一、技術(shù)名稱：冷卻塔用離心式高效噴濺裝置技術(shù)
二、技術(shù)所屬領(lǐng)域及適用范圍：電力行業(yè) 自然通風(fēng)冷卻塔
三、與該技術(shù)相關(guān)的能耗及碳排放現(xiàn)狀
冷卻塔是當(dāng)前火力發(fā)電廠汽輪機(jī)凝汽器循環(huán)冷卻水系統(tǒng)不可缺少的重要設(shè)備，在設(shè)計(jì)工況許可范圍內(nèi)，凝汽器進(jìn)口水溫降低1℃，發(fā)電機(jī)組的發(fā)電煤耗就可降低1g左右，而凝汽器進(jìn)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(tǒng)的噴頭裝置在水的擴(kuò)散方面存在著不細(xì)、不均勻等問題，冷卻效果不理想，循環(huán)水溫偏高1.5℃左右。據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前大部分火電廠冷卻塔的冷卻能力都只能達(dá)到設(shè)計(jì)要求的95%左右，其節(jié)能降耗潛力很大。目前該技術(shù)可實(shí)現(xiàn)節(jié)能量4萬tce/a，CO2減排約11萬t/a。
四、技術(shù)內(nèi)容
1.技術(shù)原理
該技術(shù)適用于工業(yè)循環(huán)水的冷卻塔配水系統(tǒng)，尤其適用于火力發(fā)電廠循環(huán)水系統(tǒng)的逆流式雙曲線自然通風(fēng)冷卻塔，它的作用主要是將來自凝汽器的熱態(tài)循環(huán)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(fā)電效率和發(fā)電煤耗等經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)。GX型離心式高效噴濺裝置的技術(shù)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(jìn)一步細(xì)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(yùn)動(dòng)的一維運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)了在完成旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的同時(shí)還作拋物線運(yùn)動(dòng)的二維運(yùn)動(dòng)，增加了水、氣在空中進(jìn)行熱交換的時(shí)間，同時(shí)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(guān)鍵技術(shù)
在不加外力的條件下，利用配水管內(nèi)的工作水頭（壓力）和噴濺裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的獨(dú)到之處，使水流在結(jié)構(gòu)的導(dǎo)向作用下沖擊設(shè)置在噴嘴外圍的轉(zhuǎn)輪，轉(zhuǎn)輪旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生離心力，使水滴沿一定的軌跡在空間完成二維運(yùn)動(dòng)的同時(shí)達(dá)到均勻細(xì)化，提高水氣交換率，高效率地提高換熱效果，降低循環(huán)水溫度。要保證實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，其關(guān)鍵技術(shù)是在旋轉(zhuǎn)的摩擦部位采用了免潤滑的高分子進(jìn)口軸承，使其在冷卻塔內(nèi)長期的連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)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(tài)循環(huán)水進(jìn)入發(fā)電機(jī)組汽輪機(jī)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(dǎo)至循環(huán)水中，使其成為凝結(jié)水，在設(shè)計(jì)的允許范圍 內(nèi)，循環(huán)水帶走的熱量越多則凝汽器內(nèi)的真空度越高，發(fā)電機(jī)的效率也越高，發(fā)電煤耗越低；吸收了熱量的循環(huán)水再送至冷卻塔進(jìn)行冷卻，而冷卻的幅度越高，進(jìn)入凝汽器的循環(huán)水溫度越低（在設(shè)計(jì)范圍內(nèi)），帶走凝汽器內(nèi)熱量的效率越高，因此可以提高發(fā)電效率，實(shí)現(xiàn)降低發(fā)電煤耗的目標(biāo)。工藝流程見圖1所示。
五、主要技術(shù)指標(biāo)
冷卻塔噴濺裝置的主要技術(shù)參數(shù)分為兩個(gè)部分，一是反映其噴濺效果的參數(shù)，主要是由水力特性決定的，如噴濺半徑和噴濺均布系數(shù)即不均勻系數(shù)。噴濺半徑是反映噴灑面積的，噴灑面積越大則循環(huán)水與空氣的接觸程度越高，熱交換越充分；不均勻系數(shù)是反映噴濺裝置的噴濺均勻性程度的，不均勻系數(shù)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(guī)工作水頭下（0.8m-1.2m時(shí)）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(shù)為0.243，而被替代的常用噴濺裝置其平均噴濺不均勻系數(shù)為0.324。
六、技術(shù)鑒定、獲獎(jiǎng)情況及應(yīng)用現(xiàn)狀
該技術(shù)已獲得1項(xiàng)專利。離心式高效噴濺裝置已在數(shù)十個(gè)火力發(fā)電廠的逆流式自然通風(fēng)冷卻塔中應(yīng)用實(shí)踐，其中最早的陜西華能秦嶺電廠使用至今已有5年多時(shí)間，目前運(yùn)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(yùn)行至今也已有3年多時(shí)間，運(yùn)行穩(wěn)定，旋轉(zhuǎn)自如，冷卻效果良好。其他如貴州納雍電廠的4臺(tái)300mw機(jī)組的冷卻塔自2010年開始都陸續(xù)改造了噴濺裝置，用上了離心式高效噴濺裝置，節(jié)能效果明顯。
七、典型應(yīng)用案例
案例應(yīng)用單位：中電投江西貴溪發(fā)電有限責(zé)任公司
技術(shù)提供單位：中國電力投資集團(tuán)有限公司
建設(shè)規(guī)模：中電投江西貴溪發(fā)電有限責(zé)任公司#3、#4機(jī)均為300MW燃煤發(fā)電機(jī)組，循環(huán)水系統(tǒng)各配置一臺(tái)5500m2的逆流式自然通風(fēng)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(huán)水溫度升高，尤其在夏季比較突出，經(jīng)常超過33℃，發(fā)電煤耗增高。主要技改內(nèi)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(fā)電煤耗指標(biāo)是標(biāo)準(zhǔn)煤326g/（kWh），改造后發(fā)電煤耗指標(biāo)是標(biāo)準(zhǔn)煤324.9g/（kWh）。節(jié)能技改投資額82.8萬元，建設(shè)期20天。每年可節(jié)能1906tce，年節(jié)能經(jīng)濟(jì)效益為213.36萬元，投資回收期約4個(gè)月。
八、推廣前景及節(jié)能減排潛力
目前全國火力發(fā)電機(jī)組采用自然通風(fēng)冷卻塔的總裝機(jī)容量約6億kW，約擁有900萬m2自然通風(fēng)冷卻塔。未來5年，預(yù)計(jì)該技術(shù)可推廣到30％，總投入3億元，節(jié)能能力可達(dá)60萬tce/a，減排能力158萬tCO2/a。
|
