一、技術(shù)名稱：自然通風(fēng)逆流濕式冷卻塔風(fēng)水匹配強(qiáng)化換熱技術(shù)
二、技術(shù)所屬領(lǐng)域及適用范圍：電力行業(yè)（火電、核電）、冶金、石化等行業(yè)大型自然通風(fēng)逆流濕式冷卻塔強(qiáng)化換熱改造
三、與該技術(shù)相關(guān)的能耗及碳排放現(xiàn)狀
自然通風(fēng)逆流濕式冷卻塔是火電廠冷端系統(tǒng)最重要的輔助設(shè)備，循環(huán)水溫度對發(fā)電機(jī)組的發(fā)電煤耗有較大影響，以300MW機(jī)組為例：循環(huán)水溫每升高1℃將使機(jī)組煤耗增加0.798g/kWh。目前在運(yùn)冷卻塔的配水方式設(shè)計均采用一維、均風(fēng)的方式，其設(shè)計參數(shù)與實際運(yùn)行參數(shù)相差較大。根據(jù)目前國內(nèi)冷卻塔的情況估計，循環(huán)水的溫度仍有不低于2℃的下降空間，節(jié)能潛力巨大。目前該技術(shù)可實現(xiàn)節(jié)能量1萬tce/a，CO2減排約3萬t/a。
四、技術(shù)內(nèi)容
1.技術(shù)原理
根據(jù)冷卻塔換熱能力決定于塔內(nèi)進(jìn)風(fēng)與配水的“風(fēng)水匹配”程度的原則，結(jié)合現(xiàn)場實測，采用CFD（計算流體動力學(xué)）技術(shù)對冷卻塔進(jìn)風(fēng)在塔內(nèi)的分布（速度場、溫度場及含濕量場等）進(jìn)行全三維精確計算，根據(jù)進(jìn)風(fēng)的分布通過重新設(shè)計配水系統(tǒng)使塔內(nèi)各處的布水與進(jìn)風(fēng)做到盡可能匹配。一方面，可以充分利用進(jìn)塔空氣的換熱能力；另一方面，因出塔空氣的溫度升高產(chǎn)生塔內(nèi)濕空氣與塔外空氣的密度差（冷卻塔的抽吸動力）增大，使進(jìn)塔空氣量增加；最后，由于進(jìn)塔空氣流速增加，增強(qiáng)了其對快速蒸發(fā)導(dǎo)致的空氣過飽和形成的小液滴的攜帶能力，進(jìn)而又增強(qiáng)了進(jìn)塔空氣的換熱能力。基于上述三種途徑，最終達(dá)到強(qiáng)化換熱的效果。
2.關(guān)鍵技術(shù)
（1）冷卻塔內(nèi)空氣各參數(shù)精確分布的冷卻塔全三維CFD高網(wǎng)格建模計算技術(shù)
（2）基于“風(fēng)水匹配”原則的冷卻塔入塔水量分區(qū)不等量配水技術(shù)
（3）基于“風(fēng)水匹配”原則的冷卻塔填料分區(qū)不等高布置技術(shù)
3.工藝流程
在采用冷卻塔全三維CFD高網(wǎng)格建模計算技術(shù)弄清塔內(nèi)進(jìn)風(fēng)各參數(shù)場分布的前提下，重新設(shè)計布水系統(tǒng)，使其與進(jìn)風(fēng)相匹配，再根據(jù)布水情況重新設(shè)計調(diào)整填料的布置厚度，使其適應(yīng)蒸發(fā)換熱的要求。具體實施效果見圖1。
五、主要技術(shù)指標(biāo)
1．換熱效率與設(shè)計值相比提升不小于20%
2．降低冷卻塔出水溫度不低于1.5℃
六、技術(shù)鑒定、獲獎情況及應(yīng)用現(xiàn)狀
該技術(shù)通過中國華電集團(tuán)公司科技項目鑒定并獲得中國華電集團(tuán)公司科技進(jìn)步二等獎。該技術(shù)已先后在華電、國電集團(tuán)公司內(nèi)多家電廠成功運(yùn)用，8座300MW機(jī)組冷卻塔已完成技改并投入運(yùn)行，換熱能力提升均超過130%，技術(shù)成熟可靠。
七、典型應(yīng)用案例
典型用戶：華電昆明二電廠（2×300MW機(jī)組）、華電巡檢司電廠（2×300MW機(jī)組）、國電小龍?zhí)峨姀S（2×300MW機(jī)組）、國電陽宗海電廠（2×300MW機(jī)組）
典型案例1
建設(shè)規(guī)模：300MW機(jī)組冷卻塔（4000m2）。主要技改內(nèi)容：#2自然通風(fēng)逆流濕式冷卻塔“風(fēng)水匹配”強(qiáng)化換熱節(jié)能改造。節(jié)能技改投資額230萬元，建設(shè)期20天。每年可節(jié)能2977tce，年節(jié)能經(jīng)濟(jì)效益為232萬元，投資回收期1年。
典型案例2
建設(shè)規(guī)模：300MW機(jī)組冷卻塔（4500m2）。主要技改內(nèi)容：#7自然通風(fēng)逆流濕式冷卻塔”風(fēng)水匹配”強(qiáng)化換熱節(jié)能改造。節(jié)能技改投資額250萬元，建設(shè)期20天。每年可節(jié)能1981tce，年節(jié)能經(jīng)濟(jì)效益155萬元，投資回收期1.6年。
八、推廣前景及節(jié)能減排潛力
未來5年，預(yù)計該技術(shù)可推廣到10％，總投入2億元，節(jié)能能力可達(dá)11萬tce/a，減排能力29萬tCO2/a。
|
