基于风水匹配技术的却塔强化换热改造项目介绍.ppt
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基于风水匹配技术的却塔强化换热改造项目介绍.ppt
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基于“风-水匹配”技术的冷却塔强化换热改造项目介绍目录目录一维均风模型现在这样设计冷却塔一维均风模型现在这样设计冷却塔风水匹配的概念风水匹配的概念前言前言冷却塔正常工作的重要性冷却塔正常工作的重要性冷却塔的实际工作过程及塔内状况冷却塔的实际工作过程及塔内状况实际改造效果实际改造效果项目投资收益项目投资收益冷端系统构成前言冷却塔正常工作的重要性前言冷却塔正常工作的重要性火力发电厂的冷端系统包括凝汽器、真空泵、冷却塔、循环水泵及其供水管路。
其作用是向凝汽器提供所需温度及流量的循环冷却水用以冷却主系统中做完功的乏汽,吸收乏汽的汽化潜热使其变成凝结水,从而完成循环;另一方面,也对凝汽器真空的形成与保持提供保证。
其中,冷却塔工作性能的优劣,决定了进入凝汽器循环水进水温度的高低,它对机组,及至整个电厂安全经济运行有至关重要的影响。
前言冷却塔正常工作的重要性前言冷却塔正常工作的重要性冷却塔出塔水温增加1对机组经济性的影响机组容量(MW)125200300350机组负荷(MW)125200300350效率降低(%)0.310.3280.2420.23煤耗增加(g/kw.h)1.0331.1070.7980.738一维均风模型现在这样设计冷却塔一维均风模型现在这样设计冷却塔一维:
在x-y-z直角系或r-z柱座标系中,各计算参量只考虑“z”方向的的变化,而认为“x”、“y或“r”、“”方向无影响。
均风:
冷却空气从冷却塔的底部(沿半径方向非常均匀地)向塔顶方向吹。
一维均风模型现在这样设计冷却塔一维均风模型现在这样设计冷却塔风没有这样吹!
风是这样吹!
风在填料断面分布非常均匀!
一维均风模型现在这样设计冷却塔一维均风模型现在这样设计冷却塔冷却塔的配水:
正因为设计时认为塔内的风是一维、均匀的,所以在配水时要求均匀布水。
这也就是目前看到的冷却塔填料等高布置、均匀布水的原因。
双区配水:
由于考虑到北方冬季气温太低,单泵运行水量在外区分布太小而会造成冷却塔外围填料结冰,从而采用所谓的双区配水冬季单泵运行时,关闭内区配水门,循环水只在外区进入填料。
值得注意的是这种设计虽然是针对北方气候而为,但目前南方地区的冷却塔也无一例外地采用相同结构相同的设计软件!
风水匹配的概念风水匹配的概念正因为从设计开始就进行了这样的假设,所以传统冷却塔的设计与强化换热改造均从更均匀地配水方面着手。
西安热工研究院、山东电科院、西安交通大学等单位于2001年做过联合课题研究配水不均对冷却塔性能的影响及其计算方法。
课题研究的结论为:
(1)冷却塔换热性能与水分布的均匀程度有关,而与环境参数及水力负荷基本无关。
(2)水分布均匀度系数由1(分布均匀)下降至0.75(很不均匀),将影响冷却塔出塔水温达4。
风水匹配的概念风水匹配的概念风水匹配的概念风水匹配的概念基于传统方法(均匀配水)的冷却塔改造效果比较从上表可清楚看出:
传统方法冷却塔改造后的冷却能力的提升约为10%冷却塔的实际工作过程及塔内状况冷却塔的实际工作过程及塔内状况采用Fulent平台,运用CFD(计算流体动力学)方法对冷却塔建模计算。
建模介绍:
以冷却塔底中心为原点,半径500米、高900米的空间为计算域,网格化后生超过100万个计算点。
冷却塔的实际工作过程及塔内状况冷却塔的实际工作过程及塔内状况冷却塔的实际工作过程及塔内状况冷却塔的实际工作过程及塔内状况冷却塔实际进风状态冷却塔的实际工作过程及塔内状况冷却塔的实际工作过程及塔内状况填料上表面空气流速分布填料上表面空气流速分布冷却塔的实际工作过程及塔内状况冷却塔的实际工作过程及塔内状况特征面水温分布特征面水温分布冷却塔的实际工作过程及塔内状况冷却塔的实际工作过程及塔内状况冷却塔的三个换热区域:
以填料区的传质换热为主冷却塔的三个换热区域:
以填料区的传质换热为主改造方案改造方案填料不等高布置:
35区改造方案改造方案分区环形变流量布水:
46区改造方案仿真计算改造方案仿真计算优化前填料顶部空气温度分布优化前填料顶部空气温度分布的均匀度较差,较多空气换热能力未能有效发挥改造方案仿真计算改造方案仿真计算优化后填料顶部空气温度分布优化后填料顶部空气温度分布的均匀度较优化前有较大改善改造方案仿真计算改造方案仿真计算优化后的冷却塔出塔水温较优化前降低1.9改造方案仿真计算基础资料改造方案仿真计算基础资料强化换热的本质强化换热的本质1、因“风-水匹配”,充分发挥了原进塔空气的换热能力;2、出塔空气吸热量的上升,使出塔空气密度减小,由此加大了冷却塔内外空气的密度差,并最终使冷却塔的进塔空气量增大;3、出塔空气的动能使其具有携带能力:
其相对湿度可以超过100%,即空气呈过饱和状态。
改造业绩及实际改造效果改造业绩及实际改造效果项目项目淋水面积淋水面积m2塔总高度塔总高度m进风口高度进风口高度m改前冷却能改前冷却能力力%改后冷却能改后冷却能力力%华电昆明电厂华电昆明电厂#1塔塔40004000100.2100.28.0248.02493.793.7127.0127.0华电昆明电厂华电昆明电厂#2塔塔40004000100.2100.28.0248.02496.296.2134.0134.0国电小龙潭电厂国电小龙潭电厂#7#7塔塔450045001051057.87.898.598.5133.4133.4国电小龙潭电厂国电小龙潭电厂#88塔塔450045001051057.87.897.297.2130.9130.9华电巡检司电厂华电巡检司电厂#6塔塔450045001051057.87.895.495.4128.3128.3国电小龙潭电厂国电小龙潭电厂#3#3塔塔450045001051057.87.897.997.9131.8131.8国电小龙潭电厂国电小龙潭电厂#4#4塔塔450045001051057.87.898.298.2133.9133.9可以清楚看出:
采用以“风水匹配”为原则、基于CFD方法的冷却塔改造,其冷却能力的提升均超过20%。
与传统“均匀配水”相比有较为明显的提高冷却塔平均出水温度下降均在2度以上。
项目投资收益(项目为交钥匙工程)1、投入:
300MW机组,冷却塔面积45006000冷却塔改含(增值)税造包干价为300450万元包括:
材料:
60008000m3填料、喷淋装置施工:
旧填料拆除与清运、按方案施工、冷却塔清淤。
试验:
改造前评估与改造后评价试验2、收益:
按每个塔改造后降低出塔水温2计算,相当于降低发电煤耗1.6g/(kWh);机组年发电12亿度电、标煤,1000元/吨计:
年收益不少于180万元,2.5年年即可收回全部投资并获得回报
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- 基于 风水 匹配 技术 强化 改造 项目 介绍