冷卻塔耗水量

1、火電廠循環(huán)冷卻塔耗水量影響因素分析我國是一個水資源十分貧乏的國家， 一些地區(qū)水資源已成為制約經(jīng)濟發(fā)展的 主要因素之一， 節(jié)約用水成了一個社會發(fā)展所必須面對的問題。 火力發(fā)電廠是一 個耗水大戶， 其中循環(huán)水冷卻塔的耗水量約占整個電廠耗水量的 60%以上。因此， 冷卻塔耗水量的變化對整個電廠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 300MW火電機組為實例具體分析 一下其變化的內在規(guī)律，以期獲得對火電廠節(jié)水工作有益的結論。1. 計算所需數(shù)據(jù)：（機組在300MW工況下）冷卻塔循環(huán)水量36000t/h循環(huán)水溫升C凝汽器循環(huán)水進水溫度20 E空氣濕度61%

2、循環(huán)冷卻塔的端差 5°C（端差為冷卻塔循環(huán)水出水溫度與大氣濕球溫度之 差）循環(huán)水濃縮倍率2. 影響冷卻塔耗水量因素分析：火力發(fā)電廠循環(huán)水冷卻系統(tǒng)運行中， 維持系統(tǒng)正常穩(wěn)定運行的關鍵是兩個平 衡，即：水量平衡和鹽量平衡。二者相互聯(lián)系，如果其中一個平衡變化，那么另 一個平衡也會隨之發(fā)生相應變化。循環(huán)水的水量平衡：水量平衡過程是： 機組運行過程中， 對于敞開式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)來說， 水的 損失有蒸發(fā)損失、風吹損失、排污損失、漏泄損失（由于量較小，一般可略去不 計）等，要維持水量平衡就需要同時對系統(tǒng)進行補水。循 環(huán) 水 系 統(tǒng) 的 水 量 平 衡 數(shù) 學 表 達 式 為 ： PBu =P1+

3、P2+ P3 公式 1PBu：補充水量占循環(huán)水量的百分率， % P仁蒸發(fā)損失水量占循環(huán)水量的百 分率， %R :風吹損失占循環(huán)水量的百分率，% P 3：排污損失占循環(huán)水量的百分率，% 在以上平衡中通常P所占的份額較大，而它的大小主要取決于凝汽器的熱負 荷，以及氣候條件（主要是溫度因素）；P2的大小取 （機組冷卻塔中裝有除水器 時）；P3的大小主要取決于循環(huán)水系統(tǒng)所能達到的濃縮倍率。水 量 平 衡 的 另 一 種 數(shù) 學 表 達 式 為 ：M=E+B+D 2 公式 2M補充水量，t/h; E:蒸發(fā)損失量，t/h;B:風吹損失量，t/h ;的D:排污損失量， t/h其中：自然通風冷卻塔的蒸發(fā)損失計

4、算公式為：E=kx t x Qm ：2 公式3k：與環(huán)境大氣溫度有關的系數(shù)， % t :循環(huán)冷卻水溫升，C ； Q：循環(huán) 水量， T。若其它條件不變，僅冷卻水量發(fā)生變化時，同一機組 t成反比變化，因而 蒸發(fā)損失水 量則保持不變的。由公式 1 和公式 2 可以推出：B = Q x R 公式 4D=QmXR公式5循環(huán)水的鹽量平衡：循環(huán)水系統(tǒng)的鹽量平衡過程是：機組在運行過程中，由于循環(huán)冷卻系統(tǒng)中水 的蒸發(fā)作用，循環(huán)水中的溶解鹽類不斷濃縮，因此就需要通過排污等方式降低溶 解鹽類。當循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中進入和失去的鹽類達到平衡后可得：K（R+ P2+ P3） / （ P2+1：公式6由以上兩個平衡過程的分析

5、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，空氣濕度，機組出力，濃縮倍率。3. 影響耗水量因素的定量分析：環(huán)境溫度變化對冷卻塔耗水量的影響：（取空氣濕度61%機組出力300MW濃縮 倍率K=）蒸發(fā)損失量的計算：當循環(huán)水進口溫度為20 C時，環(huán)境（大氣）的濕球溫度為 20-5=15 C，查文獻3可得，大氣的干球溫度為21C。查文獻4可得，k=%代入公式 3 可得：E=kX t X Q=%<X 36000=486t/h風吹損失量的計算：由公式 4 可得：B= QX P2 =36000X %=36 t/h排污損失量的計算：由公式6可推導出：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耗水量情況：由公式 2 可得：M=E+B+D =486+36+207=729t/h運用以上方法，我們可以很方便地計算出當環(huán)境溫度為6C、11 C、16C、26C、31 C、36C時循環(huán)水冷卻塔耗水量的變化情況（具體結果見表1和圖1）干噸量水耗水環(huán)循1000;-575”626-<6787297781卜8321 883150061126313616 21環(huán)境溫度（度）表1：環(huán)境溫度變化對循環(huán)冷卻塔耗水量的影響環(huán)境溫度（C）6111621263136循環(huán)水耗 水量（t/h /57562667

7、8729781832883圖1：環(huán)境溫度變化對循環(huán)冷卻塔耗水量的影響環(huán)境濕度變化對冷卻塔耗水量的影響：（取循環(huán)水進水溫度 20 C，機組出力300MW，濃縮倍率K=)由的計算結果可知，當環(huán)境濕度在61%寸，冷卻塔的耗水量為729t/h 。下面我們 來計算一下，當環(huán)境濕度為66%寸，冷卻塔的耗水情況。蒸發(fā)損失的計算：當環(huán)境濕度為 66%寸，取循環(huán)水進口溫度為20T，則大氣的濕球溫度為20-5=15 C,根據(jù)文獻3 可知，大氣的干球溫度為20 E。查文獻4可得，k=%代入公式 3 可得：E=kxA t X Q=%<x 36000=479t/h風吹損失量的計算：由公式 4 可得：B= QX P

8、2 =36000X %=36 t/h排污損失量的計算：由公式6可推導出：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耗水量情況：由公式 2 可得：M=E+B+D =479+36+20520t/h運用以上方法，我們可以很方便地計算出當環(huán)境濕度為 71% 76% 56% 51%46%寸循環(huán)水冷卻塔耗水量的變化情況(具體結果見表2和圖2)里水耗水環(huán)循,_ 750.- 739-r 729 .-7201k 709 .88604072oo o0 8 67 6 646566676表2:環(huán)境濕度變化對循環(huán)冷卻塔耗水量

9、的影響環(huán)境濕度(%46515661667176循環(huán)水耗 水量(t/h )761750739729720709698圖2：環(huán)境濕度變化對循環(huán)冷卻塔耗水量的影響環(huán)境濕度()機組出力變化對循環(huán)冷卻塔耗水量的影響：(取循環(huán)水進水溫度為20C，大氣濕 度為61%濃縮倍率K=)由的計算結果可知，當機組出力為100%寸，循環(huán)冷卻塔的耗水量為729 t/h。下 面我們來計算一下，當機組出力為 75%寸，循環(huán)冷卻塔的耗水量情況。蒸發(fā)損失的計算：由公式3可知，當機組出力變化時， t將會隨之而改變。哪么如何變化的 呢？由文獻 可知，凝汽器的傳熱方程數(shù)學表達式為：DXyXA t =G<GXAt：句在機組出力變化

10、時，G G是不變的，而丫將有所變化，但變化很小，在此認 為不變。因此， 由上式可推出： 11/ t= D/ D公式5我們知道，汽輪機的排汽量變化與機組出力變化基本是成正比的，因此，當 機組出力由100%筆至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風吹損失量的計算：由公式 4 可得：B= QX P2 =36000X %=36 t/h排污損失量的計算：由公式6可推導出：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耗水量情況：由公式 2 可得：M=E+B+D =364+36+148=548t/h運用以上方法，我們可以很方便地計算出當機組出力在60% 50%寸循環(huán)冷卻塔的耗水量變化情況（具體結果見表3和圖3）表3：機組出力變化對循環(huán)冷卻塔耗水量的影響80<量水耗水環(huán)循、729* 438 548亍3651o O o O6 400O2506000機組負荷系數(shù)（%506075100循環(huán)水耗水量（t/h ）365438548729圖3：機組出力變化對循環(huán)冷卻塔耗水量的影響機組出力（%濃縮倍率變化對循環(huán)冷卻塔耗水量的影響：（取機組出力300MWV循環(huán)水進口溫 度為20 C，大氣濕度為61%由的計算結果可

12、知，當循環(huán)水濃縮倍率為 K=W，循環(huán)冷卻塔的耗水量為729 t/h。下面我們來計算一下，當濃縮倍率 K=W，循環(huán)冷卻塔耗水量的大小。取循環(huán)水進口溫度為20E，則大氣的濕球溫度為20-5=15C,查文獻3 可得，大氣的干球溫度為21C。查文獻4 可得，k=%代入公式 3 可得：E=kXA t X Q=%<X 36000=486t/h風吹損失量的計算：由公式 4 可得：B= QX P2 =36000X %=36 t/h排污損失量的計算：由公式6可推導出：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耗水量情況：由公式 2 可得：M=E+B+D=486+36+158=680t/h運用以上方法，我們可以很方便地計算出當環(huán)境溫度為、時循環(huán)水冷卻 塔耗水量的變化情況（具體結果見表 4和圖4）表4:濃縮倍率變化對循環(huán)冷卻塔耗水量的影響濃縮倍率循環(huán)水耗 水量（t/h ）972810729680648625608圖4:濃縮倍率變化對循環(huán)冷卻塔耗水量的影響4. 結論與建議：環(huán)境溫度變化對循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的耗水量影響近似為線性正比關系。環(huán)境溫度每變化C,循環(huán)水耗水量則變化約10 t/h。約相當于循環(huán)水量的個百分點。環(huán)境濕度變化對循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的耗水量影響近近似為線性反比關系。環(huán)境濕度每變化1個百分點，循

14、環(huán)水耗水量則變化約 2 t/h。約相當于循環(huán)水量的個百分 點。機組出力變化對循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的耗水量影響近似為線性正比關系。 機組出力每 變化1個百分點，循環(huán)水耗水量則變化t/h。約相當于循環(huán)水量的個百分點。該 結論是依據(jù)發(fā)電機組推導得出的，對熱電聯(lián)產(chǎn)機組不適用。建議：1）在機組正常運行中，應重視汽機側漏入疏水擴容器的疏水量。因 為該疏水量的增加相當于增加了凝汽器的熱負荷，也即相當于機組出力是增加 的。2）應重視冷卻塔的日常維護工作，因為若冷卻塔的冷卻效果較差會引起冷 卻塔的出水溫度上升，這不但會增加其耗水量，同時還導致機組煤耗升高。在的計算中，若不忽略丫的變化，則計算結果與忽略丫變化相比，耗水量將 有所增加但增加幅度不會超過10%濃縮倍率變化對循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的耗水量影響是一個反比關系，但不是直線關 系當機組循環(huán)水濃縮倍率升至以后時，濃縮倍率的變化對循環(huán)水耗水量的影響 基本上就已經(jīng)比較小（循環(huán)水濃縮倍率每升高，循環(huán)水耗水量則下降t/h ）。即: 當濃縮倍率達到以后，再提高濃縮倍率其節(jié)水效果已不十分明顯。同類機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，其循環(huán)冷卻塔的耗水情況也是不同的。因此同類型機組在進行發(fā)電耗水率指標的比 較