自然通风逆流湿式冷却塔蒸发水损失研究

论文摘要

循环水在冷却塔内的冷却过程是电力生产中一个十分重要的过程,循环水的冷却是靠冷却塔内接触散热和蒸发散热实现的。冷却过程中通过蒸发散热损失掉的水量是冷却塔水损失的重要组成部分,也是火电厂最大的耗水项目。蒸发水损失的产生不仅会给火电厂造成很大的经济损失,同时由于蒸发水损失会在塔顶形成“白烟”而污染周围环境。因此对冷却塔蒸发水损失进行研究具有很重要的现实意义。本文以自然通风逆流湿式冷却塔为研究对象,在分析冷却塔传热传质的基础上,建立了冷却塔蒸发水损失计算模型,并编制了此模型的求解程序。分别以某300MW和600MW机组对应的实型塔为例,计算了不同工况下冷却塔的出塔水温和蒸发水损失,并分别对比了计算出塔水温与实测出塔水温、模型计算蒸发水损失与近似公式计算蒸发水损失,对比表明两参数的相对误差均在允许误差范围内,验证了此模型用以研究冷却塔蒸发水损失的可行性。本文以某300MW机组对应的实型塔为例,先从冷却塔单独运行的角度出发,研究了进塔水温、循环水量以及环境参数对冷却塔蒸发水损失产生的影响规律。计算结果表明:其他参数不变,冷却塔进塔水温升高,蒸发水损失增加,但单位温差引起的蒸发水损失率降低;进塔水温不变,进塔水量减少,冷却塔蒸发水损失减少,但单位温差引起的蒸发水损失率升高;进塔水温不变,环境干球温度升高,冷却塔蒸发水损失减少,但单位温差引起的蒸发水损失率升高;进塔水温不变,环境相对湿度增加,冷却塔蒸发水损失减少,单位温差引起的蒸发水损失率减少。火电厂中,冷却塔和凝汽器作为冷端系统的重要组成部分,两者相互影响,相互制约。循环水量以及环境气象参数发生变化不仅会直接影响冷却塔蒸发水损失,而且还会通过影响凝汽器侧的换热性能来间接影响冷却塔的蒸发水损失。因此,为全面分析和评价冷却塔蒸发水损失,本文还以整体运行的冷端系统为研究对象,在凝汽器总换热量保持不变的前提下,研究了循环水量和环境参数变化对冷却塔蒸发水损失产生的整体影响。计算结果表明:在凝汽器换热量保持不变的前提下,环境干球温度升高,冷却塔蒸发水损失以及单位温差引起的蒸发水损失率也都升高;环境相对湿度增加,蒸发水损失减少,单位温差引起的蒸发水损失率降低;循环水量减少,冷却塔蒸发水损失以及单位温差引起的蒸发水损失率均是降低的。蒸发水损失与冷端系统节水存在极大的关系,分析蒸发水损失的最终目的在于节水。本课题的研究成果,为冷却塔节水奠定了理论基础。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 符号表
• 1 引言
• 1.1 冷却塔概述
• 1.2 冷却塔节水研究的必要性
• 1.3 本文工作
• 2 火电厂冷却塔节水技术研究现状
• 2.1 冷却塔水损失分类
• 2.2 国内外火电厂冷却塔节水技术研究现状
• 2.2.1 应用空冷技术节水
• 2.2.2 污水回用作为冷却塔补水
• 2.2.3 安装高效收水器节水
• 2.2.4 提高浓缩倍率节水
• 2.2.5 降温凝结收水
• 3 自然通风逆流湿式冷却塔蒸发水损失的计算模型
• 3.1 湿空气的性质
• 3.1.1 湿空气的组成
• 3.1.2 湿空气的状态参数及其相互关系
• 3.2 冷却塔内传热传质过程分析
• 3.3 冷却塔蒸发水损失计算模型
• 3.3.1 冷却塔通风量的计算
• 3.3.2 冷却塔出口气态的确定
• 3.3.3 蒸发水损失计算公式
• 3.4 冷却塔出塔水温的求解
• 3.4.1 冷却特性数的计算
• 3.4.2 冷却数的计算
• 3.5 冷却塔蒸发水损失计算模型求解
• 3.5.1 蒸发水损失计算模型求解依据
• 3.5.2 模型求解步骤
• 3.6 计算实例
• 3.6.1 工业塔实例
• 3.6.2 计算结果验证
• 4 自然通风逆流湿式冷却塔蒸发水损失影响因素分析
• 4.1 研究方法
• 4.2 以冷却塔为研究对象的蒸发水损失影响因素分析
• 4.2.1 进塔水温
• 4.2.2 循环水量
• 4.2.3 环境干球温度
• 4.2.4 环境相对湿度
• 4.3 以冷端系统为研究对象的蒸发水损失影响因素分析
• 4.3.1 环境干球温度
• 4.3.2 环境相对湿度
• 4.3.3 循环水量
• 5 结论
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文目录
• 学位论文评阅及答辩情况表