火电厂冷却塔存在的问题及优化策略研究

来源:用户上传      作者:

　　摘    要：电能需求量的增加给火电厂生产设备带来较大的压力，优化改良电力生产相关基础设施，提高火力发电的效率和效果，是火电厂十分关注的问题。本文对冷却塔存在的问题和采取的优化措施进行了分析探讨。
　　关键词：火电厂：冷却塔：问题;对策
　　1  引言
　　优化改良火电厂电力生产相关基础设施，才能更好的满足火电厂实际生产作业要求，提高火力发电的效率和效果。本文对冷却塔存在的问题和采取的优化措施进行了分析探讨。
　　2  火电厂冷却塔概述
　　2.1  冷却塔的工作原理和分类
　　冷却塔是火电厂电力生产重要的基础设施，主要是将水作为制冷剂，靠蒸汽来进行降温冷却。通过水和空气流动接触进行冷热交换产生的蒸汽挥发带走热量，从而实现蒸发散热、对流传热和辐射传热目标，并有效发散制冷空调运行中产生的余热，由风机带动塔内气流循环，带出与水换热后的热气流，使系统冷却。冷却塔主要有圆形和方型两种形状，小型一般用于空调制冷，大型用于工业冷却。当前电厂冷却塔有多种形式，按照通风方式的不同分为自然通风冷却塔、机械通风冷却塔、混合通风冷却塔;根据水和空气接触方式的不同分为湿式冷却塔、干式冷却塔、干湿式冷却塔;根据热水和空气的流动方向的不同分为逆流式冷却塔、横流式冷却塔、混流式冷却塔;根据不同的应用领域分为工业型冷却塔和空调型冷却塔。
　　2.2  火电厂冷却塔构造
　　冷却塔主要包括填料、配水系统、空气分配装置（入风口百叶窗、导风、风筒）、挡水器、集水池等几个重要组成部分。不同构造组合能装配出不同款式和不同运行效果的冷却塔，各系统的协调配合运行才能实现较好的冷却效果，保证火电厂高效发电。
　　3  当前冷却塔存在的问题
　　冷却塔的运行质量直接影响着制冷效果和火电厂的发电性能，冷却塔长期高负荷运转，在运行中经常会出现影响水温调控的问题。
　　3.1  腐蚀问题
　　火电厂冷却塔主体结构通常是高性能混凝土制成的，时间久长会出现混凝土的耐久性不足腐蚀损坏问题，裸露钢筋风化和腐蚀也能造成整体结构的损坏。或者因为外部介质作用使混凝土发生化学变化，或钢筋表面钝化造成钢筋锈蚀。另外，高强度钢筋和多筋由于长时间在高应力条件下工作容易出现应力腐蚀和钢材氢脆问题。除此之外，冻融也是造成混凝土塔壁裂缝和破坏的主要原因。因为混凝土内部的微细孔隙被浸入冷却水后，不仅会腐蚀钢筋混凝土的内部结构，冬天结冰后因体积膨胀产生的内应力也会加快钢筋混凝土塔壁的裂痕。
　　3.2  回水问题
　　冷却塔收水器在运行过程中因为维护和管理不当会造成收水器的脱落损坏，从而导致回水量减少和回水率偏低。较少的回水量和较低的回水率会提高回水中的含碱量和回水温度，极易导致菌类超标和水垢量增加，加快凝汽器的腐蚀程度。如果回水系统回水不及时会影响冷却塔循环降低冷却效果，平时要加强对冷却塔喷嘴的维护，及时清理杂物淤泥，定期检查塔内装置，及时进行维护和更显。另外，为降低回水问题造成的不利影响，在循环水中要及时添加酸或二氧化氯等药品来清除水垢和降低腐蚀程度，但无疑增加了运营成本，影响生态环境。另一方面，还要对循环系统进行及时补水，无疑也会增加补水泵的耗电量，同时耗费的酸等添加剂成本也是巨大的。
　　3.3  结冰问题
　　结冰也是冷却塔在冬季经常出现的一个问题，当冷却塔被冰块覆盖时会导致其降温性能大大降低，要解决结冰问题，一方面要优化混凝土构筑材料配比，使用高性能混泥土材料，使用添加剂形成结晶体保护层来抵御冬季结冰，改善抗冻防渗性能;另一方面要优化冷却塔内部装置，对塔内容易结冰部位进行淋水防冻，使用管式配水保证喷嘴畅通和高效，提高防冻效果。
　　3.4  运行方面
　　各电厂在运行过程中对冷却塔不够重视，维护不及时，缺乏专业技术人员，一般由其它工作人员兼顾维护，导致出现问题不能及时发现，影响降温处理的效率和效果。需要注意的是，用电高峰要保证火电厂的正常供电，并选择合适的冷却塔运行模式，防止水槽出现配水不均匀现象，提高降温性能。
　　4  解决冷却塔存在问题的有效对策
　　4.1  解决腐蚀问题
　　首先要使用高性能混凝土，提高混凝土密度，提高冷却塔防腐性能。另外，对于旧塔腐蚀可以采用喷砂除去旧防腐层和疏松砼表层，用水淋冲洗2-3遍后使用喷灯烤干。新塔的防腐层要使用酸性化学物质将碱消除干净。
　　4.2  解决回水问题
　　要解决冷却水效果不佳和回水率偏低问题，要设立专门冷却塔维护人员，对冷却塔设备进行统一管理，及时检修和维护，彻底从根源上杜绝喷嘴堵塞而降低冷却效果的问题，以及因为收水器管理不当、损坏、脱落造成的会水量减少和回水率偏低問题。
　　4.3  解决冷却塔结冰问题
　　内部结冰预防可以通过增加循环水泵来提高循环水流量来解决;外部结冰预防通过加大冷却塔外围淋水密度和在塔筒内壁增加防冻管等措施来缓解;或者塔体下部加设玻璃钢挡风板，并在钢丝网外侧安装压力水管及时进行喷雾，当外界环境温度较低会喷雾在钢丝网上形成冰膜，环境温度升高冰膜融化从而提高冷却效果。
　　4.4  解决运行效率低下问题
　　循环水供水时多时少会影响水槽的配水均匀性，要根据火电厂的特点科学的选择冷却塔运行方式，比如通过几台机组共用一座冷却塔，或优化冷却水塔上水方式，来避免水槽配水不均匀现象，最大限度的防止水槽结冰和损坏。
　　5  结语
　　冷却塔是火力发电生产的重要设施，高度重视冷却塔运行中存在的问题，并采取有效措施进行预防和处理，一方面要优化改良冷却塔塔身和塔的内部关键装置，一方面要引进和应用先进技术和工艺，结合火电厂实际生产要求安装节能器、监控器等设备，实现冷却塔的集控化管理和运行，对冷却塔循环系统实时监控预警，及时解决运行中存在的问题，提高冷却塔降温效果，为火电厂发电设备正常高效运行提供可靠的保障，从而满足火电厂电力生产的需要。
　　参考文献：
　　[1] 夏莉，杨卫波.横流式冷却塔的研究现状及其应用中的关键问题[J].制冷与空调（四川），2018（4）：372～379.
　　[2] 曹德铭，郭赉佳.火电厂GEA冷却塔节能优化全程控制策略[J].能源与节能，2014（10）：85～86+105.
　　[3] 陈卫梅，丁立，荆建平.浅谈优化火电厂循环水处理策略[J].中国新技术新产品，2012（7）：137.
转载注明来源:https://www.xzbu.com/1/view-14956882.htm