逆流濕式冷卻塔水損失分析及節(jié)水技術(shù)

霍敦財(cái)靳超然甘露（國(guó)家電投集團(tuán)遠(yuǎn)達(dá)環(huán)保工程有限公司，重慶 40 國(guó)家電投集團(tuán)遠(yuǎn)達(dá)環(huán)保工程有限公司重慶科技分公司，重慶 40）

逆流濕式冷卻塔水損失分析及節(jié)水技術(shù)

霍敦財(cái)1靳超然2甘露2（1國(guó)家電投集團(tuán)遠(yuǎn)達(dá)環(huán)保工程有限公司，重慶 401122 2國(guó)家電投集團(tuán)遠(yuǎn)達(dá)環(huán)保工程有限公司重慶科技分公司，重慶 401122）

火電廠是高耗水用戶，其中逆流濕式冷卻塔耗水量約占全廠總耗水量的一半以上，所以逆流濕式冷卻塔的節(jié)水是火電廠節(jié)水關(guān)鍵。本文對(duì)目前關(guān)于逆流濕式冷卻塔的節(jié)水技術(shù)進(jìn)行詳細(xì)的介紹，并對(duì)此后節(jié)水改造提供一定參考。

冷卻塔；水損失；節(jié)水

在電力生產(chǎn)中，逆流濕式冷卻塔是使用最多的，其耗水量占全廠耗水量的一半以上，可見(jiàn)逆流濕式冷卻塔的節(jié)水是電廠節(jié)水的關(guān)鍵。對(duì)于逆流濕式冷卻塔節(jié)水的研究，國(guó)內(nèi)外學(xué)者開展了研究，并提出了一些節(jié)水措施。本文就當(dāng)前關(guān)于逆流濕式冷卻塔的節(jié)水措施進(jìn)行詳細(xì)的介紹，并對(duì)今后逆流濕式冷卻塔節(jié)水改造提供一定參考。

1 冷卻塔水損失

冷卻塔是用來(lái)將挾帶廢熱的循環(huán)冷卻水在塔內(nèi)與空氣進(jìn)行熱交換，并使水的熱量傳遞給空氣并散入大氣的設(shè)備。對(duì)于逆流濕式冷卻塔，水損失是循環(huán)冷卻用水消耗的主要原因，水損失主要包括蒸發(fā)損失、風(fēng)吹損失和排污損失三個(gè)方面。蒸發(fā)損失是指循環(huán)水與空氣進(jìn)行熱質(zhì)交換時(shí)，循環(huán)冷卻水由于蒸發(fā)變?yōu)樗魵馍l(fā)到空氣中的水量。蒸發(fā)損失水量為循環(huán)冷卻水量的1.2%-1.6%，是冷卻塔水損失中最大的一項(xiàng)損失。風(fēng)吹損失是指循環(huán)水在塔體內(nèi)與空氣進(jìn)行熱交換時(shí)，以小液滴形式被空氣帶走并排出塔外的水量。排污損失是循環(huán)水與空氣換熱時(shí)，水分蒸發(fā)，水中的鹽度升高，為了使循環(huán)水的鹽度降低，需要排出的循環(huán)冷卻水量。

2 節(jié)水技術(shù)現(xiàn)狀

由于蒸發(fā)損失、風(fēng)吹損失和排污損失是濕式冷卻塔的主要水損失，當(dāng)前冷卻塔節(jié)水技術(shù)的研究以增加裝置、改進(jìn)運(yùn)行方式等方面來(lái)減少這三項(xiàng)損失為主。

2.1 降溫凝結(jié)收水

冷卻塔收水器以上的濕空氣基本上為飽和狀態(tài)。對(duì)飽和濕空氣降溫，可以使空氣中的水蒸氣凝結(jié)，并對(duì)凝結(jié)水進(jìn)行回收，達(dá)到減少蒸發(fā)損失，進(jìn)而節(jié)水的目的。李芳等[1]提出利用熱管技術(shù)，對(duì)除水器以上的飽和濕空氣進(jìn)行降溫，并通過(guò)加裝噴射裝置向空氣中添加凝結(jié)核，使空氣中的水蒸氣加速凝結(jié)，最后利用聚丙烯材質(zhì)的收水網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)冷卻塔除水器上方凝結(jié)水的回收，通過(guò)理論分析，如果飽和濕空氣降溫2℃，可回收冷卻塔蒸發(fā)損失的11%。

2.2 旋轉(zhuǎn)流動(dòng)收水

目前在冷卻塔內(nèi)減少風(fēng)吹損失最主要的措施是波紋板式或“八”字式收水器。徐永君等[2]提出利用旋轉(zhuǎn)流動(dòng)汽水回收的基本思想，通過(guò)改變氣流的流動(dòng)方向，利用離心力作用，對(duì)以液滴形式被空氣帶走的水量進(jìn)行收集，通過(guò)與現(xiàn)有波紋板收水器收水能力進(jìn)行實(shí)驗(yàn)對(duì)比，在其他條件相同的情況下，收水效率提高了10%-20%，但旋轉(zhuǎn)流動(dòng)收水器的阻力比波紋板式收水器要大一些。

2.3 高壓靜電收水

高電壓靜電收水裝置是利用施加高電壓，使正負(fù)極板間產(chǎn)生均勻的靜電場(chǎng)，當(dāng)水霧通過(guò)電場(chǎng)時(shí)，就會(huì)形成水滴落下，將落下的水進(jìn)行回收，達(dá)到節(jié)水的效果。王天正等[3]通過(guò)對(duì)冷卻塔加裝高電壓靜電收水裝置進(jìn)行定性試驗(yàn)證明了裝置的可行性，又通過(guò)定量試驗(yàn)得出了，對(duì)于一臺(tái)200MW機(jī)組，高電壓靜電收水裝置的收水率約為41%。

2.4 提高濃縮倍率節(jié)水

通過(guò)提高循環(huán)冷卻水的濃縮倍率，能有效降低排污損失。這是火電廠最常用的冷卻塔節(jié)水技術(shù)。當(dāng)前用于提高循環(huán)冷卻水濃縮倍率的主要方法是添加化學(xué)藥劑對(duì)循環(huán)冷卻水進(jìn)行處理。早期，由于技術(shù)水平受限，濃縮倍率一般不大于2.5，當(dāng)前通過(guò)使用有機(jī)阻垢劑，循環(huán)冷卻水的濃縮倍率達(dá)到2-4，配合石灰處理或離子交換軟化處理，循環(huán)冷卻水的濃縮倍率可以進(jìn)一步提高到4-8[4]。美國(guó)尼亞加拉瀑布熱電廠采用常規(guī)磷系配方，在濃縮倍數(shù)為10的條件下運(yùn)行，情況良好，而使用AEC處理方案，濃縮倍數(shù)可達(dá)到19-22。

3 結(jié)語(yǔ)

（1）蒸發(fā)損失是冷卻塔水損失中最大的部分，對(duì)飽和濕空氣降溫，可以減少或回收部分由于蒸發(fā)損失而失去的循環(huán)冷卻水，但這類技術(shù)才剛剛起步，還有許多問(wèn)題需要解決。

（2）通過(guò)安裝旋轉(zhuǎn)流動(dòng)收水裝置，可以減少風(fēng)吹損失，冷卻塔的節(jié)水效果較好。

（3）提高濃縮倍數(shù)是當(dāng)前冷卻塔節(jié)水中使用最多手段，但是濃縮倍數(shù)的提高不是沒(méi)有限制的，需要對(duì)濃縮倍數(shù)進(jìn)行合理的分析。

[1]李芳,王景剛,劉金榮.熱管技術(shù)應(yīng)用于冷卻塔節(jié)水的理論分析[C]//制冷空調(diào)新技術(shù)研討會(huì).2005.

[2]徐永君,鄂學(xué)全,闞常珍.利用旋轉(zhuǎn)流動(dòng)提高冷卻塔汽水回收效率的實(shí)驗(yàn)研究[J].2003.

[3]王天正,王佩璋.自然通風(fēng)冷卻塔內(nèi)加裝高壓靜電吸浮收水裝置的節(jié)水技術(shù)[J].中國(guó)電力,1995(9):65-67.

[4]趙翠仙,張勝寒,許勇毅.淺析火力發(fā)電廠循環(huán)冷卻水的高濃縮倍率[J].工業(yè)安全與環(huán)保,2005,31(12):9-11.