一、技術名稱：冷卻塔用離心式高效噴濺裝置技術
二、技術所屬領域及適用范圍：電力行業 自然通風冷卻塔
三、與該技術相關的能耗及碳排放現狀
冷卻塔是當前火力發電廠汽輪機凝汽器循環冷卻水系統不可缺少的重要設備，在設計工況許可范圍內，凝汽器進口水溫降低1℃，發電機組的發電煤耗就可降低1g左右，而凝汽器進口水溫的高低取決于冷卻塔的冷卻效率。其中，噴濺裝置的噴濺效果直接影響冷卻塔的冷卻效率。傳統的噴頭裝置在水的擴散方面存在著不細、不均勻等問題，冷卻效果不理想，循環水溫偏高1.5℃左右。據統計，目前大部分火電廠冷卻塔的冷卻能力都只能達到設計要求的95%左右，其節能降耗潛力很大。目前該技術可實現節能量4萬tce/a，CO2減排約11萬t/a。
四、技術內容
1.技術原理
該技術適用于工業循環水的冷卻塔配水系統，尤其適用于火力發電廠循環水系統的逆流式雙曲線自然通風冷卻塔，它的作用主要是將來自凝汽器的熱態循環水均勻地噴灑到淋水散熱裝置中去，所噴灑出的水滴其粒徑的大小、噴灑半徑和噴灑的均勻性直接影響冷卻塔的效率和凝汽器的真空度，繼而影響發電效率和發電煤耗等經濟技術指標。GX型離心式高效噴濺裝置的技術原理就是利用離心力作用使得噴濺效果大大改善，噴灑出的水滴較常用噴濺裝置進一步細化、噴濺半徑更大，改變了常用噴濺裝置僅通過反射作拋物線運動的一維運動，實現了在完成旋轉運動的同時還作拋物線運動的二維運動，增加了水、氣在空中進行熱交換的時間，同時由于提高了噴灑的均勻性，使得淋水填料的冷卻作用更為充分。
2.關鍵技術
在不加外力的條件下，利用配水管內的工作水頭（壓力）和噴濺裝置結構設計的獨到之處，使水流在結構的導向作用下沖擊設置在噴嘴外圍的轉輪，轉輪旋轉產生離心力，使水滴沿一定的軌跡在空間完成二維運動的同時達到均勻細化，提高水氣交換率，高效率地提高換熱效果，降低循環水溫度。要保證實現這一目標，其關鍵技術是在旋轉的摩擦部位采用了免潤滑的高分子進口軸承，使其在冷卻塔內長期的連續運轉中能夠抵御高溫高濕的侵襲，使用壽命確保不低于10年。
3.工藝流程
冷態循環水進入發電機組汽輪機的凝汽器，通過凝汽器的傳熱作用使已做過 功的泛氣中的一部分熱量傳導至循環水中，使其成為凝結水，在設計的允許范圍 內，循環水帶走的熱量越多則凝汽器內的真空度越高，發電機的效率也越高，發電煤耗越低；吸收了熱量的循環水再送至冷卻塔進行冷卻，而冷卻的幅度越高，進入凝汽器的循環水溫度越低（在設計范圍內），帶走凝汽器內熱量的效率越高，因此可以提高發電效率，實現降低發電煤耗的目標。工藝流程見圖1所示。
五、主要技術指標
冷卻塔噴濺裝置的主要技術參數分為兩個部分，一是反映其噴濺效果的參數，主要是由水力特性決定的，如噴濺半徑和噴濺均布系數即不均勻系數。噴濺半徑是反映噴灑面積的，噴灑面積越大則循環水與空氣的接觸程度越高，熱交換越充分；不均勻系數是反映噴濺裝置的噴濺均勻性程度的，不均勻系數越大，均勻性越差，冷卻效果也越差。GX型離心式高效噴濺裝置的噴濺半徑在常規工作水頭下（0.8m-1.2m時）為1.5m-2.9m，而被替代的常用噴濺裝置其噴濺半徑只有0.5m-0.8m；GX型離心式高效噴濺裝置的平均噴濺不均勻系數為0.243，而被替代的常用噴濺裝置其平均噴濺不均勻系數為0.324。
六、技術鑒定、獲獎情況及應用現狀
該技術已獲得1項專利。離心式高效噴濺裝置已在數十個火力發電廠的逆流式自然通風冷卻塔中應用實踐，其中最早的陜西華能秦嶺電廠使用至今已有5年多時間，目前運行情況良好；中電投江西貴溪電廠於2011年改造的#3冷卻塔運行至今也已有3年多時間，運行穩定，旋轉自如，冷卻效果良好。其他如貴州納雍電廠的4臺300mw機組的冷卻塔自2010年開始都陸續改造了噴濺裝置，用上了離心式高效噴濺裝置，節能效果明顯。
七、典型應用案例
案例應用單位：中電投江西貴溪發電有限責任公司
技術提供單位：中國電力投資集團有限公司
建設規模：中電投江西貴溪發電有限責任公司#3、#4機均為300MW燃煤發電機組，循環水系統各配置一臺5500m2的逆流式自然通風冷卻塔，管式直配式配水，原裝噴濺裝置為多層流型噴頭，該噴頭特別容易堵塞，因此而失去多層流的意義，噴濺效果較差，循環水溫度升高，尤其在夏季比較突出，經常超過33℃，發電煤耗增高。主要技改內容：全部拆除原有冷卻塔噴濺裝置，更新改造全部更換為GX型式離心式高效噴濺裝置。改造前發電煤耗指標是標準煤326g/（kWh），改造后發電煤耗指標是標準煤324.9g/（kWh）。節能技改投資額82.8萬元，建設期20天。每年可節能1906tce，年節能經濟效益為213.36萬元，投資回收期約4個月。
八、推廣前景及節能減排潛力
目前全國火力發電機組采用自然通風冷卻塔的總裝機容量約6億kW，約擁有900萬m2自然通風冷卻塔。未來5年，預計該技術可推廣到30％，總投入3億元，節能能力可達60萬tce/a，減排能力158萬tCO2/a。
|
