循環(huán)水蒸發(fā)量計(jì)算(共5頁(yè))

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上我國(guó)是一個(gè)水資源十分貧乏的國(guó)家，一些地區(qū)水資源已成為制約經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主要因素之一，節(jié)約用水成了一個(gè)社會(huì)發(fā)展所必須面對(duì)的問(wèn)題?；鹆Πl(fā)電廠(chǎng)是一個(gè)耗水大戶(hù)，其中循環(huán)水冷卻塔的耗水量約占整個(gè)電廠(chǎng)耗水量的60%以上。因此，冷卻塔耗水量的變化對(duì)整個(gè)電廠(chǎng)耗水量有著較明顯的影響。那么哪些因素影響冷卻塔的耗水量，又是如何影響的呢？下面以一臺(tái)300MW火電機(jī)組為實(shí)例具體分析一下其變化的內(nèi)在規(guī)律，以期獲得對(duì)火電廠(chǎng)節(jié)水工作有益的結(jié)論。2 S9 U  Y$ q- l& o/ _% P1.計(jì)算所需數(shù)據(jù)：（機(jī)組在300MW工況下）" W% S. $ r5 K,

2、z冷卻塔循環(huán)水量36000t/h                         循環(huán)水溫升 9.510 A6 l7 w2 9 u# w: M凝汽器循環(huán)水進(jìn)水溫度20                      空氣濕度61%5 " Y2 a: J+ p( L/ L: C6 y% a循環(huán)冷卻

3、塔的端差5（端差為冷卻塔循環(huán)水出水溫度與大氣濕球溫度之差）4 a9 a, e4 C8 J3 t/ w; M     循環(huán)水濃縮倍率3.0. d. T+ $ j5 Q. . R2.影響冷卻塔耗水量因素分析：! P9 b3 g4 T$ M8 U3 g6 B, t    火力發(fā)電廠(chǎng)循環(huán)水冷卻系統(tǒng)運(yùn)行中，維持系統(tǒng)正常穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵是兩個(gè)平衡，即：水量平衡和鹽量平衡。二者相互聯(lián)系，如果其中一個(gè)平衡變化，那么另一個(gè)平衡也會(huì)隨之發(fā)生相應(yīng)變化。& r7 # M9 M: N/ Y7 h, m8 _, d2.1循環(huán)水的水量平衡：, Y2 L6 s

4、+ p7 ! a2 r水量平衡過(guò)程是：機(jī)組運(yùn)行過(guò)程中，對(duì)于敞開(kāi)式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，水的損失有蒸發(fā)損失、風(fēng)吹損失、排污損失、漏泄損失（由于量較小，一般可略去不計(jì)）等，要維持水量平衡就需要同時(shí)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行補(bǔ)水。0 B6 f; Q: h( C0 C8 h8 _循環(huán)水系統(tǒng)的水量平衡數(shù)學(xué)表達(dá)式為：PBu =P1+ P2+ P3 1                    公式1$ v3 ! Y/ R6 w, P% cPBu：補(bǔ)充水量占循環(huán)水量的百分率，% 

5、 P1：蒸發(fā)損失水量占循環(huán)水量的百分率，%  k1 9 R$ b5 A1 $ r$ Q  bP2：風(fēng)吹損失占循環(huán)水量的百分率，%    P3：排污損失占循環(huán)水量的百分率，%* z4 8 0 , Z& 3 L$ c在以上平衡中通常P1所占的份額較大，而它的大小主要取決于凝汽器的熱負(fù)荷，以及氣候條件（主要是溫度因素）；P2的大小取0.1%（機(jī)組冷卻塔中裝有除水器時(shí)）；P3的大小主要取決于循環(huán)水系統(tǒng)所能達(dá)到的濃縮倍率。9 V6 g! B: I# Q( # r% A4 q( l水量平衡的另一種數(shù)學(xué)表達(dá)式為： 

6、60;M=E+B+D 2                     公式2. R1 C) |$ J: % F9 pM：補(bǔ)充水量，t/h;  E：蒸發(fā)損失量，t/h;B：風(fēng)吹損失量，t/h;的D：排污損失量，t/h# k: b9 k) F' s  j其中：自然通風(fēng)冷卻塔的蒸發(fā)損失計(jì)算公式為：' o0 n' , S6 6 YE=k×t×Qm 2    

7、;                                         公式3; ?, F3 ) F+ X( N2 Qk：與環(huán)境大氣溫度有關(guān)的系數(shù)，%；t：循環(huán)冷卻水溫升， ；Qm：循環(huán)水量，T。1 M6 M& M1 k, l: e+ R2 3 y4 D若其它條件不變，僅冷卻水量發(fā)生變化時(shí)，同一機(jī)組t成反比變

8、化，因而蒸發(fā)損失水' t) T( 2 - : R! V量則保持不變的。/ " _* w0 M7 % X& 2 t- u由公式1和公式2可以推出：BQm×P2                               公式4) S8 E9 u( J8 o' z2 SDQm×P3        &

9、#160;                      公式5  ' #   D+ h8 J- D* C2.2循環(huán)水的鹽量平衡：6 Q- V% x4 T6 R) e1 N4 L0 w- 循環(huán)水系統(tǒng)的鹽量平衡過(guò)程是：機(jī)組在運(yùn)行過(guò)程中，由于循環(huán)冷卻系統(tǒng)中水的蒸發(fā)作用，循環(huán)水中的溶解鹽類(lèi)不斷濃縮，因此就需要通過(guò)排污等方式降低溶解鹽類(lèi)。當(dāng)循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中進(jìn)入和失去的鹽類(lèi)達(dá)到平衡后可得：, O) ' c* A&q

10、uot; D  K=（P1+ P2+ P3）/（ P2+ P3）1                                         公式6! n  g( c# % O' S3 B由以上兩個(gè)平衡過(guò)程的分析可以得出，影響循環(huán)水冷卻塔耗水量的主要因素為：環(huán)境溫度

11、，空氣濕度，機(jī)組出力，濃縮倍率。; h* t4 Q7 ( p- c$ ; ; b3.影響耗水量因素的定量分析：+ n& K8 w, z, D0 G. R9 g7 U6 T3.1環(huán)境溫度變化對(duì)冷卻塔耗水量的影響：（取空氣濕度61%，機(jī)組出力300MW，濃縮倍率K=3.0）! q" A& d" X7 " D7 3.1.1蒸發(fā)損失量的計(jì)算：   * ?+ L0 a" k4 W9 m當(dāng)循環(huán)水進(jìn)口溫度為20時(shí)，環(huán)境（大氣）的濕球溫度為20-5=15，查文獻(xiàn)3可得，大氣的干球溫度為21。查文獻(xiàn)4可得，k=0.142%。+ x* G

12、7 P; 0 4 i& I9 r) x代入公式3可得：E=k×t×Qm=0.142%×9.51×36000=486t/h9 ?/ L" S- ( 3.1.2風(fēng)吹損失量的計(jì)算：4 |3 G9 u4 H+ g( j% s由公式4可得：B= Qm×P2 =36000×0.1%=36 t/h8 U9 l" Y" t- i& k) P$ b3.1.3排污損失量的計(jì)算：! t& c# y$ R% z( Z5 p1 0 u/     由公式6可推導(dǎo)出：P3=P1+ P2（1-

13、 K）/（ K-1）     代入可得：P3=0.575%' O  2 Z6 R/ o由公式5可得：D= Qm×P3 =36000×0.575%=207 t/h# C2 9 S  t: T) a3.1.4耗水量情況：/ L8 j! p, # x$ d; D  7 w# w5 q  由公式2可得：M=E+B+D =486+36+207=729t/h, Y% S: s% x  s' c運(yùn)用以上方法，我們可以很方便地計(jì)算出當(dāng)環(huán)

14、境溫度為6、11、16、26、31、36時(shí)循環(huán)水冷卻塔耗水量的變化情況（具體結(jié)果見(jiàn)表1和圖1）# U# N% H7 b9 4 M* Z$ J6 ?表1：             環(huán)境溫度變化對(duì)循環(huán)冷卻塔耗水量的影響  o8 C: D+ z* Y# E" n% z環(huán)境溫度（）        6        11        16  &#

15、160;     21        26        31        36* F7 f) n9 d8 o4 R9 E循環(huán)水耗水量（ t/h）        575        626        678        729        781&

16、#160;       832        8830 v5 x! q) t/ i4 |" 7 W2 j) O+ H, $ X; J1 + a2 n& S1 & s7 L+ g& U* ; L1 y. x  J( q/ v4 t  圖1：           環(huán)境溫度變化對(duì)循環(huán)冷卻塔耗水量的影響! W7 n. C% E0 s  ?7 K+ O&

17、c8 Q' q8 P2 U  B3.2環(huán)境濕度變化對(duì)冷卻塔耗水量的影響：（取循環(huán)水進(jìn)水溫度20 ，機(jī)組出力300MW，濃縮倍率K=3.0）  g/ D0 t( 3 |由3.1的計(jì)算結(jié)果可知，當(dāng)環(huán)境濕度在61%時(shí)，冷卻塔的耗水量為729t/h。下面我們來(lái)計(jì)算一下，當(dāng)環(huán)境濕度為66%時(shí)，冷卻塔的耗水情況。% a7 H+ Z0 s: l! 6 l3.2.1蒸發(fā)損失的計(jì)算：, p$ P# u4 U( r  g* U 當(dāng)環(huán)境濕度為66%時(shí)，取循環(huán)水進(jìn)口溫度為20，則大氣的濕球溫度為20-5=15，根據(jù)文獻(xiàn)3 可知，大氣的干球溫度為20。

18、查文獻(xiàn)4可得，k=0.14%，+ _) z  ?0 r) : b代入公式3可得：E=k×t×Qm=0.14%×9.51×36000=479t/h: I4 t/ l8 D  Q9 D( H3 + I3.2.2風(fēng)吹損失量的計(jì)算：: A- F2 b* p; 1 f4 R由公式4可得：B= Qm×P2 =36000×0.1%=36 t/h3 w8 |! z( p% q; $ f  |3.2.3排污損失量的計(jì)算：  U* & A3 q( x+ v"

19、 j4 P6 G 由公式6可推導(dǎo)出：P3=P1+ P2（1- K）/（ K-1） 代入可得：P3=0.57%, e% z7 I; m' " I! e由公式5可得：D= Qm×P3=36000×0.57%=205 t/h: % A7 y) ; c4 x& m3.2.4耗水量情況：2 z$ n5 t1 H0 ' ?3 3 k7 w 由公式2可得：M=E+B+D =479+36+205=720t/h8 - O; S1 e4 u2 4 Z. m1 X3 # 運(yùn)用以上方法，我們可以很方便地計(jì)算出當(dāng)環(huán)境濕度為71%、76%、56%、51%、46%時(shí)循環(huán)

20、水冷卻塔耗水量的變化情況（具體結(jié)果見(jiàn)表2和圖2）7 M  x' j# E0 u1 7 l6 e- v表2：                環(huán)境濕度變化對(duì)循環(huán)冷卻塔耗水量的影響4 A' l/ F& A: 環(huán)境濕度（%）        46        51        56        61

21、        66        71        76( Z2 Q3 A' * N, q1 x; v7 L, |0 M循環(huán)水耗水量（ t/h）        761        750        739        729        720 

22、      709        6985 I) v: N; V1 g/ H0 l( T1 s8 |0 P& 4 r2 M" b+ ' + p% x圖2：                環(huán)境濕度變化對(duì)循環(huán)冷卻塔耗水量的影響- |) W/ r# a) q8 u1 G* " d2 % h! Y% 0 p: ) 5 # Q/ b3.3機(jī)組出力變化對(duì)循環(huán)冷卻塔耗水量的影響：（取循環(huán)水進(jìn)水溫度為20，

23、大氣濕度為61%，濃縮倍率K=3.0）1 9 : G; C& j  R6 Z# R% V% t由3.1的計(jì)算結(jié)果可知，當(dāng)機(jī)組出力為100%時(shí)，循環(huán)冷卻塔的耗水量為729 t/h。下面我們來(lái)計(jì)算一下，當(dāng)機(jī)組出力為75%時(shí)，循環(huán)冷卻塔的耗水量情況。( f5 N9 T2 s2 v3.3.1蒸發(fā)損失的計(jì)算：1 w1 q, # y7 O   由公式3可知，當(dāng)機(jī)組出力變化時(shí)，t將會(huì)隨之而改變。哪么如何變化的呢？) S9 m! ?5 P  K2 9 ,    由文獻(xiàn)5可知，凝汽器的傳熱方程數(shù)學(xué)表達(dá)式為：D×&#

24、215;t =G×Cp×t 5在機(jī)組出力變化時(shí)，G、Cp 是不變的，而將有所變化，但變化很小，在此認(rèn)為不變。( M( L- 1 p/ 9 b+ K# V   因此，由上式可推出：t1/t= D1/ D                                     公式5& q  A

25、, U& w  _, Q$ N( C   我們知道，汽輪機(jī)的排汽量變化與機(jī)組出力變化基本是成正比的，因此，當(dāng)機(jī)組出力由100%降至75%時(shí)，由公式5可得：t1=75%t=0.75×9.51=7.13+ 0 & m8 _1 . v0 代入公式3可得： E=k×t×Qm=0.142%×7.13×36000=364t/h7 ) z* e' D3 G" U; z3 Q3.3.2風(fēng)吹損失量的計(jì)算：" R# E& y) 7 |: F& |由公式4可得：B=

26、Qm×P2 =36000×0.1%=36 t/h" l) p/ 4 % G: E; g8 4 w3.3.3排污損失量的計(jì)算：' U+ W( z;     G! b7 N    由公式6可推導(dǎo)出：P3=P1+ P2（1- K）/（K-1）   代入可得：P3=0.41%' e2 v) E; 9 f3 c- J由公式5可得：D= Qm×P3=36000×0.41%=148t/h1 B+ p. W# R7 c3 i; J, u1 z3.3.4耗水量情況：.

27、 Z1 B7 b4 / N+ D5 Z由公式2可得： M=E+B+D =364+36+148=548t/h) & D# K& B9 r( N: ?! R; u  ! |/ O( R運(yùn)用以上方法，我們可以很方便地計(jì)算出當(dāng)機(jī)組出力在60%、50%時(shí)循環(huán)冷卻塔的耗水量變化情況（具體結(jié)果見(jiàn)表3和圖3）# B. m  g8 G4 g3 y( |表3：            機(jī)組出力變化對(duì)循環(huán)冷卻塔耗水量的影響( C4 Y9 q* v; v, c4 2 S機(jī)組負(fù)荷系數(shù)（%

28、）        50        60        75        1006 k/ A" w4 H6 |1 7 J% z循環(huán)水耗水量（ t/h）        365        438        548        729! _5 |9 f$ t;

29、i1 t5 C: N    2 t$ V. C5 M% h( i9 g3 z圖3：             機(jī)組出力變化對(duì)循環(huán)冷卻塔耗水量的影響1 Z* 6 ; E# / c2 , R6 y/ h" + P% F% g- S; J3 L3.4濃縮倍率變化對(duì)循環(huán)冷卻塔耗水量的影響：（取機(jī)組出力300MW，循環(huán)水進(jìn)口溫度為20，大氣濕度為61%）) A; Y& f4 ! A  s# B由3.1的計(jì)算結(jié)果可知，當(dāng)循環(huán)水濃縮倍率為K=3.0時(shí)，循環(huán)冷卻塔的耗水量為7

30、29 t/h。3 O# H  k2 R  z) t* W, 下面我們來(lái)計(jì)算一下，當(dāng)濃縮倍率K=3.5時(shí)，循環(huán)冷卻塔耗水量的大小。1 2 ( 4 h  ! # " w9 w; Y3.4.1取循環(huán)水進(jìn)口溫度為20，則大氣的濕球溫度為20-5=15，查文獻(xiàn) 3可得，大氣的干球溫度為21。查文獻(xiàn)4 可得，k=0.142%，6 |7 C1 r. h; r; x0 O+ a代入公式3可得：E=k×t×Qm=0.142%×9.51×36000=486t/h4 q3 I6 G( U3 t"

31、f6 _8 h( S3.4.2風(fēng)吹損失量的計(jì)算：! Z- N2 ' G6 C$ U+ n: p+ m由公式4可得：B= Qm×P2 =36000×0.1%=36 t/h- |* z3 j/ B/ A0 : j+ |* b0 a3.4.3排污損失量的計(jì)算：- ?" G" g3 O! U. m6 h4 c: R    由公式6可推導(dǎo)出：P3=P1+ P2（1- K）/（ K-1）  代入可得：P3=0.44%# E6 |8 g! J8 E6 a% L: P- a由公式5可得：D= Qm×P3=3600

32、0×0.44%=158 t/h. E# f5 * H7 m, n3.4.4耗水量情況：# i8 g' Z0 * ?4 d' J9 D3 ( 由公式2可得：M=E+B+D=486+36+158=680t/h+ t" e# |- 2 Q& O運(yùn)用以上方法，我們可以很方便地計(jì)算出當(dāng)環(huán)境溫度為4.0、4.5、5.0、2.5、2.0時(shí)循環(huán)水冷卻塔耗水量的變化情況（具體結(jié)果見(jiàn)表4和圖4）) X9 h% ; r+ E9 O表4：               濃縮倍率

33、變化對(duì)循環(huán)冷卻塔耗水量的影響( n  d5 O6 ) W濃縮倍率        2.0        2.5        3.0        3.5        4.0        4.5        5.0% Q0 s- I6 y9 ! i7 v/ C# 2 v$ K" C循環(huán)

34、水耗水量（ t/h）        972        810        729        680        648        625        608) , j2 A3 j) F6 x- 3 y8 ( Q" 0 圖4：        &

35、#160;     濃縮倍率變化對(duì)循環(huán)冷卻塔耗水量的影響2 Q7 N" v) |9 * C1 r ) m9 h& d4 r0 B+ * a. M  _4 Q& L) N4.結(jié)論與建議：' ' P: h% u8 Y% + d+ w4.1環(huán)境溫度變化對(duì)循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的耗水量影響近似為線(xiàn)性正比關(guān)系。環(huán)境溫度每變化* T: 9 & $ _' S4 i1，循環(huán)水耗水量則變化約10 t/h。約相當(dāng)于循環(huán)水量的0.028個(gè)百分點(diǎn)。  r6 o4 O- V0 b4 G1 Y

36、5 t& g6 K4.2環(huán)境濕度變化對(duì)循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的耗水量影響近近似為線(xiàn)性反比關(guān)系。環(huán)境濕度每變化1個(gè)百分點(diǎn)，循環(huán)水耗水量則變化約2 t/h。約相當(dāng)于循環(huán)水量的0.0056個(gè)百分點(diǎn)。 % o  m# x% B, M% ; l4.3機(jī)組出力變化對(duì)循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的耗水量影響近似為線(xiàn)性正比關(guān)系。機(jī)組出力每變化1個(gè)百分點(diǎn)，循環(huán)水耗水量則變化7.3 t/h。約相當(dāng)于循環(huán)水量的0.02個(gè)百分點(diǎn)。該結(jié)論是依據(jù)發(fā)電機(jī)組推導(dǎo)得出的，對(duì)熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組不適用。1 V- s- x$ o1 r) K) P# u建議：1）在機(jī)組正常運(yùn)行中，應(yīng)重視汽機(jī)側(cè)漏入疏水?dāng)U容器的疏水量。因?yàn)樵撌杷康脑黾?/p>

37、相當(dāng)于增加了凝汽器的熱負(fù)荷，也即相當(dāng)于機(jī)組出力是增加的。2）應(yīng)重視冷卻塔的日常維護(hù)工作，因?yàn)槿衾鋮s塔的冷卻效果較差會(huì)引起冷卻塔的出水溫度上升，這不但會(huì)增加其耗水量，同時(shí)還導(dǎo)致機(jī)組煤耗升高。$ I/ J: 9 4 k2 O: n6 t在3.3的計(jì)算中，若不忽略的變化，則計(jì)算結(jié)果與忽略變化相比，耗水量將有所增加但增加幅度不會(huì)超過(guò)10%。) X9 B; H+ X/ f# C/ C" f4.4濃縮倍率變化對(duì)循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的耗水量影響是一個(gè)反比關(guān)系，但不是直線(xiàn)關(guān)系。- S8 z. n. i1 ! n; j當(dāng)機(jī)組循環(huán)水濃縮倍率升至4.0以后時(shí)，濃縮倍率的變化對(duì)循環(huán)水耗水量的影響基本上就已經(jīng)比較小

38、（循環(huán)水濃縮倍率每升高0.1，循環(huán)水耗水量則下降1.5 t/h）。即：當(dāng)濃縮倍率達(dá)到4.0以后，再提高濃縮倍率其節(jié)水效果已不十分明顯。" p* J- C5 |, U) V2 d& V% S+ 0 f4.5同類(lèi)機(jī)組若安裝的地理位置不同（主要是指年平均溫度和濕度的影響）的話(huà)，其循環(huán)冷卻塔的耗水情況也是不同的。因此同類(lèi)型機(jī)組在進(jìn)行發(fā)電耗水率指標(biāo)的比較時(shí)應(yīng)考慮這方面客觀因素。1、蒸發(fā)水量：E=tR              ! G  9 ' J# h, 4

39、X, u7 Q       式中：E蒸發(fā)損失水量，m3/h；   & p, Y2 c' v4 p9 y: M, at冷卻水溫差，；. n9 F. 7 0 Z7 ; m1 |$ X             R循環(huán)水量，m3/h；: e; m- S) n) |/ Q$ G蒸發(fā)系數(shù)，0.0016* m7 D6 h! l) g; S3   u" h    2、排污水量B  o! d  k8 X+ i% ?0 l)