冷却塔耗水量

1、火电厂循环冷却塔耗水量影响因素分析我国是一个水资源十分贫乏的国家， 一些地区水资源已成为制约经济发展的 主要因素之一， 节约用水成了一个社会发展所必须面对的问题。 火力发电厂是一 个耗水大户， 其中循环水冷却塔的耗水量约占整个电厂耗水量的 60%以上。因此， 冷却塔耗水量的变化对整个电厂耗水量有着较明显的影响。 那么哪些因素影响冷 却塔的耗水量，又是如何影响的呢？下面以一台 300MW火电机组为实例具体分析 一下其变化的内在规律，以期获得对火电厂节水工作有益的结论。1. 计算所需数据：（机组在300MW工况下）冷却塔循环水量36000t/h循环水温升C凝汽器循环水进水温度20 E空气湿度61%

2、循环冷却塔的端差 5°C（端差为冷却塔循环水出水温度与大气湿球温度之 差）循环水浓缩倍率2. 影响冷却塔耗水量因素分析：火力发电厂循环水冷却系统运行中， 维持系统正常稳定运行的关键是两个平 衡，即：水量平衡和盐量平衡。二者相互联系，如果其中一个平衡变化，那么另 一个平衡也会随之发生相应变化。循环水的水量平衡：水量平衡过程是： 机组运行过程中， 对于敞开式循环冷却水系统来说， 水的 损失有蒸发损失、风吹损失、排污损失、漏泄损失（由于量较小，一般可略去不 计）等，要维持水量平衡就需要同时对系统进行补水。循 环 水 系 统 的 水 量 平 衡 数 学 表 达 式 为 ： PBu =P1+

3、P2+ P3 公式 1PBu：补充水量占循环水量的百分率， % P仁蒸发损失水量占循环水量的百 分率， %R :风吹损失占循环水量的百分率，% P 3：排污损失占循环水量的百分率，% 在以上平衡中通常P所占的份额较大，而它的大小主要取决于凝汽器的热负 荷，以及气候条件（主要是温度因素）；P2的大小取 （机组冷却塔中装有除水器 时）；P3的大小主要取决于循环水系统所能达到的浓缩倍率。水 量 平 衡 的 另 一 种 数 学 表 达 式 为 ：M=E+B+D 2 公式 2M补充水量，t/h; E:蒸发损失量，t/h;B:风吹损失量，t/h ;的D:排污损失量， t/h其中：自然通风冷却塔的蒸发损失计

4、算公式为：E=kx t x Qm ：2 公式3k：与环境大气温度有关的系数， % t :循环冷却水温升，C ； Q：循环 水量， T。若其它条件不变，仅冷却水量发生变化时，同一机组 t成反比变化，因而 蒸发损失水 量则保持不变的。由公式 1 和公式 2 可以推出：B = Q x R 公式 4D=QmXR公式5循环水的盐量平衡：循环水系统的盐量平衡过程是：机组在运行过程中，由于循环冷却系统中水 的蒸发作用，循环水中的溶解盐类不断浓缩，因此就需要通过排污等方式降低溶 解盐类。当循环冷却水系统中进入和失去的盐类达到平衡后可得：K（R+ P2+ P3） / （ P2+1：公式6由以上两个平衡过程的分析

5、可以得出，影响循环水冷却塔耗水量的主要因素 为：环境温度，空气湿度，机组出力，浓缩倍率。3. 影响耗水量因素的定量分析：环境温度变化对冷却塔耗水量的影响：（取空气湿度61%机组出力300MW浓缩 倍率K=）蒸发损失量的计算：当循环水进口温度为20 C时，环境（大气）的湿球温度为 20-5=15 C，查文献3可得，大气的干球温度为21C。查文献4可得，k=%代入公式 3 可得：E=kX t X Q=%<X 36000=486t/h风吹损失量的计算：由公式 4 可得：B= QX P2 =36000X %=36 t/h排污损失量的计算：由公式6可推导出：F3=P1+ P2 （1- K / /

6、（ K-1 /代入可得：Pa=%由公式 5 可得：D= QX Fa =36000 X %=207 t/h耗水量情况：由公式 2 可得：M=E+B+D =486+36+207=729t/h运用以上方法，我们可以很方便地计算出当环境温度为6C、11 C、16C、26C、31 C、36C时循环水冷却塔耗水量的变化情况（具体结果见表1和图1）干吨量水耗水环循1000;-575”626-<6787297781卜8321 883150061126313616 21环境温度（度）表1：环境温度变化对循环冷却塔耗水量的影响环境温度（C）6111621263136循环水耗 水量（t/h /57562667

7、8729781832883图1：环境温度变化对循环冷却塔耗水量的影响环境湿度变化对冷却塔耗水量的影响：（取循环水进水温度 20 C，机组出力300MW，浓缩倍率K=)由的计算结果可知，当环境湿度在61%寸，冷却塔的耗水量为729t/h 。下面我们 来计算一下，当环境湿度为66%寸，冷却塔的耗水情况。蒸发损失的计算：当环境湿度为 66%寸，取循环水进口温度为20T，则大气的湿球温度为20-5=15 C,根据文献3 可知，大气的干球温度为20 E。查文献4可得，k=%代入公式 3 可得：E=kxA t X Q=%<x 36000=479t/h风吹损失量的计算：由公式 4 可得：B= QX P

8、2 =36000X %=36 t/h排污损失量的计算：由公式6可推导出：R=P1+ P2 (1- K ) / ( K-1 )代入可得：Pa=%由公式 5 可得：D= QX Pa=36000X %=205 t/h耗水量情况：由公式 2 可得：M=E+B+D =479+36+20520t/h运用以上方法，我们可以很方便地计算出当环境湿度为 71% 76% 56% 51%46%寸循环水冷却塔耗水量的变化情况(具体结果见表2和图2)里水耗水环循,_ 750.- 739-r 729 .-7201k 709 .88604072oo o0 8 67 6 646566676表2:环境湿度变化对循环冷却塔耗水量

9、的影响环境湿度(%46515661667176循环水耗 水量(t/h )761750739729720709698图2：环境湿度变化对循环冷却塔耗水量的影响环境湿度()机组出力变化对循环冷却塔耗水量的影响：(取循环水进水温度为20C，大气湿 度为61%浓缩倍率K=)由的计算结果可知，当机组出力为100%寸，循环冷却塔的耗水量为729 t/h。下 面我们来计算一下，当机组出力为 75%寸，循环冷却塔的耗水量情况。蒸发损失的计算：由公式3可知，当机组出力变化时， t将会随之而改变。哪么如何变化的 呢？由文献 可知，凝汽器的传热方程数学表达式为：DXyXA t =G<GXAt：句在机组出力变化

10、时，G G是不变的，而丫将有所变化，但变化很小，在此认 为不变。因此， 由上式可推出： 11/ t= D/ D公式5我们知道，汽轮机的排汽量变化与机组出力变化基本是成正比的，因此，当 机组出力由100%笔至75%寸，由公式5可得： ti=75%t= X = C代入公式 3 可得：E=k XA t X Qm=%<X 36000=364t/h332风吹损失量的计算：由公式 4 可得：B= QX P2 =36000X %=36 t/h排污损失量的计算：由公式6可推导出：R=Pi+ P2 （1- K ） / （K-1）代入可得：Pa=%由公式 5 可得：D= QX Pa=36000X %=148

11、t/h耗水量情况：由公式 2 可得：M=E+B+D =364+36+148=548t/h运用以上方法，我们可以很方便地计算出当机组出力在60% 50%寸循环冷却塔的耗水量变化情况（具体结果见表3和图3）表3：机组出力变化对循环冷却塔耗水量的影响80<量水耗水环循、729* 438 548亍3651o O o O6 400O2506000机组负荷系数（%506075100循环水耗水量（t/h ）365438548729图3：机组出力变化对循环冷却塔耗水量的影响机组出力（%浓缩倍率变化对循环冷却塔耗水量的影响：（取机组出力300MWV循环水进口温 度为20 C，大气湿度为61%由的计算结果可

12、知，当循环水浓缩倍率为 K=W，循环冷却塔的耗水量为729 t/h。下面我们来计算一下，当浓缩倍率 K=W，循环冷却塔耗水量的大小。取循环水进口温度为20E，则大气的湿球温度为20-5=15C,查文献3 可得，大气的干球温度为21C。查文献4 可得，k=%代入公式 3 可得：E=kXA t X Q=%<X 36000=486t/h风吹损失量的计算：由公式 4 可得：B= QX P2 =36000X %=36 t/h排污损失量的计算：由公式6可推导出：R=P1+ P2 （1- K ） / （ K-1 ） 代入可得：Pa=% 由公式 5 可得：D= QnX Pa=36000X %=158 t

13、/h耗水量情况：由公式 2 可得：M=E+B+D=486+36+158=680t/h运用以上方法，我们可以很方便地计算出当环境温度为、时循环水冷却 塔耗水量的变化情况（具体结果见表 4和图4）表4:浓缩倍率变化对循环冷却塔耗水量的影响浓缩倍率循环水耗 水量（t/h ）972810729680648625608图4:浓缩倍率变化对循环冷却塔耗水量的影响4. 结论与建议：环境温度变化对循环冷却水系统的耗水量影响近似为线性正比关系。环境温度每变化C,循环水耗水量则变化约10 t/h。约相当于循环水量的个百分点。环境湿度变化对循环冷却水系统的耗水量影响近近似为线性反比关系。环境湿度每变化1个百分点，循

14、环水耗水量则变化约 2 t/h。约相当于循环水量的个百分 点。机组出力变化对循环冷却水系统的耗水量影响近似为线性正比关系。 机组出力每 变化1个百分点，循环水耗水量则变化t/h。约相当于循环水量的个百分点。该 结论是依据发电机组推导得出的，对热电联产机组不适用。建议：1）在机组正常运行中，应重视汽机侧漏入疏水扩容器的疏水量。因 为该疏水量的增加相当于增加了凝汽器的热负荷，也即相当于机组出力是增加 的。2）应重视冷却塔的日常维护工作，因为若冷却塔的冷却效果较差会引起冷 却塔的出水温度上升，这不但会增加其耗水量，同时还导致机组煤耗升高。在的计算中，若不忽略丫的变化，则计算结果与忽略丫变化相比，耗水量将 有所增加但增加幅度不会超过10%浓缩倍率变化对循环冷却水系统的耗水量影响是一个反比关系，但不是直线关 系当机组循环水浓缩倍率升至以后时，浓缩倍率的变化对循环水耗水量的影响 基本上就已经比较小（循环水浓缩倍率每升高，循环水耗水量则下降t/h ）。即: 当浓缩倍率达到以后，再提高浓缩倍率其节水效果已不十分明显。同类机组若安装的地理位置不同（主要是指年平均温度和湿度的影响）的话，其循环冷却塔的耗水情况也是不同的。因此同类型机组在进行发电耗水率指标的比 较