ◆ ⋯{ ◆⋯ ◆ ⋯I ◆⋯◆ ⋯l ◆ ⋯{ ◆ _ l l l ◆ 上接第 3 5页 出 瀛 升 高 值 E A 朋一 眦 ， _ ● 一 ． 一- ’ 洲 j ，／ ， ． ’ ／ ／ 乏 ● ， ， - 一一 R l 瞧 图 1 国外多个电厂冷却塔环境风速与出塔水温的关系曲线 冷却塔空气动力涡流调节装置即在逆流式 自然 通风冷却塔进风 口周围每 间隔一定距 离安装一道宽 6～ 7 m， 高度略低 于进风 口的导 流栅墙 板 。由于 导流板的存在 ， 相当于冷却塔进风 口外移了 6～ 7 m， 也相当于把干扰 区外移 ， 使干扰 区远离塔筒。同时由 于导流栅墙 板 的整 流作用 ， 会有 效的改善大风对 冷却塔侧面进风的影响 ， 从而提高冷却塔的效率。采 用空气动力涡流调节装置后 ， 将发生 以下变化 ① 水 塔周边进风均匀度明显提高。②水塔周边进入水塔 图 2 冷却塔 空气动力涡流调节装置 示意 图 的空气 水平 区域扩大 ， 一般超过了人风 口高度 ， 有 的达到入风 口高度 的 2倍 以上。③水塔进风量提高 6 4 的实际运行状况及接线方式 ， 合理选择厂用电源的切 换方式 。 参考文献 [ 1 ] 李子健． 6 0 0 M W 机组 6 k V厂用电切换问题分析及对 策[ J ] ． 电力建设， 2 0 0 9 ， 2 2 3 1 1 91 2 1 ． [ 2 ] 陈悦． 厂用电6 k V快切装置动作分析与改进[ J ] ． 华北 电力技术 ， 2 0 0 8 ， 1 0 6 3 9 4 2 ． [ 3 ] 阮俊豪． 厂用 电快切装置改造 [ J ] ． 华 电技术， 2 0 0 8 ， 3 0 1 2 6 6 6 9 ． [ 4 ] 肖仕武． 发电厂不同厂用电环并操作问题[ J ] ． 电力 自 动化设备， 2 0 0 9 ， 2 9 7 1 4 21 4 5 ． ， 收稿 日期 2 0 1 0 0 71 0 ◆ ⋯ ◆ ⋯f ◆ ⋯I ◆ ⋯l ◆ ⋯1 ◆ l I l l ◆ ⋯ f ◆ ⋯J ◆ l l I l ◆ ⋯} ◆ ⋯j ◆ ⋯ i◆ ⋯ I ◆ ⋯} ◆ I l ◆ ⋯I 4 t - l _ l I ◆ 川l ◆ 川} ◆ ⋯ l ◆ I 』 l l ◆ ⋯{ ◆ ⋯l ◆ l 5 ％ ～ 3 5 ％。④在冷却塔内部形成稳定的旋转上升气 ， 流， 使空气较深地和均匀地穿透冷却水塔内部， 减少 了塔内的漩涡区间。 3 经济效益 冷却塔 出水 温度 降低 对发 电厂经济效益 的影 响， 主要表现在以下三个方面。 1 凝汽器背压降低， 从而降低了汽机热耗； 对 6 0 0 MW 机组 ， 每座冷却塔加装一套空气动力 涡流调节装置 ， 导 向板 采用现浇钢筋混泥土结构 ， 总 投资约7 0 0 万元。冷却塔加装空气动力调节装置后， 全年平均冷却水温降低约 1 ． 5 oC， 折合每千瓦时降低 标煤耗约 0 ． 5 g 左右。 2 改善 电厂辅助设备 发电机 内冷 水 ， 机组油、 空气、 氢气冷却器 、 辅机轴承冷却系统等 的工作条 件 ， 提高辅机效率 ； “ 3 降低污染物排放 ， 如灰渣 、 S O 、 N O 的排放 ， 创造了社会效益及环保效益。 4 结语 冷却塔空气动力涡流调节装置是一项新型 的节 能环保技术 ， 符合国家倡导的节能减排政策。加快先 进节能技术、 产品开发和推广应用这也是国务院关于 加强节能工作的重要指示。应该积极引进 国外先进 节能技术和管理经验 ， 广泛与国际组织 、 有关 国家和 地区在节能领域的广泛合作。这也是加快中国节能 减排的一项有效途径 。 收稿日期 2 0 1 0 0 6 2 2