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        淺談冷卻水塔防凍擋風(fēng)板改造對(duì)機(jī)組經(jīng)濟(jì)性的影響

        2012-10-13 08:00:58王鵬李東明撫順石化公司熱電廠
        石油石化節(jié)能 2012年7期
        關(guān)鍵詞:擋風(fēng)水塔進(jìn)風(fēng)口

        王鵬 李東明(撫順石化公司熱電廠)

        淺談冷卻水塔防凍擋風(fēng)板改造對(duì)機(jī)組經(jīng)濟(jì)性的影響

        王鵬 李東明(撫順石化公司熱電廠)

        針對(duì)撫順地區(qū)冬季平均溫度在-20℃左右,撫順石化公司熱電廠冷卻水塔冬季運(yùn)行存在結(jié)冰問(wèn)題,通過(guò)分析結(jié)冰原因及危害,對(duì)冷卻水塔進(jìn)行了防凍改造,即在冷卻水塔人字柱外側(cè)安裝四排固定支架,再將擋風(fēng)板安裝到固定支架上,改造后防凍效果顯著,大幅度減少了冷卻水塔各部位的結(jié)冰現(xiàn)象,提高了冷卻效果,有效地改善了冬季汽機(jī)運(yùn)行真空,減少了冷卻水塔維修、維護(hù)費(fèi)用,降低了發(fā)電煤耗,節(jié)能效果顯著。

        冷卻水塔 結(jié)冰 防凍 擋風(fēng)板

        1 引言

        撫順石化公司熱電廠是公司直屬管理的自備電廠,主要擔(dān)負(fù)著向撫順石化公司東部石油二廠、乙烯、腈綸、合成洗滌劑等廠提供蒸汽、電力、除鹽水任務(wù)。

        熱電廠現(xiàn)有7臺(tái)汽輪發(fā)電機(jī)組,總裝機(jī)容量186MW,均為熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組,年發(fā)電量9×108kWh。共有3臺(tái)冷卻水塔,均為雙曲線簡(jiǎn)式鋼筋水泥結(jié)構(gòu),單塔出力50MW,塔高65m,淋水面積2000m2,采用自然通風(fēng)逆流式冷卻,薄膜式淋水方式,槽式配水。

        北方地區(qū)熱電廠冷卻水塔冬季運(yùn)行普遍存在結(jié)冰問(wèn)題,結(jié)冰會(huì)影響冷卻水塔的使用壽命,增加冷卻水塔維護(hù)費(fèi)用,威脅機(jī)組安全運(yùn)行。撫順地區(qū)冬季平均溫度在-20℃左右,機(jī)組投運(yùn)以來(lái),冷卻水塔的防凍問(wèn)題一直沒(méi)有得到很好解決。

        2010、2011年撫順石化公司熱電廠分別對(duì)2、3號(hào)冷卻水塔安裝擋風(fēng)板改造,通過(guò)2010、2011年冬季運(yùn)行情況對(duì)比分析,改造后大幅度減少了冷卻水塔各部位的結(jié)冰現(xiàn)象。

        2 存在問(wèn)題

        冷卻水塔自投運(yùn)以來(lái),在冬季運(yùn)行期間均有不同程度的結(jié)冰現(xiàn)象,嚴(yán)重時(shí)出現(xiàn)冷卻水塔人字柱鋼筋保護(hù)層脫落,鋼筋裸露,導(dǎo)致冷卻填料層損壞或脫落,甚至威脅到冷卻水塔的安全運(yùn)行。如果氣溫突然下降,冰柱由循環(huán)水水池內(nèi)側(cè)支柱一直凍到冷卻水塔頂部,不僅影響機(jī)組運(yùn)行真空,也直接影響冷卻水塔使用壽命,一旦結(jié)冰越結(jié)越大,最后可能堵死進(jìn)風(fēng)口,給機(jī)組運(yùn)行安全性、經(jīng)濟(jì)性均帶來(lái)不利影響[1]。

        3 結(jié)冰部位及原因

        1)冷卻水塔的進(jìn)風(fēng)口處。熱電廠冷卻水塔的內(nèi)壁下緣或者在擋水檐下邊緣結(jié)冰,見(jiàn)圖1。由于經(jīng)常淋不到熱水或水的流速較小,外邊冷空氣又以比較高的流速?gòu)倪M(jìn)風(fēng)口上緣進(jìn)入塔內(nèi),形成一道薄冰簾,嚴(yán)重者連人字柱一起將進(jìn)風(fēng)口的大部分封堵。

        圖1 水塔內(nèi)壁結(jié)冰現(xiàn)象

        2)填料及支撐梁上。當(dāng)機(jī)組負(fù)荷減少,循環(huán)水溫或流量降低及氣溫突降時(shí),填料下端部位及支撐梁柱上就容易結(jié)冰,見(jiàn)圖2。

        圖2 填料及支撐梁上結(jié)冰現(xiàn)象

        4 結(jié)冰的危害

        1)影響冷卻水塔的冷卻效果。冷卻水塔的進(jìn)風(fēng)口結(jié)成冰簾以后,進(jìn)風(fēng)面積減小,造成進(jìn)風(fēng)量減小,進(jìn)而影響冷卻水塔的冷卻效果。填料處結(jié)冰后,影響到填料的效率,降低了冷卻水塔的冷卻效果。

        2)增加了結(jié)構(gòu)的載重負(fù)荷。結(jié)冰后,增加了結(jié)構(gòu)的荷重,填料部分結(jié)冰后,會(huì)造成填料塌落,以前由于冷卻水塔結(jié)冰,多次發(fā)生填料脫落,造成循環(huán)水回水不暢,對(duì)機(jī)組安全運(yùn)行產(chǎn)生影響。

        3)降低結(jié)構(gòu)的使用壽命?;炷恋亩啻蝺鋈跁?huì)減少使用壽命,尤其在有裂縫的部位,更易造成混凝土的破壞。

        4)增加勞動(dòng)力及危險(xiǎn)性。冷卻水塔結(jié)冰后,通常需要人工用長(zhǎng)鐵桿將結(jié)冰打掉,不僅笨重而且容易發(fā)生落冰砸人的危險(xiǎn)[2]。

        5 采取的措施

        1)分水槽進(jìn)行封堵。為防止冬季啟停機(jī)或低負(fù)荷時(shí)冷卻水塔填料結(jié)冰,熱電廠對(duì)冷卻水塔中心填料部分的分水槽進(jìn)行封堵,達(dá)到最冷天氣時(shí),適當(dāng)增加水塔外圍填料部分的通水量,既能保證水量充足,還可以使冷卻水塔中心的填料部位形成高密度的環(huán)形降水區(qū),降低了穿過(guò)外圍填料的氣流密度,增強(qiáng)水塔外圍填料部分防凍能力。

        2)在人字柱外側(cè)安裝擋風(fēng)板。為防止冬季結(jié)冰導(dǎo)致墜落填料,在水塔人字柱外側(cè)安裝擋風(fēng)板。擋風(fēng)板采用玻璃鋼材料制成,為便于根據(jù)天氣調(diào)整循環(huán)水溫度及懸掛,可分為上下兩層或多層,上層板的頂部高出進(jìn)風(fēng)口上檐100~200mm,防止從進(jìn)風(fēng)口上檐進(jìn)冷風(fēng)。在下層板上可開(kāi)一個(gè)或多個(gè)開(kāi)啟、關(guān)閉的窗口,用于調(diào)整風(fēng)量。氣溫高于-10℃時(shí),通過(guò)減少水塔擋風(fēng)板來(lái)控制循環(huán)水溫度在要求范圍內(nèi)。氣溫低于-10℃時(shí),通過(guò)增加擋風(fēng)板來(lái)控制循環(huán)水溫度在要求范圍內(nèi)。減少擋風(fēng)板時(shí)優(yōu)先摘被風(fēng)面,增加擋風(fēng)板時(shí)優(yōu)先掛迎風(fēng)面[3]。

        6 改造效果及結(jié)論

        1)通過(guò)2010年、2011年冬季分析對(duì)比,加裝擋風(fēng)板后,結(jié)束了長(zhǎng)期困擾熱電廠冷卻水塔安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的生產(chǎn)技術(shù)難題,見(jiàn)圖3。通過(guò)加裝擋風(fēng)板后防凍效果顯著,有效控制了冷卻水塔各部結(jié)冰,達(dá)到了預(yù)期的目的。

        圖3 加裝擋風(fēng)板后圖

        2)提高了冷卻水塔冷卻效果,有效地改善汽機(jī)運(yùn)行真空,使機(jī)組真空保持在一個(gè)較為合理、穩(wěn)定的范圍,汽機(jī)真空平均升高0.5kPa,降低發(fā)電煤耗1g/kWh,按機(jī)組冬季平均發(fā)電量3.5×108kWh,入廠煤?jiǎn)蝺r(jià)800元/t計(jì)算,年節(jié)約煤量350t,降低生產(chǎn)成本28萬(wàn)元。

        3)減少由于結(jié)冰和凍融情況給冷卻水塔使用壽命造成的損失,大幅度減少冬季人工工作量,減少了維修、維護(hù)費(fèi)用,年平均節(jié)約費(fèi)用20萬(wàn)元。

        熱電廠通過(guò)對(duì)冷卻水塔安裝擋風(fēng)板,為企業(yè)帶來(lái)了很大的經(jīng)濟(jì)效益,為解決北方同類(lèi)型冷卻水塔的防凍及節(jié)能問(wèn)題做了有益的探索,所以具備一定的推廣價(jià)值。

        [1]趙振國(guó).冷卻塔[M].北京:中國(guó)水利水電出版社,1997: 1-5.

        [2]周懷春.汽輪機(jī)設(shè)備及系統(tǒng)節(jié)能[M].北京:中國(guó)電力出版社,2008:270-273.

        [3]史月濤.汽輪機(jī)設(shè)備與運(yùn)行[M].北京:中國(guó)電力出版社, 2008:73-79.

        10.3969/j.issn.2095-1493.2012.07.017

        2012-04-25)

        王鵬,2007年畢業(yè)于沈陽(yáng)工程學(xué)院(熱能與動(dòng)力專業(yè)),現(xiàn)在撫順石化公司熱電廠生產(chǎn)運(yùn)行部從事汽輪機(jī)專業(yè)技術(shù)管理工作,E-mail:wp135@petrochina.com.cn,地址:遼寧省撫順市東周區(qū)東周大街30-12號(hào),撫順石化公司中熱電廠生產(chǎn)運(yùn)行部,113004。

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