双曲线冷却塔喷淋冷却装置的研究应用
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有关火力发电厂循环冷却水系统的设计分析【摘要】循环冷却水系统是火力发电厂的重要部分,其工艺与流程设计的好坏,直接决定着火电厂运行效率的高低。
本文作者基于多年的实践经验,以参与的某发电有限公司闭式冷却塔系统设计为例,基于目前我国循环冷却水技术现状,对火力发电厂循环冷却水系统设计进行优化探讨,以期在实际工作中具有借鉴作用。
【关键词】火力发电厂;循环冷却水系统;设计分析中图分类号:tm621文献标识码: a 文章编号:前言火电厂循环冷却水处理工作的好坏,对火电厂的安全经济运行有重要影响,将直接关系到电厂的节能、降耗。
已有实践证明,通过优良的水质稳定剂、加强运行监督外,提高运行人员的素质等措施,可以在一定程度上提高循环冷却水系统性能,做好循环冷却水处理工作。
但是,循环冷却水系统在火力发电运行过程出现的能源消耗、废水处置、大量资金耗费等问题,依然是目前发电行业中有待解决的难题。
如何基于目前我国循环冷却水技术现状,对火力发电厂循环冷却水系统设计进行不断优化,是值得每一个设计人员进行深入探讨的问题。
1. 发电厂循环冷却水系统组成及流程循环冷却水系统包括循环冷却水泵、冷却构筑物、循环水池及循环水管网。
该系统运行时,循环冷却水送至各生产车间供生产设备冷却用水,经过冷却设备的循环用水,利用循环水泵的余压送至冷却构筑物,冷却后的水流至循环使用。
为确保该系统良好、稳定的运行,一般在系统中设置了旁滤和加药装置。
系统循环水路线为由水塔经滤网经循环水泵至凝汽器最后返回水塔,循环水在进入汽机房后一路供凝汽器,另一路供开式冷却水系统,其回水送至凝汽器回水母管,返回水塔。
供水流程图如图1所示。
2. 火力发电厂循环冷却水系统的设计优化分析2.1冷却塔设计优化循环冷却水系统中主要设备之一是冷却塔。
循环水经过凝汽器后水温会升高,必须经冷却塔降温后达到水的入口温度,从而使水不断循环经过凝汽器,达到循环使用和冷却工艺介质的目的。
在冷却塔中,热水从塔的上部向下喷淋后呈图1 系统循环水路线水滴或水膜状,空气则由下向上与水滴或水膜逆向流动,或水平方向交流流动,空气与水接触过程中,通过对流传热或蒸发传热的方式进行热交换,达到降低水温的目的。
ISSN 1009-8984CN 22-1323/N长春工程学院学报(自然科学版)2018年第19卷第2期J.Changchun Inst.Tech.(Nat.Sci.Edi.),2018,Vol.19,No.2 12/3243-46doi:10.3969/j.issn.1009-8984.2018.02.012基于Midas的双曲线型冷却塔有限元对比分析收稿日期:2018-03-29作者简介:何文安(1979-),男(汉),吉林九台,高级工程师主要研究发电厂结构设计。
何文安1,刘 娜2(1.中国电建集团吉林省电力勘测设计院有限公司,长春130022;2.长春工程学院,长春130012)摘 要:结合工程实例,采用Midas有限元软件对双曲线型冷却塔进行有限元建模及结构分析,并与冷却塔专业电算程序LBS的计算结果进行对比。
结果表明:两种计算方式的计算结果趋势一致,在壳体中间部位结果比较接近,但在上下环梁附近内力差异很大。
自重工况下,Midas的计算结果整体比LBS结果偏小,在上下环梁附近偏差明显;风载工况下,Midas薄膜力结果计算值整体偏小,弯矩、扭矩和剪力结果计算值整体偏大,且所有内力值在边界处差别很大;温度荷载工况下,Midas的计算结果与LBS结果相比基本一致,只是在上下环梁附近有稍许差异。
关键词:双曲线型冷却塔;Midas;位移;应力;内力中图分类号:TM621∶TU33文献标志码:A 文章编号:1009-8984(2018)02-0043-040 引言双曲线型冷却塔是火力发电厂二次循环冷却系统的重要构筑物,主要由基础、斜支柱和塔筒三部分组成。
国内对冷却塔的结构分析计算,在20世纪70年代以前,主要基于旋转壳无矩理论采用手工计算;70年代以后,冷却塔研究者相继编制了一系列冷却塔计算程序,成为国内电力设计院进行冷却塔结构设计的重要工具,但程序交互能力差,且较少采用其他程序进行对比计算。
由于目前设计的冷却塔不断向超高超大型发展,使用单一电算程序显得不够可靠,而随着有限元通用软件日益发展成熟,CAE仿真分析已成为研究冷却塔结构位移、应力和内力分布规律的重要方法[1-4]。
双曲线冷却塔施工方案引言冷却塔是工业领域中常见的设备,用于降低水温或冷却工艺过程中产生的热量。
双曲线冷却塔具有结构简单、运行稳定等优点,因此在工程领域中得到了广泛应用。
本文将详细介绍双曲线冷却塔的施工方案,包括工程准备、施工流程、质量控制等内容,旨在提供一份全面的指导,确保冷却塔的施工质量和安全。
工程准备设计方案确认在开始施工前,需要与设计方案的负责人确认双曲线冷却塔的设计方案。
确认包括但不限于以下几个方面: - 冷却塔的尺寸和形状 - 冷却介质的流量和温度 - 冷却效果要求 - 环境要求和周围设备的布置施工材料根据设计方案和预算,准备好所需的施工材料,包括但不限于以下几个方面:- 钢结构材料:用于支撑和固定冷却塔的主体结构 - 冷却填料:用于增加冷却塔的表面积和提高冷却效果 - 水泵和管道:用于流动冷却介质 - 电气设备:用于控制冷却塔的运行和监测工程人员准备确定施工团队的人员配置和工作任务分配,确保每个人员具备相关的技能和经验。
人员准备包括但不限于以下几个方面: - 工程经理:负责全面控制和监督冷却塔的施工工作 - 施工工人:负责具体的施工操作,如钢结构安装、填料布置等 - 电气工程师:负责冷却塔的电气设备安装和调试施工流程场地准备在施工前,需要对施工场地进行清理和平整,确保没有障碍物和安全隐患。
同时,需要根据冷却塔的尺寸布置好支撑结构的基础。
钢结构安装根据设计方案和施工图纸,进行钢结构安装。
具体流程包括以下几个步骤: 1. 安装主体结构:根据图纸指引,将钢柱和钢梁等部件进行组装和连接,确保结构稳固。
2. 安装平台和护栏:根据设计要求,安装各级平台和护栏,确保工作人员的安全。
填料布置填料是提高冷却塔效果的重要组成部分,准确布置填料对于冷却塔的性能有着重要的影响。
填料布置的具体流程如下: 1. 选择合适的填料材料:根据设计方案和预算,选择合适的填料材料,如喷淋式填料或者湿式填料。
2. 填料的安装和固定:根据设计方案,将填料逐层铺设在冷却塔中,并采取必要的固定措施,确保填料的密度和稳定性。
·设计技术·吴泾电厂八期工程9000m2冷却塔结构设计探讨Inquiry into Design of Structure of9000m2Cooling Tower inW ujing Power Plant,Phase8Project董胜宪(华东电力设计院,上海市,200063)[摘 要] 吴泾电厂八期工程规划容量为4×600M W,配4座淋水面积为9000m2的逆流式双曲线形自然通风冷却塔,采用正方形布置,塔之间的中心距离均为1.5d。
因种种原因,在1号、2号冷却塔塔筒结构设计中,未考虑塔群效应。
由华北电力设计院和北京大学力学系共同完成的“大型冷却塔塔群风压分布”研究结果表明,吴泾电厂八期4座冷却塔正方形布置,塔群效应是确实存在的,应该引起工程设计人员及各级领导的足够重视。
建议今后在修订国家有关规范和规定时,一定要把塔群效应因素写上去。
[关键词] 冷却塔 结构设计 塔群布置 塔群效应1 工程概况吴泾电厂八期工程规划容量为2400M W(4×600M W燃煤机组)。
分2次建设,本次先安装2×600M W,称为吴泾八期1号、2号机工程。
电厂采用二次循环冷却水系统,根据当地的气象条件及汽轮机凝汽排气情况,每台600M W机组配1座淋水面积为9000m2的逆流式双曲线形自然通风冷却塔。
冷却塔通风筒采用双曲线形现浇钢筋混凝土结构,塔顶标高150.601m,基础底标高-3.50m,喉部标高119.843m,进风口标高9.80m,塔顶中面半径34.984m,喉部中面半径33.00m,壳体底部(进风口处)中面半径54.21m,壳体最小厚度0.21m,最大厚度0.85m,是我国目前最大的冷却塔之一。
我参加了该冷却塔结构部分的初步设计,后来又负责冷却塔塔筒和塔基的校核工作,1998年年底1号冷却塔土建施工已至塔顶,2号冷却塔施工至下环梁,目前仍在紧张施工。
吴泾八期工程由于场地比较狭窄,本次先安装2×600M W,还要预留2×600 M W的位置,总平面专业和工艺专业从他们的角度出发,4座冷却塔集中在一起,采用正方形布置方案,塔与塔之间的中心距离均为1.5d。
双曲线冷却塔喷淋冷却装置的研究应用
作者:王云英
来源:《中国科技博览》2017年第27期
[摘要]对4#冷却塔喷淋冷却装置进行了改型,将其填料更换为“S”波形PVC新型填料、收水器更换为玻璃钢波形Bo42-145A型收水器、喷头更换为反射Ⅲ型PVC喷头,更换后,冷却塔淋水细密、均匀,效果良好,真空明显提高,循环水进水温度较更换前降低11℃,机组汽耗率降低,内效率提高,大大降低了生产成本。
[关键词]双曲线冷却塔喷淋装置研究与应用
中图分类号:TK264 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2017)27-0137-01
一、双曲线冷却塔工作原理
双曲线自然通风冷却塔靠塔内外的空气密度差或自然风力形成的空气对流作用进行通风,利用水和空气的接触,通过蒸发作用来散去工业上或制冷空调中产生的废热的一种设备。
工作原理:汽轮发电机组凝汽器的出水经过循环水泵输送至冷却塔的中央竖井,再经过配水系统和喷溅装置均匀分配到填料层,通过填料层后的水流大多变成了均匀分布的连续的滴状,最后落入集水池并排出。
与此同时,外界的冷空气由进风口进入冷却塔,冷空气在冷却塔的进风口和出口之间的压差、内外温差以及冷却塔因特有的形状而产生的压差三者的抽力作用下,在上升过程中与下落的水滴直接进行热和质的交换,热水的一部分热能被冷空气带走,同时一部分热水蒸发成蒸汽而随空气一同排出,热交换和质交换的最终结果是热水的温度下降,经过循环再次进入凝汽器。
二、项目实施原因
热电公司4#冷却塔为双曲线自然通风冷却塔,高度42米,淋水面积600m2,冷却水量为3780m3/h,填料为塑料台阶式梯形斜波淋水填料,三层,厚度1.25米,填料体积为840m3。
4#冷却塔自2003年投运未更换填料,冷却塔填料堵塞严重,喷头破损脱落严重,收水器、分水槽破损,造成循环水温度过高,冷凝器真空恶化,汽轮机汽耗率升高,从而引起发电标煤耗的升高,鉴于以上诸多情况,需要对4#冷却塔填料、喷头、收水器进行更换。
通过网络查询、与生产厂家咨询,塑料台阶式梯形斜波淋水填料属淘汰产品,“S”波形PVC填料作为新型填料、玻璃钢波形Bo42-145A型收水器、、反射Ⅲ型PVC喷头已被广大用户所认可,在2013年5月3日-5月18日,将4#冷却塔的喷淋系统进行了改型更换,塑料台阶式梯形斜波淋水填料更换“S”波形PVC填料;玻璃钢波形160-45型收水器更换为Bo42-145A 型PVC收水器;TP-Ⅱ型喷头更换为反射Ⅲ型PVC喷头。
三、新型喷淋装置的主要技术性能
1、“S”波形PVC填料主要技术性能
“S”波形PVC填料具有水膜均匀、亲水性好、风阻小、散热系数高等特点,具有安装简便、稳固耐用的使用性能。
是目前双曲线自然通风冷却塔使用最广泛的填料。
“S”波淋水填料充分利用梯形斜波的合理设计原则,同时增加水膜截流的次数,使水膜多次重分配且更趋于均匀。
增加竖向凸纹滞留波,提高水膜横向扩散能力,使在填料中水气热质交换更充分,使水膜下泄速度减缓,延长热质交换时间,提高冷却效果。
填料片距大,单位体积重量轻,可防止污染物堵塞。
水气接触面积大,流程长,横向扩散能力强,使水膜分布更均匀。
组装质量轻,载荷强度高。
图1为新型“S”波形PVC填料与塑料台阶式梯形斜波填料的对比。
一般塑料填料的层面受施工踏踩极易变形倒伏、封堵通道,而填料底面则受支承反压易于扭曲、塌陷、直至坠毁,严重影响了淋水填料的冷却效能及使用寿命。
而“S”波形PVC填料采用片边局部加厚技术,有效克服了这一长期困扰塑料临水填料的薄弱环节,它以有偿到片边这一关键的易损部位,取得了事半功倍的效果,使组装块的使用性能获得了本质的提升。
2、Bo42-145A型PVC收水器的主要技术特性
Bo42-145A型PVC收水器具有收水效率高、气流阻力小、强度高不变形、安装维修方便、使用寿命长阻燃性好等优点。
BO42-145A型PVC收水器采用高强度挤出成型技术,有效避免热压成型遭遇的二次热老化现象,彻底消除热压成型产生的残余内应力,确保片型的长期稳定,合理调剂材料量的断面分布,加强薄弱环节的片边加厚技术——不等厚片型设计,符合高效、低阻、耐用、省料原则,片厚的等侯段为0.8,加厚段为1.8,拉伸强度(纵向)大于40,悬臂梁冲击强度高,除水效率高达90%。
3、反射Ⅲ型PVC喷头的主要技术特性
反射Ⅲ型PVC喷头的溅散元件由上下相对的两个溅散盘所组成。
喷出水柱冲击下盘并向盘周扩散,部分水束通过下盘齿、槽以平缓的角度向四周溅出;其中特别上翘的水束则射入上盘盘面,再经下扣的上盘齿、槽,以多种角度作向下的二次(反射)溅散,藉此改善喷溅装置普遍存在的中空现象,最终取得喷溅形态的多样性、立体化效果。
四、应用情况及效果
经过15天的施工,拆除旧填料840m3,全部更换为“S”波形PVC填料;更换玻璃钢波形160-45型收水器565m2;更换¢24TP-Ⅱ型喷头750个。
同时对破损的分水槽进行了修复,对腐烂的护栏进行了更换,对水池内的淤泥进行了清理。
通过更换喷淋装置前后的运行参数对比来看,更换喷淋装置后,4#冷却塔淋水细密、均匀,效果良好,真空提高0.0043Mpa,同时循环水进水温度平均降低11℃,机组汽耗率降低0.3kg/kwh,机组内效率较大修前提高1.04%,总效率提高1.13%,使用效果良好。
五、新型喷淋装置应用后效益分析
4#冷却塔喷淋装置更换后真空提高了4.3Kpa,凝汽器真空每上升4KPa,机组煤耗降低约12g/kWh,4#机负荷按14000kw/h计算,则每天可节约标煤14000*24*12=4.032t,标煤按500元/t计算,每天节约成本2016元,年可节约成本70万元。
六、推广应用前景
“S”波形PVC填料、Bo42-145A型PVC收水器、反射Ⅲ型PVC喷头成为塑料冷却塔喷淋冷却装置耐压性能的重大突破,是攻克塑料冷却塔喷淋冷却装置薄弱环节的王牌产品,是首家独创局部专利技术。
“塑料冷却塔喷淋冷却装置适用于任何形式的冷却塔。