循环水冷却设备指用来冷却循环水的冷却塔、冷却池及附属设施,水资源紧张地区多采用冷却塔。冷却塔分为湿式、干式和干湿式三种冷却方式,它们的运行维护各具特点。
循环水冷却设备运行
由循环水泵、循环水管道和水冷却设备等组成,向生产用水单元输送具有一定温度、一定压力、一定水质要求的合格冷却水,供物料冷却及设备冷却用的方式。
- 英文名称
- operation of circulating water cooling equipment
- 所属学科
- 电气工程
湿式冷却塔通称冷却塔,循环水与空气在塔内直接接触,以蒸发散热为主,热、质交换同时进行,冷却效率较高。水被冷却的极限温度为空气湿球温度,其冷幅受湿球温度的制约。
冷却塔应根据不同季节的气象条件及不同机组负荷,调整(分配)塔的冷却水量,以求得较好的冷却效果。冷却塔冷却过程中,当出塔空气的相对湿度未饱和时,增加循环水量会使出塔空气湿度趋向饱和。循环水量过小,会造成塔内淋水密度不均,甚至局部缺水,形成空气短路,使塔内空气未饱和就排出,塔的冷却效率下降。并列运行的各冷却塔的水负荷应进行调整,使各塔出水温度一致或综合冷却水温度最低。
良好的检查维护是保持和提高已建成冷却塔冷却效果的主要途径。为了增加进塔空气量,塔的周围应保持良好的通风状况。要定期清理、更换被堵塞或损坏的喷头、填料和除水器。更换性能优良的喷头能增大水表面积,将冷却水溅散成细小颗粒,均匀喷洒在淋水填料表面上;良好的淋水填料的面积增长系数大,通风阻力小,可延长水膜流过填料的途径和时间,与穿过填料的空气充分接触换热,使空气带走更多的热量。运行时间久、已变形的除水器应及时更换,否则会增加冷却塔通风阻力,影响冷却效果,也会导致冷却塔出口漂滴量增大,在冬季对塔周围的道路交通和变电站带来不利影响。另外,应定期清理旋转滤网、清污机等机械设备上的脏物,转动部件要定期注油。机组检修期间要对配水槽、集水池、回水沟进行清淤排污。
冷却塔挂冰会恶化冷却塔通风及淋水状况,甚至会损坏淋水填料及支架,危及冷却塔的安全运行。气候寒冷地区常采用下列措施:①安装热水旁路系统,控制冷却塔水温,使经淋水填料冷却后的水温和集水池的水温不低于结冰点。②冷却塔进风口设置挡风板,减少进塔空气量。③配水系统及淋水填料分区运行,将热水集中在塔外围,增加淋水密度和进塔气流阻力,减少淋水面积。④设置防冰环,即在冷却塔进风口上缘塔壁内安装环形喷水管,将20%~40%的进塔热水喷洒在进风口处,预热进入淋水填料的空气。⑤冷却塔进风口上缘内壁增设挡水檐,收集沿塔壁流下的水,防止进风口和人字柱上结冰。
通称空冷塔,是空冷机组间接空冷系统的主要设备。在空冷塔中循环水与空气不接触,通过散热器翅片管的表面散热进行热量交换。水被冷却的极限温度为空气干球温度,冷幅受干球温度的制约,冷却效果比湿式冷却塔差。混合式凝汽器间接空冷系统,循环水在凝汽器中与凝结水混合,大部分混合水送入空冷塔冷却后进入下一循环,其余部分经处理后进入汽轮机回热系统。表面式凝汽器间接空冷系统,循环水与凝结水不混合,因经过两次表面散热,冷却效率更低。
中国主要在北方严重缺水地区使用空冷塔,冬季防冻是关键问题,在系统启动、运行和停运过程中都要采取严格的防冻措施。在空冷塔启动时,为防止散热器结冰,循环水先在旁路系统中循环,当循环水在凝汽器中被加热到30℃左右时,再向散热器逐段充水。气温特别低时,还应在关闭百叶窗的情况下,先预热塔内空气,再向散热器充水。为了防止散热器在充水过程中受热不均,多采用大流量低水温(不会导致结冰的最低温度)快速充水。正常运行时,空冷系统应保持一定压力,防止空气进入和滞留在散热器顶部,影响水的流动,带来结冰的危险。通常循环水温度要维持在20℃以上,以避免局部散热器水温过低而导致结冰。当气温下降时,要调节百叶窗开度和适当增加幕墙,减少通风量,维持循环水温。当机组甩负荷循环水温迅速下降时,应紧急关闭百叶窗,维持一台循环水泵运行,散热器扇形段内的水可全部排空,循环水走旁路运行,也可以部分扇形段排空,部分运行,以维持循环水温。若厂用电不能维持循环水泵运行,则应立即关闭各扇形段进水阀,打开放水阀,全部放水,关闭各扇形段百叶窗,保持水温。冬季机组故障停机时间不长,应尽可能维持循环水运行,一般利用水中蓄热,在百叶窗关闭情况下,可保持数小时不结冰,避免水质恶化,缩短事故处理后热态启动的时间。若是停机不停炉,还可以采用旁路蒸汽中的热循环水。
为了避免空气进入和滞留在散热器顶部,空冷系统采用微正压运行,即散热器冷却三角形顶部压力略高于大气压力。表面式凝汽器间接空冷系统的压力是靠设置在空冷塔中的高位膨胀水箱维持的,水箱水面与散热器顶部的高差保证散热器顶部充满水。水箱上部充有氮气,将循环水与空气隔离。混合式凝汽器间接空冷系统的压力通常保持在200~220千帕。系统压力低,空气进入散热器,影响塔的冷却效果,而压力过高则将增加系统的漏泄量。
夏季运行可向散热器表面喷水,以增加散热器的散热能力,提高空冷塔冷却效果。大风天气时,迎风面扇形段进风量大,水温低,背风扇形段进风量小,水温高,此时应调节迎风和背风段百叶窗开度,使各扇形段出水水温趋于一致,综合水温最低。
以防止散热器及软接头泄漏,防止百叶窗、放水阀、排水阀及紧急放水阀故障为主,做到经常检查维修。散热器泄漏原因除冻裂外,腐蚀和摩擦损坏也经常发生,应加强防腐和停机保护,定期冲洗散热器翅片上的脏物。少量翅片管泄漏,可封堵处理,泄漏翅片管较多时,则应停运更换。
亦称干湿塔或混合塔,由干式冷却和湿式冷却两部分组成,具有干式冷却节水和湿式冷却效果好、投资少的优点,具有消除雾羽的功能。冬季采用全干或干湿混合式冷却方式运行时,由于大气干球和湿球温度都很低,干段和湿段均有较好的冷却效果。
干段和湿段排出空气相混合,其相对湿度远离饱和曲线,不会产生雾羽,对环境影响小。夏季可关闭干段调节风门,全湿塔运行,以提高冷却效果。若需控制雾羽产生,也可部分开启干段调节风门,降低排出空气相对湿度,此时塔的冷却性能介于干式和湿式冷却塔之间。