自然通风高位收水冷却塔收水装置的数值模拟和优化研究

循环冷却塔优化改造及应用冷却塔是一种常见的工业设备，用于降低工业生产过程中产生的热量。

冷却塔的主要原理是利用气流和水流进行传热，实现热能的散发和散热。

然而，在实际应用中，冷却塔存在一些问题，需要进行优化改造，以提高其效率和降低能源消耗。

首先，冷却塔的优化改造可以从结构上入手。

传统冷却塔通常采用纵横错列的水和风流方式，但这种方式存在一定的局限性。

新型的冷却塔可以采用紧凑型结构，以增加传热面积，提高传热效率。

此外，可以在冷却塔内部设置导流板或填料，以增加水和空气的接触面积，提高散热效果。

同时，可以采用变风量或变速风机，根据实际需求调节风量，以减少能耗。

其次，冷却塔的改造还可以从水系统入手。

传统冷却塔通常使用自来水作为循环水，这不仅浪费资源，还会增加处理成本。

因此，可以考虑使用再生水或回收水作为循环水，以降低成本和环境影响。

此外，可以考虑使用化学添加剂，以防止水垢和生物污染，保持水质的稳定性。

还可以采用多级循环水系统，提高冷却塔的冷却效果。

第三，冷却塔的改造还可以从能耗方面入手。

可以采用节能设备，如能源回收装置、变频器等，以最大程度地减少能源消耗。

可以优化冷却塔的工作参数，如水温、风速、循环水流量等，以避免能源浪费和不必要的能量损失。

此外，可以采用智能控制系统，根据实时数据和需求，自动调节冷却塔的工作状态，以提高能效。

最后，冷却塔的优化改造可以结合其他工艺和设备，实现整体优化。

例如，在冷却塔系统中加入烟气余热回收装置，将烟气中的热能利用起来，进一步提高能源利用效率。

可以与冷却塔相配套使用高效的冷却设备，如高效换热器、压缩机等，以提高整个冷却系统的效率。

循环冷却塔优化改造的应用广泛。

在石油化工、电力、制药、钢铁等行业，冷却塔是常见的设备之一、通过优化改造，可以提高冷却塔的散热效果，减少冷却水和能源的消耗，降低生产成本，提高产品质量。

此外，冷却塔的优化改造还可以应用于建筑空调系统、电子设备冷却等领域，以满足不同行业和领域的冷却需求。

配置高位收水冷却塔火电厂循环水泵选型研究马志强摘要：配置高位收水自然通风冷却塔火电机组，其出塔水压较常规塔要高14m左右，这造成配套的循环水泵与常规塔循环水泵在选型及其泵房设计上有许多不同之处。

本文通过对某火电工程循环水泵选型方案（立式斜流泵、立式蜗壳泵、卧式中开泵）进行经济、技术比较，给出配置高位收水冷却塔火电厂循环水泵泵型推荐方案。

关键词：火电机组; 高位收水自然通风冷却塔; 循环水泵; 立式斜流泵; 立式蜗壳泵; 卧式中开泵前言近年来新建百万级燃煤电厂越来越多，在国家节能减排的大背景下，高位收水自然通风冷却塔（以下简称高位塔）以其显著的节能降噪优势越来越受到燃煤电厂的青睐，得以广泛应用。

对百万千瓦火电机组高位塔，其出塔水压较常规塔要高14m左右，这是高位塔节能的来源，同时又造成高位塔配套的循环水泵与常规塔循环水泵在选型及其泵房设计上有许多不同之处，循环水泵合理的选型与泵房设计对高位塔乃至整个循环水系统的安全可靠运行起至关重要的作用。

本文通过对某电厂工程循环水泵选型方案进行经济、技术分析比较，给出配置高位塔火电厂循环水泵选型方案。

1概述某电厂位于广东北部山区，拟新建两台1000MW超超临界二次再热燃煤机组，根据厂址条件，拟采用配置高位塔的二次循环冷却水系统。

循环水泵房布置于冷却塔区域，每台机组设泵房一座。

经过冷端优化后的循环水系统推荐每台机组配置3台33.3%容量的循环水泵，不设备用。

每台泵额定参数为：Q=10.46/9.3m³/s，H=20.2/16.5m，N=2700/2100KW。

2循环水泵选型的基本原则和要求火电厂选择循环水泵应该遵循以下几点原则:1) 当汽轮机以额定工况运行时，应满足对凝汽器乏汽的冷却循环要求，并保证循环水泵尽量在设计工况点附近运行。

2) 所选水泵的Q—H 曲线要平缓，保证水泵在流量变化较大时，仍然有足够大的出力。

3) 流量和扬程要留有一定的富裕量，不能过大或者过小: 富裕量过大会造成水泵实际运行时工况点偏离最佳工况点，水泵的效率低下; 富裕量过小容易满足不了出力的要求。

冷却塔的气流优化技术冷却塔的气流优化技术是通过改善冷却塔内部的气流动态，提高冷却效率和能耗效益的方法。

以下是一些常见的冷却塔气流优化技术：1. 安装气流调节装置：如气流导流板、风道导流器等，用于改变气流的方向和速度，减少气流的逆流和漏流，提高冷却效率。

2. 增加湿帘和风扇的数量：湿帘和风扇是冷却塔的主要组成部分，增加其数量可以提高冷却塔的通风量和冷却效率。

3. 优化冷却塔的布局：合理设置冷却塔的进风口和出风口的位置和数量，以及进出风口的形状和尺寸，可以改善气流的流线形态，减小气流的阻力和压降，提高冷却效率。

4. 提高冷却塔的换热面积：通过增加冷却塔的管道长度、扩大管道的内径或增加填料层数等方式，增加冷却塔的换热面积，提高冷却塔的冷却效率。

5. 使用高效节能设备：如低噪音高效风扇、高效节能冷却塔填料等，可以降低冷却塔的能耗，提高能耗效益。

需要根据具体的冷却塔结构和工况情况选择和应用上述技术，以达到最佳的气流优化效果。

冷却塔的气流优化技术主要包括以下几个方面：1.喷淋系统优化：通过调整喷头位置和喷水量，使得喷水能够均匀覆盖冷却填料表面，减少水分集中和局部干燥现象，提高换热效果。

2.风向导流板的设计：在冷却塔进风口和出风口设置风向导流板，以引导空气流经填料层，并且降低气流的扩散，增加接触填料的时间，提高冷却效果。

3.排气风机的优化：采用高效率排气风机，能够提高冷却塔内部的气流流速，增加导风效果，加强热负荷带走，提高冷却效果。

4.减少漏风：通过检查和维修冷却塔的密封和连接部分，减少气流的漏风现象，提高效率。

5.控制空气湿度：通过控制冷却塔的进水流量和喷淋水量，可以控制冷却填料的湿度，以提高冷却效果。

6.增加填料层数：增加填料层数可以增加填料表面积，增加空气接触面积，提高冷却效果。

以上是常见的冷却塔气流优化技术，通过采用这些技术，可以提高冷却塔的换热效果，减少能耗。

进风调节装置对自然通风冷却塔的性能影响发布时间：2021-07-26T16:06:23.850Z 来源：《基层建设》2021年第13期作者：蒋林峰[导读] 摘要：文章以某电厂600MW机组的自然通风湿式冷却塔加装一种进风调节装置为研究的UI小，研究了进风调节装置在不同环境温度下对冷却塔运行性能的影响。

身份证号码：33010619830823XXXX 摘要：文章以某电厂600MW机组的自然通风湿式冷却塔加装一种进风调节装置为研究的UI小，研究了进风调节装置在不同环境温度下对冷却塔运行性能的影响。

关键词：进风调节装置；自然通风；冷却塔；性能影响自然通风冷却塔作为火电厂冷却系统的重要设备之一，冬季常常会出现结冰现象，严重影响冷却塔的安全运行；另外，在防止冷却塔结冰的同时，尽可能降低出塔水温、降低凝汽器真空，来提高机组运行的经济性，因此，加装一套进风调节装置，可以实现防冻降温一体化。

1数值模拟自然通风逆流湿式冷却塔的冷却过程：循环水在填料层表面形成水膜，并沿着填料从上往下流动，与空气进行换热，循环水离开填料层后经过雨区落到集水池中。

因此，循环水采用离散相模型，在填料区则通过用户自定义函数来优化换热计算。

而空气侧的湍流模型采用稳定性较好、具有相当计算精度的标准k-ε模型，并且添加浮力项的影响，压力和速度的耦合方法选用SIMPLE算法，对流项的插值方法则选用对流动和四面体网格具有很好适应性的二阶迎风差分格式。

1.1气液耦合计算方法循环水从喷水面射入，选用离散相模型进行离散相与连续相之间的耦合计算，其中，空气为连续相，采用欧拉法直接求解时均N-S方程，水侧为离散相，采用拉格朗日法求解运动方程。

FLUENT按照亚松弛格式交替求解控制方程，将水侧控制体内的质量、动量、能量的变化值以源项形式传递给空气连续相控制方程，然后再计算连续相对离散相的影响。

水侧控制体内的质量变化方程为：（1）式中，Δmp为控制体内离散相的质量变化，kg；mp0为离散相初始质量，kg；mp0为离散相初始质量流率，kg/s。

高温风机的水冷却技术优化研究随着工业化的进程和科技的不断发展，高温工作环境下的风机使用越来越普遍。

然而，高温工作环境对风机的稳定性和寿命提出了更高的要求。

为了保证风机的正常运行和延长其使用寿命，水冷却技术成为了一个重要的解决办法。

本文将就高温风机的水冷却技术进行优化研究。

一、引言高温工作环境对风机的运行稳定性和寿命都有很大的影响。

高温环境会导致风机元件温度升高，从而引发故障，甚至损坏设备。

为了降低风机元件温度，水冷却技术成为了一种有效的解决方案。

传统风机的散热方式多采用风冷方式，但是在高温环境下，风冷散热效果有限。

因此，使用水冷却技术来提高风机的散热效果具有重要意义。

二、高温风机的水冷却技术原理水冷却技术通过将冷却水引入风机内部，利用水的冷却效果来降低风机元件的温度。

该技术的原理是将冷却水通过一系列的管道和冷却装置与风机内部连接，使冷却水能够有效地传输和吸收风机产生的热量，从而达到降温的效果。

三、高温风机的水冷却技术优化措施1. 水冷却系统的设计优化水冷却系统的设计是优化高温风机的关键。

首先，需要选择适合高温环境下使用的高温耐腐蚀的材料，以保证水冷却系统的长期稳定运行。

其次，在设计管道和冷却装置时，应合理设置布局和尺寸，以提高冷却水的流速和流量，从而增加热量的传递和吸收效率。

另外，也可以借鉴其他行业的水冷却系统设计经验，如电子设备、汽车等，来优化高温风机的水冷却系统。

2. 冷却水质优化冷却水质对高温风机的水冷却效果有着重要的影响。

水冷却系统中使用的冷却水应具备良好的热传导性和散热性能，并且要能够抵抗腐蚀和结垢。

因此，优化冷却水质成为提高高温风机水冷却效果的重要措施。

可以通过添加优质的冷却剂和水处理剂来改善冷却水的性能，提高热传导和散热效果。

3. 换热装置的优化换热装置是水冷却系统中最重要的组成部分之一。

对换热装置进行优化，可以提高冷却水对风机内部产生的热量的吸收和传递效率。

在优化换热装置时，可以考虑使用高效的换热器和增加换热面积，以增强热量的传递效果。

冷却水塔的优化设计作者：张武军来源：《职业·中旬》2013年第03期摘要：本文主要从两方面探讨冷却水塔的优化设计：一是对冷却水塔内冷却水系统进行优化，改进后的冷却水系统能减少卧式壳管式冷凝器结水垢量甚至不结水垢；二是对冷却水塔通风机进行优化，用水轮机代替冷却水塔电动机，利用水轮机增压来推动风机工作，节省了冷却水塔电动机的耗能，达到节能目的。

关键词：冷却水塔冷却水系统制冷系数水轮机节能冷却水塔按通风方式不同有自然通风和机械通风两种，当前空调制冷常用的冷却水塔以机械通风冷却水塔为主，机械通风冷却水塔按不同的分类方式又可分为圆形、方形、横流式、逆流式等（如图1所示），在市面上都比较多见。

但不管是哪种冷却水塔，都存在耗电较多、维修保养较复杂及冷却效果受塔顶排出湿热空气回流影响等缺点。

本文针对传统冷却水塔的缺点，提出了两种优化冷却水塔的方案模型。

图1 冷却水塔一、优化设计冷却水塔内冷却水系统传统的冷却水系统如图2所示：冷却水的流程从冷却水塔水池→冷却水泵→卧式壳管式冷凝器→冷却水塔布水器→填料→冷却塔水池，如此循环来实现对冷凝器内制冷剂的冷凝。

由于水池中的水来源于自来水自动补水，水中含有钙、镁离子，在高温的冷凝器中会形成水垢而附着在冷凝器的内壁，影响热量的传递，导致冷凝温度上升，从而降低了制冷系数，增加了制冷空调设备的耗功量。

图 2 传统的冷却水塔结构及冷却水系统图针对传统冷却水系统存在的问题，优化后的冷却水系统如图3所示：系统需增加一个膨胀水箱、一个水泵及一个电子除垢仪。

改进后的冷却水塔有两个水循环系统：第一个水循环系统是冷却水从冷却水塔内盘管下部→电子除垢仪→冷却水泵→卧式壳管式冷凝器→冷却水塔内盘管上部→冷却塔内盘管下部，此系统为闭式系统；第二个水循环系统是水从冷却水塔水池→水泵→冷却水塔布水器→盘管翅片→冷却水塔水池，此系统为开式系统。

两个水系统一起循环来实现对冷凝器内制冷剂的冷凝。

图 3 优化后的冷却水塔结构及冷却水系统图冷却水系统优化后系统优势有二：第一，提高制冷系数。

制冷站冷却塔节能控制优化分析发布时间：2021-10-12T08:45:30.653Z 来源：《科学与技术》2021年第5月15期作者：胡谷庆[导读] 冷却塔作为水冷却的重要设备，在运行时会产生较大的能耗，对其进行节能控制优化，是贯彻节能降耗发展理念的基本要求，同时还能够进一步降低运行成本。

胡谷庆浙江上风冷却塔有限公司 312369摘要：冷却塔作为水冷却的重要设备，在运行时会产生较大的能耗，对其进行节能控制优化，是贯彻节能降耗发展理念的基本要求，同时还能够进一步降低运行成本。

目前制冷站冷却塔节能改造还存在一定的问题，需要从技术角度进行分析，在不影响生产需求的同时，达到节能降耗的目的。

关键词：制冷站；冷却塔；节能优化冷却塔是一种水冷却装置，水在其中流过可以实现热交换与质交换，降低水温，在空调循环水系统以及工业用循环水系统中应用十分常见。

在工业生产中冷却塔运行所产生的能耗非常多，已经成为节能减排设计的重点对象，可根据其运行原理来进行节能改造，实现节能控制优化。

一、制冷站冷却塔控制分析制冷站冷却塔控制比较常见的是通过制冷机组铭牌中冷却水进水温度参数来设定水温度，通过设定值对冷却塔风机频率和启停状态进行控制。

如果温度在设定值之上，风机启动后维持最低频率运行，在温度逐渐升高的过程中，风机的控制频率也相应的提升；而温度逐渐降低达到设定值时，风机的控制频率也会相应的降低，当小于设定值后便会停止运行[1]。

冷却塔的散热量基本上不会受到外界温湿度的影响，但是其决定着制冷机组的制冷量，想要进一步实现节能改造，便需要提高对室外冷空气的利用率，促使制冷机组的制冷量可以提升。

二、制冷站冷却塔节能改造分析冷却塔在不断的运行过程中，如果维护不到位，塔核部位出现比较严重的脏损，以及配水管堵塞，整体的冷却能力便会降低。

在针对制冷站冷却塔进行节能改造时，需要确定是否存在严重老化或者损坏的情况，因为这种情况下出水温度会远低于设计值，会产生更多的运行成本，且需要消耗更好的能源。

某工程自然通风冷却塔的结构优化选型发表时间：2016-12-19T16:09:01.200Z 来源：《电力设备》2016年第20期作者：潘静[导读] 为了选择冷却塔最佳结构尺寸，本文从结构优化和应力分析的基础上。

（中国能源建设集团安徽省电力设计院有限公司安徽合肥 230601）摘要：在冷却塔优化计算确定的冷端参数的基础上，在冷却塔塔型热力优化、壳体结构优化等方面对冷却塔塔型进行进一步的优化。

根据优化结果，本工程冷却塔塔型的优化配置方案为： 2台660MW机组配1座淋水面积为13500m2的逆流式自然通风冷却塔及具体参数。

关键字：冷却塔，结构优化，有限元分析一.冷却塔结构选型概述为了选择冷却塔最佳结构尺寸，本文从结构优化和应力分析的基础上，对冷却塔结构设计进行全面优化，在满足规范的前提下，确定冷却塔结构最佳方案。

冷却塔结构选型计算采用比利时哈蒙公司薄膜理论冷却塔结构选型程序。

该程序采用薄膜理论、数解法分析壳体应力，计算时除了可考虑静载、风荷载作用外，还可计算温度及内吸力产生的应力，是初步设计阶段冷却塔选型计算常用的分析程序。

该程序壳体屈曲稳定计算采用Mungan公式。

根据Hamon公司资料，Mungan屈曲安全系数应≥5。

在塔型优化时，主要热力尺寸由工艺专业通过热力系统优化确定，结构选型主要是确定的冷却塔喉部位置及壳底斜率。

优化的过程即通过试算获得较为理想的喉部位置及壳底斜率。

根据Hamon公司资料，喉部至塔顶距离与塔总高的比率I值取0.15～0.30，国内一般取0.15～0.25，它直接影响到壳体的应力和塔基底的上拔力，较高的比率可以降低塔的上拔力，但当I值大于0.25时，须对塔筒应力进行仔细研究。

壳底斜率tgφ为壳体底部边缘线与垂直轴夹角的正切，采用高值壳体上拔力较小而作用在基础上的水平力较大。

Hamon公司建议其值取0.20～0.32进行优化，国内一般取0.28～0.36，试算过程中0.3055较合适。

关注冷却塔也出高配了！更经济、更节能、更环保、更安静1冷却塔大家都很熟悉火电站、核电站的循环水冷却水系统一种大型薄壳型构筑物多为双曲线以使得冷却器中排出的热水在其中冷却后可重复使用近几年有一类“高配版”冷却塔日渐走红高位收水冷却塔“没有水池水在头顶流”在中国能建江苏院承接设计的江苏华电句容二期2台1000兆瓦高效超超临界“上大压小”扩建工程中，高位收水冷却塔被应用其中。

句容电厂二期工程高位收水冷却塔设计淋水面积11000平方米，塔高178米，零米直径130米。

近日，该工程首座高位收水自然通风冷却塔塔筒浇筑到顶，目前塔内集水槽、配水梁柱等土建工程正在施工中，计划12月底开始塔芯设备安装。

待到来年5月冷却塔内是一番怎样的图景？我们将可以在句容电厂2个足球场大的冷却塔内陆面漫步，头顶是潺潺的水声，地上却没有一点水迹，漫步中可清晰地与远方电话交流，电话那头的声音并不会被巨大的淋水声所淹没。

这标志着句容电厂是原五大发电集团第一个确定采用超大型高位收水冷却塔方案的电厂。

江苏院也成为世界上为数不多、国内少数几个拥有高位收水冷却塔业绩的设计院。

2“零米层没有一点水迹”“噪声不影响正常交流”看高位收水冷却塔如何实现常规冷却塔 VS 高位收水冷却塔在常规冷却塔中，凝汽器换热后的循环热水由管道通过竖井送入塔内配水系统，经配水管再通过喷溅装置，将水洒到填料上；经填料后以雨状自由跌落入至下部集水池，冷却后的水再由循环水泵送至凝汽器循环使用。

高位收水塔与常规塔最大区别在于其收水技术。

高位收水塔取消了常规塔底部的混凝土集水池及雨区，配高位收水装置，冷却后的循环水在淋水填料底部经高位收水装置截留汇入集水槽至循环水泵房进水间，其他的配水系统、填料层、除水器与常规塔类似。

核心竞争力体现在哪些方面？节能配置高位收水冷却塔的循环水系统循环水泵电机功率可降低30%以上。

两种冷却塔的静扬程差异在于自由跌落高度的差异。

高位收水塔减少了雨区自由跌落的高度，即减少了循环水泵的静扬程，这是其节能的关键。