火電廠冷卻塔存在的問題及優(yōu)化策略研究

湯世玉

摘? ? 要：電能需求量的增加給火電廠生產設備帶來較大的壓力，優(yōu)化改良電力生產相關基礎設施，提高火力發(fā)電的效率和效果，是火電廠十分關注的問題。本文對冷卻塔存在的問題和采取的優(yōu)化措施進行了分析探討。

關鍵詞：火電廠：冷卻塔：問題;對策

1? 引言

優(yōu)化改良火電廠電力生產相關基礎設施，才能更好的滿足火電廠實際生產作業(yè)要求，提高火力發(fā)電的效率和效果。本文對冷卻塔存在的問題和采取的優(yōu)化措施進行了分析探討。

2? 火電廠冷卻塔概述

2.1? 冷卻塔的工作原理和分類

冷卻塔是火電廠電力生產重要的基礎設施，主要是將水作為制冷劑，靠蒸汽來進行降溫冷卻。通過水和空氣流動接觸進行冷熱交換產生的蒸汽揮發(fā)帶走熱量，從而實現(xiàn)蒸發(fā)散熱、對流傳熱和輻射傳熱目標，并有效發(fā)散制冷空調運行中產生的余熱，由風機帶動塔內氣流循環(huán)，帶出與水換熱后的熱氣流，使系統(tǒng)冷卻。冷卻塔主要有圓形和方型兩種形狀，小型一般用于空調制冷，大型用于工業(yè)冷卻。當前電廠冷卻塔有多種形式，按照通風方式的不同分為自然通風冷卻塔、機械通風冷卻塔、混合通風冷卻塔;根據水和空氣接觸方式的不同分為濕式冷卻塔、干式冷卻塔、干濕式冷卻塔;根據熱水和空氣的流動方向的不同分為逆流式冷卻塔、橫流式冷卻塔、混流式冷卻塔;根據不同的應用領域分為工業(yè)型冷卻塔和空調型冷卻塔。

2.2? 火電廠冷卻塔構造

冷卻塔主要包括填料、配水系統(tǒng)、空氣分配裝置（入風口百葉窗、導風、風筒）、擋水器、集水池等幾個重要組成部分。不同構造組合能裝配出不同款式和不同運行效果的冷卻塔，各系統(tǒng)的協(xié)調配合運行才能實現(xiàn)較好的冷卻效果，保證火電廠高效發(fā)電。

3? 當前冷卻塔存在的問題

冷卻塔的運行質量直接影響著制冷效果和火電廠的發(fā)電性能，冷卻塔長期高負荷運轉，在運行中經常會出現(xiàn)影響水溫調控的問題。

3.1? 腐蝕問題

火電廠冷卻塔主體結構通常是高性能混凝土制成的，時間久長會出現(xiàn)混凝土的耐久性不足腐蝕損壞問題，裸露鋼筋風化和腐蝕也能造成整體結構的損壞。或者因為外部介質作用使混凝土發(fā)生化學變化，或鋼筋表面鈍化造成鋼筋銹蝕。另外，高強度鋼筋和多筋由于長時間在高應力條件下工作容易出現(xiàn)應力腐蝕和鋼材氫脆問題。除此之外，凍融也是造成混凝土塔壁裂縫和破壞的主要原因。因為混凝土內部的微細孔隙被浸入冷卻水后，不僅會腐蝕鋼筋混凝土的內部結構，冬天結冰后因體積膨脹產生的內應力也會加快鋼筋混凝土塔壁的裂痕。

3.2? 回水問題

冷卻塔收水器在運行過程中因為維護和管理不當會造成收水器的脫落損壞，從而導致回水量減少和回水率偏低。較少的回水量和較低的回水率會提高回水中的含堿量和回水溫度，極易導致菌類超標和水垢量增加，加快凝汽器的腐蝕程度。如果回水系統(tǒng)回水不及時會影響冷卻塔循環(huán)降低冷卻效果，平時要加強對冷卻塔噴嘴的維護，及時清理雜物淤泥，定期檢查塔內裝置，及時進行維護和更顯。另外，為降低回水問題造成的不利影響，在循環(huán)水中要及時添加酸或二氧化氯等藥品來清除水垢和降低腐蝕程度，但無疑增加了運營成本，影響生態(tài)環(huán)境。另一方面，還要對循環(huán)系統(tǒng)進行及時補水，無疑也會增加補水泵的耗電量，同時耗費的酸等添加劑成本也是巨大的。

3.3? 結冰問題

結冰也是冷卻塔在冬季經常出現(xiàn)的一個問題，當冷卻塔被冰塊覆蓋時會導致其降溫性能大大降低，要解決結冰問題，一方面要優(yōu)化混凝土構筑材料配比，使用高性能混泥土材料，使用添加劑形成結晶體保護層來抵御冬季結冰，改善抗凍防滲性能;另一方面要優(yōu)化冷卻塔內部裝置，對塔內容易結冰部位進行淋水防凍，使用管式配水保證噴嘴暢通和高效，提高防凍效果。

3.4? 運行方面

各電廠在運行過程中對冷卻塔不夠重視，維護不及時，缺乏專業(yè)技術人員，一般由其它工作人員兼顧維護，導致出現(xiàn)問題不能及時發(fā)現(xiàn)，影響降溫處理的效率和效果。需要注意的是，用電高峰要保證火電廠的正常供電，并選擇合適的冷卻塔運行模式，防止水槽出現(xiàn)配水不均勻現(xiàn)象，提高降溫性能。

4? 解決冷卻塔存在問題的有效對策

4.1? 解決腐蝕問題

首先要使用高性能混凝土，提高混凝土密度，提高冷卻塔防腐性能。另外，對于舊塔腐蝕可以采用噴砂除去舊防腐層和疏松砼表層，用水淋沖洗2-3遍后使用噴燈烤干。新塔的防腐層要使用酸性化學物質將堿消除干凈。

4.2? 解決回水問題

要解決冷卻水效果不佳和回水率偏低問題，要設立專門冷卻塔維護人員，對冷卻塔設備進行統(tǒng)一管理，及時檢修和維護，徹底從根源上杜絕噴嘴堵塞而降低冷卻效果的問題，以及因為收水器管理不當、損壞、脫落造成的會水量減少和回水率偏低問題。

4.3? 解決冷卻塔結冰問題

內部結冰預防可以通過增加循環(huán)水泵來提高循環(huán)水流量來解決;外部結冰預防通過加大冷卻塔外圍淋水密度和在塔筒內壁增加防凍管等措施來緩解;或者塔體下部加設玻璃鋼擋風板，并在鋼絲網外側安裝壓力水管及時進行噴霧，當外界環(huán)境溫度較低會噴霧在鋼絲網上形成冰膜，環(huán)境溫度升高冰膜融化從而提高冷卻效果。

4.4? 解決運行效率低下問題

循環(huán)水供水時多時少會影響水槽的配水均勻性，要根據火電廠的特點科學的選擇冷卻塔運行方式，比如通過幾臺機組共用一座冷卻塔，或優(yōu)化冷卻水塔上水方式，來避免水槽配水不均勻現(xiàn)象，最大限度的防止水槽結冰和損壞。

5? 結語

冷卻塔是火力發(fā)電生產的重要設施，高度重視冷卻塔運行中存在的問題，并采取有效措施進行預防和處理，一方面要優(yōu)化改良冷卻塔塔身和塔的內部關鍵裝置，一方面要引進和應用先進技術和工藝，結合火電廠實際生產要求安裝節(jié)能器、監(jiān)控器等設備，實現(xiàn)冷卻塔的集控化管理和運行，對冷卻塔循環(huán)系統(tǒng)實時監(jiān)控預警，及時解決運行中存在的問題，提高冷卻塔降溫效果，為火電廠發(fā)電設備正常高效運行提供可靠的保障，從而滿足火電廠電力生產的需要。

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