逆流式双曲线自然通风冷却塔工艺结构

逆流式双曲线自然通风冷却塔工艺结构2016-05-10万大伟1淋水装置淋水装置的作用是将进入其中的热水多次溅散成水滴或形成水膜，大大地增加水和空气的接触面积和接触时间，同时增加了水和空气的热交换强度。水的冷却过程，主要是在淋水装置中进行的。因此淋水装置是冷却塔主要的部件。根据水在淋水装置中被淋洒成的冷却表面形式，一般可将淋水装置分为点滴式、薄膜式和点滴薄膜式三种类型，每一种型式的淋水装置，可以由不同的断面形式、尺寸、排列方式和间距组成，也可以用不同的材料制作。在选用淋水装置的型式时，应首先采用具有高的冷却能力，即在淋水密度和空气重量速度相同的条件下具有较大的容积散质系数，并且具有较小的通风阻力损失。此外，还必须考虑一些其他的指标，如制作淋水装置的材料是否容易取得和单位冷却能力的材料消耗指标是否较低；再如淋水装置的耐久性、强度、重量、润湿性、安装维修的难易程度以及对酸碱等化合物浸蚀作用的抵抗能力等。1．点滴式淋水装置早在五十年代冷却塔淋水装置大都采用木板条做成，由水平或倾斜布置的矩形或三角形板条按照一定的间距排列而成为点滴式淋水装置。为便于鉴别和寻求布置合理的淋水装置，应对水在点滴式淋水装置中的散热情况有一概略的了解，水在淋水装置中的冷却。主要依靠以下几部分表面散热：、层掉落在下层板条上的环绕板条流动时在板条周围形成的水膜表面散热；层板条下部形成的大水滴，在重力作用下往下层掉落的过程中大小水滴表面散热；掉落到下层板条上；被溅散成许多小水滴，小水滴表面的散热。从实验可知，水滴的散热起主要作用，一般约占全部散热量的60～75％，而在大小水滴中，大水滴的散热作用不大；其次是水膜散热，约占26～30％。影响上述三部分冷却表面积大小的主要因素是：淋水装置中板条的断面型式、纵横方向的间距、水力负荷及空气流动速度等。对于一定断面型式和搁置方式的淋水装置，提高淋水装置中的空气速度，可以增加淋水装置的冷却能力，但空气速度过大，使大量细小水滴随高速气流吹出塔外，增大了水量损失，并增加动力消耗，逆流式双曲线自然通风冷却塔中的风速可采用0.5~1.5m/s水力负荷的大小会影响冷却表面积，水力负荷过小则不可能在板条上形成水膜，大小水滴的数目也减少，过大的水力负荷则会在淋水装置中产生由上向下倾的流速，使冷却表面积减小。随着冷却塔技术的不断发展，木板条由铅丝网水泥板、石棉水泥板等替代，七十年代初采用了铅丝网水泥格网板作填抖，由于其冷效较好、通风阻力较小、材料强度高、取材容易、使用耐久等优点，曾被广泛得到采用。2.薄膜式淋水装置薄膜式淋水装置由倾斜或垂直的薄膜板构成，水流在薄膜板上形成一层很薄的水膜，水膜与空气接触和蒸发而散热是薄膜式淋水装置散热的主要部分，约占全部散热量的70％。为了在膜板上形成良好的水膜，要求制作膜板的材料具有一定的亲水性，以往常用的材料为木材和石棉水泥板，还有蜂窝纸等。近十几年来随着新兴的塑料工业的发展，塑料已被广泛的用作制作淋水装置的材料，为了尽可能增大板面的表面积，塑料板做成了各种各样的形状，近年来国内较多的用于双曲线冷却塔的的改性聚氯乙烯塑料做成的淋水填料，厚度仅为0.4mm，由于该填料具有轻型化、制造工厂化、安装方便等优点，故愈来愈得到广泛的应用。2配水系统配水系统应保证在一定的水量范围内配水均匀，同时应便于维护管理和水量的调节，配水系统的结构还应具有较小的通风阻力。逆流式冷却塔配水系统分为槽式（无压式〕和管式（有压式〕两种，因考虑维护方便，供水压力低，国内双曲线冷却塔以往多数采用槽式配水。近十几年来大型逆流式冷却塔已经采用管式或管槽结合的配水型式。槽式配水系统对大型冷却塔来说可分为主水槽，分水槽、配水槽。循环水压力管道通过淋水装置下部的空间接至配水竖井，竖井上部开孔与各主水槽相连，主水槽与分水槽相连，分水槽再与配水槽相连，均用钢筋混凝土制作。水槽的布置应考虑下列几个条件。1)水槽最远一点的水位落差不大于水槽水深的10～15％，对落水密度的均匀分配影响不大，主水槽起始断面流速宜采用0.8～1.2m/s，配水槽起始断面流速采用0.5～0.8m/s。2)水槽橹网的空气阻力要小，当流量较大时，可用加高水槽的方法解决。而保持槽宽不过大。3)当进入冷却塔的水量较小时，配水槽的水深应大于溅水喷嘴内径的6倍，且不得小于0.15m。4)溅水槽的中距应考虑溅水碟溅散的水花应与邻近溅水碟溅散的水花交叉，以使淋水分配均匀。溅水碟间距一般为1m左右。管式配水系统应符合下列要求：1)配水干管起始断面设计流速宜采用1.0～1.5m/s。2)利用支管使配水干管连通成环网。3)配水干管的末端必要时应设排污管。配水竖井应有放空措施。配水竖井内应保持水流平稳，不产生旋流。根据经验，竖井内上升流速不宜大于0.5m/s。3空气分配装置冷却塔空气分配装置是保证空气均衡分配的主要设施，并对冷却效率有直接的关系，故该问题至关重要。双曲线冷却塔的空气分配装置由进风口，空气分配区，隔风板及导风檐等组成。双曲线冷却塔进风口高度一般根据进风量选定，由于冷却塔所需进风量随淋水装置面积的增大成正比例增加，而进风口周边长度与淋水装置面积仅成平方根增长的关系，大型冷却塔因周边增大而加大进风口的面积远较淋水面积的增大来得慢，故大型双曲线冷却塔宜采用较高一些的进风口高度，以免进风阻力增大而影响进风量和冷却效率，但进风口高度过高，供水高度将增加，动力消耗将增大。水利水电科学研究院冷却水研究所在《元宝山电厂冷却塔气流试验报告》中认为进风口高度的大小，对冷却塔内气流分布均匀性及阻力大小关系极大，采用进风口面积与淋水面积之比0.4较合适。同时为消除进风口处气流旋祸，加设导风檐，情况将大为改善，阻力系数可降低10％左右。导风装置有导风板，隔风板，使进入塔内的空气导向淋水装置冷却塔冬季结冰给运行上带来很大困难，由于进风口为冰块封堵，严重影响了空气进入量，冷却效率降低和水温增高，并由于结冰增加的荷重往往使塔内淋水装置断裂，严重者还会造成淋水装置局部倒塌的事故。影响电厂安全运行，寒冷地区消除冷却塔冬季结冰是一项重要的课题。冷却塔结冰的原因是少量的水流与大量的冷空气相接触所致，在水流较大的部位甚至严寒的天气里也不会结冰。为防止双曲线冷却塔冬季结冰带来的危害，可采取各种措施，现分述如下：1）分片集中供水：关闭中间配水槽的进水，以增大外围的落水密度减少外围结冰机会和冷空气的进入量，增大的淋水密度应不少于5t/m2/h，冷却水温度保持在10～12°C为宜。2）于塔内壁下缘设环状防冻热水管，由进塔循环水引来，不经淋水装置直接流向集水池，以阻止风口结冰。3)在塔内壁下缘设环状档水檐、以截住沿塔壁内部流下的细小水流。使其远离风口下落，不使风口结冰。4)进风口处悬挂挡风板，以调节冷空气进入量，阻止过多的冷空气进入塔内不使水温过低造成结冰现象。4通风筒、集水池双曲线冷却塔自底部至塔顶分为五部份：环形基础、人字形支柱、环粱，塔壁及刚性环。一般中小型塔环形基础为倒T字形断面。T字形翼缘置于底部，腹板兼作集水池的池壁。人字柱为正方形或正多边形，人字柱成对置于环形基础之上。环梁为塔壁下部的加筋环，并支持于人字柱之上。支柱环之上为塔壁本体。塔顶为加筋的刚性环，即冷却塔热空气出口。为了防止塔壁混凝土受凝结水浸蚀冻融而破坏，塔壁内表面喷涂防腐涂料，塔壁外表面则喷以水泥砂浆。塔顶刚性环一般设有检修平合。塔顶有通行步道和栏秆。并设有检修起吊孔洞，并装设避雷针。集水池是用以收集从淋水装置下落水流，并使冷却塔存贮一定水量以使在补充水事故时可以继续运行，集水池位于整个冷却塔下部，通常集水池是利用基础环作为池壁，而内部则做钢筋混凝土的水池底板。5除水器冷却塔投入运行后，从塔中飘逸出来的飘滴除造成水的大量损失外，对环境的危害也日益严重，尤其寒冷地区的一些带冷却塔的火电厂都曾因冷却塔飘滴造成过对周围环境不同程度的危害。有的引起室外配电装置闪络造成停电事故；有的在塔周围形成降水，路面结冰，给居民生活带来困难，严重的还影响交通安全，造成车祸。为了防止飘滴对环境的危害，在塔中装设除水器是简易可行的措施。我国自七十年代后期对双曲线冷却塔装设除水器，做了大量的试验研究工作。取得了显著成果，基本解决了大型自然通风冷却塔的飘滴危害。目前较为广泛采用的除水器为波形除水器，有许多种不同的片型尺寸，材料为聚氯乙烯和玻璃钢两大类，，收水效率均在80％以上，通风阻力约为0.1mm水柱，粒径大于100的飘滴基本备截留。自然通风冷却塔装设除水器后效果有以下几个方面：1)改善了周围环境，利于人民生活和交通运输，提高了生产安全性。2)节约了水量，安装除水器后，可以有效地减少飘滴损失水量。按惯用的风吹损失水量占循环水量0.5％计算，一台20MW机组配用自然通风冷却塔，每小时风吹损失水量约150吨，安装除水器后，除水效率按83％计，每年可减少风吹损失水量约87万吨。3)为改善厂区布置、节约投资和运行费提供了条件，安装除水器消除了飘滴的危害，冷却塔可以向主厂房及厂内其他建筑物靠近，可节约管沟投资，节省动能消耗，厂区布置也更加紧凑除水器均采用无粘结的多片组装结构，片间用拉杆连接并用撑板和定位圈保持片的间距，组合块结构稳定，拆装方便。目前安装方法一般有两种，直接搁置在配水槽上，优点是易施工但清理水槽略受影响。另一方法是嵌入配水槽间，可减少除水器用量，便于清洗水槽但需支撑件。管式配水系统除水器搁置在悬吊配水管的钢筋混凝土次梁上。