李利华
（国家电投沁阳发电分公司 河南沁阳 454591）
摘要：国家电投沁阳发电分公司一期工程2x1000 MW机组，两机采用循环水独立单元配置，每台机组配1座淋水面积13000 m²自然通风逆流式冷却塔，在运行1台循环水泵时，水塔淋水出现与垂直东西南北水槽45°角方向B、C区远端，外圆弧8.3米长度的4个对称扇形角无水现象，总面积1872㎡，对4个区域无水现象进行综合分析，调整运行方式，充分发挥循环水冷却塔在各工况时冷却性能，提高机组运行经济性。
关键词：压力；流量；水位
Abstract：The 2x1000MW unit of the first phase project of the State Electric Power Investment Qinyang Power Generation Branch is equipped with a natural ventilation counter-current cooling tower with a sprinkler area of 13 000 M. Four symmetrical fan-shaped angles of length are anhydrous with a total area of 1872_. The anhydrous phenomena in four areas are analyzed comprehensively，and the operation mode is adjusted to give full play to the cooling performance of circulating water cooling towers under various working conditions，so as to improve the operation economy of the unit..
Keywords：Pressure；discharge；water level.
1系统及设备说明
1.1 冷却塔
冷却塔的主要设计尺寸及参数：
塔型：双曲线自然通风逆流式；冷却面积：13000m2；配水型式：单竖井、管槽配水，来水方向至外围配水，垂直来水方向为外围与内围配水，水池内壁直径：147.6m。冷却水量（上塔水量）：99200m3/h；内区为塔中心半径22.5m，；中间区为半径22.5m至44m范围。外区为半径44m至64.81m范围。见图一。
1.3 凝汽器
型号：N-61000，双壳体双背压对分单流程表面式，面积61000㎡，水阻＜80KPa，管内流速2.11m/s，水量24.2m³/s。
1.4 循环水管
循环水泵进、出水管水阻0.93m，循环水管进、出水管水阻3.87m。
1.5中央竖井配水方案
冷却塔1、3号槽道采用内、外围配水系统，与竖井连接的内围配水槽入口装有闸板及启闭机，冬季可关闭内围配水槽，加大外围淋水密度以防结冰。冬季启动时应先打开DN2200旁路管上的电动蝶阀，直接放水到水池，正常进行时该蝶阀关闭。水流方向2、4号槽道为外围配水。内外配水为总面积的40%，外围配水面积占比60%，见图一。
夏季运行时，1机配3台循环水泵，全塔配水，冷却水量为27.56m3/s，平均淋水密度为7.63m3/h.m2，此时竖井内水位为16.00米。
冬季及春秋季运行时，1机配2台循环水泵，外围配水（约占全塔面积70%），冷却水量20.70m3/s，平均淋水密度为8.19m3/h.m2，竖井水位为16.00米。
机组夏季满负荷时每台机运行3台循环水泵，其他季节满负荷时每台机运行2台循环水泵，冬季或机组负荷较低时可每台机运行1台循环水泵。循环水泵的运行台数最终应根据负荷及气象条件、冷却塔防冰等因素合理配置。
2.运行存在的问题
2.1 由于机组处于调试期，只需要运行一台循环水泵，在运行1台循环水泵时，水塔淋水出现B区远端，2、4号槽道的B13至B32远端与C区交界、外圆弧构成4个对称扇形角无水区域，面积［6×6×10（个）＋6×6÷2×6（个）］×4＝1872㎡占全塔冷却面积的14.4%。见图二
图二
3.原因分析
3.1.部分区域无水进行水量及水压分析
3.1.1旋转喷嘴分析
现场运行两台循环水泵后，喷嘴出水正常且无水区域均呈对称规律布置，故判断喷嘴不存在大面积堵塞情况。
3.1.2一台循环水泵的水量及水压分析
Dcs显示小机凝汽器循环水回水压力0.17MPa，主机凝汽器循环水回水压力为0.14MPa，热控校正两凝汽器回水压力变送器统一0米安装高度，按实际校正后主机循环水回水压力0.17MPa。回水管道阻力1.9米，水位静差高度为15.2米，竖井末端水流动能全部转化为势能高度为0.88²/2/10＝0.387m
计算：阻压头：0.019＋0.152-0.07＝0.164m
动压头：0.15＋0.39＝0.189m
回水压力克服中央竖井高度进入喷嘴高度后，△h＝0.189-0.164＝0.025MPa，转化为势能高度0.25m。液面能达到15.45 m，超过最近喷嘴高度液面0.25m，理论上能达到全塔配水。
现场进行验证，就地用量尺检查中央竖井液面距离顶部端面距离为3.6米，得出竖井液面实际高度为19.2-3.6＝15.4米，根据图纸喷嘴中心线安装标高15.2米，喷嘴上部静压头△h＝19.2-3.6＝0.2 m，回水南北闸板（2、4槽道）的下部两个内围配水口均未被水充满，上
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部两个外围（1、3槽道）配水口顶部和（2、4槽道）内围配水口标高一致，故也未被水充满。见图三
图三
根据图二的流体流场布置结构，流场速度规律，流量与流速均按按照流动距离逐渐衰减。液面逐步降低至15.2m以下
Q＝10.70m³/s；a＝6m；m＝2；c＝1；
求得N≈60，配水最远端Nmax90。
故一台循泵运行时，15.4m的液面不能保证末端配管液面达到15.2m，流量及压力无法满足外围配水要求，不能保证全塔淋水密度均匀，采取适当关小内围配水，抬高液面由15.4m至15.6m，调整内围配水，抬高竖井液面至无水区域见水为止，测量水位高度15.7米，实现全塔配水，内外围配水均匀。
3.2冷却塔部分区域无水对冷却塔性能的影响试验
影响冷却塔传热性能的重要参数是循环水量，增加循环水量有益于凝汽器侧热交换，可提高汽轮机的效率；但对于冷却塔来说，当出塔空气的相对湿度未达到饱和时，增加循环水量，可使出塔水已无法被空气吸收，出塔水温反而很快升高，且增加循环水量还需要多消耗泵的功率，降低机组效率。实际上是以循环水泵耗功来补偿冷却塔出口水温的，循环水量不能无限增加，因此应根据负荷的变化、季节的变化，及时调整循环水泵的运行方式选择一个最佳运行工况。所以如果一台循环水泵运行经济性大于运行两台循环水泵真空提高带来的收益时，存在运行一台循环水泵经济运行的工况。
试验：工况一：运行一台循环水泵，内外围配水闸板全开，内围、外围同时配水运行，观察循环冷却塔出水温度21℃；同样运行一台循环水泵调整内围配水，保证原来远端四角无水区域有水，检验水塔冷却效果，发现关小内围配水后水塔出水温度没有升高，观察3小时后较内、外围同时配水下降1℃。
试验分析：部分外界冷空气从外围4个无水区域缺口不经过淋水区域直接旁路进入水塔上部低压区域，淋水区域无法得到全部冷空气对流换热，是造成全塔配水但是部分区域无水，导致冷却塔出水温度没有下降的原因。
3.解决措施
在冬季或秋季需要运行一台循环水泵时，关小内围配水，调整外围区域无淋水空缺区域，防止空气从外围4个缺口无水区域不经过淋水区域直接旁路进入水塔，使外界冷空气进入淋水区域进行充分换热。降低水温，另外可减少冷却塔蒸发区域排空损失，减少水汽损失，降低水耗。
4结论
针对1000MW机组，配置13000㎡的中央竖井型冷却塔，较常规12000㎡面积增加的情况下，在运行一台循环水泵时需调整水塔内围、外围配水量，保持全塔配水，避免冷却塔冷却空气旁路至塔顶，充分发挥冷却塔冷却性能，提高机组真空，减少循环水耗。
致谢
参考文献：
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[3] 翁迅干，陆振铎．自然通风逆流式冷却塔虹吸式竖井配水的探讨[J]．电力建设，2001．22（5）：9—1 3．
[4]冯浩.周世祥 山西鲁能河曲发电有限公司 循环水冷却塔节能技改分析
作者简介：
李利华 1975 男 河南 工程师 从事汽机运行与检修管理。
论文作者:李利华
论文发表刊物:《河南电力》2018年10期
论文发表时间:2018/11/16
标签：冷却塔论文; 水泵论文; 竖井论文; 水量论文; 一台论文; 区域论文; 水塔论文; 《河南电力》2018年10期论文;