自然通风冷却塔进风均匀技术在50MW机组上应用探究

1、自然通风冷却塔进风均匀技术在50mw机组上应用探究【摘要】针对建筑物及侧风对冷却塔运行效率的 影响，采用导风板、导风斜板及导风管相结合的方式，消除 建筑物及侧风的影响，提高冷却塔运行效率。【关键词】冷却塔侧风导风板中图分类号：tm文献标识码：a文章编号：1009-914x (2013) 35-395-01兖矿集团南屯电力分公司5#机组为上海汽轮机厂生产 的50mw单抽凝汽式汽轮机，配置一座1500m2自然通风冷却 塔，处在厂区西北角。为满足厂界噪声达标要求，2006年在 该冷却塔西侧和北侧厂区围墙上方安装了 115mx12m高的隔 音墙，造成冷却塔通风效果较差，导致冷却塔内空气动力场 不均匀。

2、在相同工况下，5#机循环水温度比其它机组高 1-2°c,尤其在夏季，5#机运行真空明显低于其它同类机组, 造成能耗偏高。由山东大学对南屯电力分公司5#机冷却塔进行现场测 试及分析，存在的主要问题是：1、通过进风示踪试验，该冷却塔迎风面可以进风，侧 面进风量减少，背风面甚至会出现风的外流。该现象导致冷 却塔内空气动力场不均匀，使得整个冷却塔内部的汽水比不均匀；同时在冷却塔进风口迎风面处会产生较大的纵向漩 涡，将会影响有效冷却面积，使得冷却面积减小。2、由于隔音墙的影响，该冷却塔约1/3的范围不能有效进风，造成冷却塔的进风量减少。而且由于隔音墙的存在, 在墙后引起较大的漩涡区，降低了迎风

3、侧进风口空气流速， 并进一步降低了塔内传热传质区的空气流速，弱化了塔内传 热传质。2、3、对5#机运行数据进行测试，包括不同负荷下真空 度、排汽量、循环水量、凝汽器循环水进出口温度、冷却塔 循环水进出口温度等，并进行数据分析，根据热平衡关系， 构建冷端蒸汽放热、凝汽器传热、循环水吸热、冷却塔放热 之间的热平衡关系，找出侧风与真空度、循环水进口温度、 冷却塔出口温度之间的数量关系。进风均匀系数计算公式：山东大学能动学院研究表明:自然冷却塔暴露于自然界侧风的影响下，将对冷却塔带来两方面的影响：一是冷却塔 进风不均匀，导致总的进风量减少；二是塔内部空气动力场 不均匀，产生纵向漩涡，使得有效冷却面积减

4、少。上述两点, 均会导致冷却塔性能的恶化，而改善冷却塔冷却性能的根本 方法即在冷却塔底部进风口位置采取有效措施均匀进风。根据5#机冷却塔北侧隔音墙的具体情况，利用空气动力学理论、湍流理论、传热传质理论、蒸发冷却理论、漩涡理 论，建立冷却塔进风口流场和塔内部空气动力场的数学模 型，并利用现代计算技术和工程计算软件，进行冷却塔内部 的湍流建模、数值计算与分析、接触传热分析、蒸发传质分 析、漩涡分析等。图1有隔音墙，塔内外纵剖面空气动力场图图2有导 风斜板、翼型导风板冷却塔空气动力场由图1看出，隔晉墙的存在在墙后引起较大的漩涡区， 降低了迎风侧进风口空气流速，并进一步降低了塔内传热传 质区的空气流速

5、，使冷却塔通风量由1381 kg/s降至1245 kg/s,弱化了塔内传热传质。通过分析计算及实验室模型塔实验，在隔音墙与冷却塔 之间的近墙侧增设导风斜板，与水平面夹角为55。，长度为 15m。斜板的存在有效消除了隔音墙所引起的漩涡区域，冷 却塔进风口空气流速有所增加，塔内空气动力场得到有效改 善。通过计算及实验，确定在冷却塔周向共安装33块翼型 导风板，导风板统一顺时针偏转15° o加装翼型导风板后， 塔内空气动力场更加均匀对称，此时进风量为1460 kg/s, 相比于无翼型导风板时增大了约148 kg/s,实现了塔内传热 传质的强化。图3导风斜板、翼型导风板布置图通过加装导风斜板、翼型导风板后，冷却塔内空气动力 场已非常均匀，传热传质得到强化。但从改造前的试验数据 看，在冷却塔的中心位置，风速偏低。这是由于塔的抽吸力 作用，在冷风未到达中心位置前，便被抽吸向上进行传热介 质热交换。通过计算及模型实验表明，在冷却塔雨区布置导 风管可最大限度的提高冷却塔的冷却效率。布置结构如图4。图4导风管布置图2011年9月，山东大学对5#机冷却塔进行了现场热力 性能试验，对冷却塔实施进风优化改造之后的相关性能进行 全面考核。从测试分析情况看，改造后冷却效率提高19.