[摘 要] 针对吉林吉长电力有限公司四平热电分公司机组冷却水塔配水系统运行效果不好等问题，进行了分析探讨，对冷却水塔原钢筋混凝土损坏的水槽更换为玻璃钢式水槽，裂纹的水槽采用修补衬胶、配水系统进行技术改造设计，计算确定淋水部件喷嘴口径的大小、加长管等等。通过改造，增加了淋水面积，减少了维护量，取得了良好效果，获得很好的经济效益。 1 前言 自然通风冷却塔是火力发电厂汽轮机机组关键的设备之一，其冷却效果的好坏，从表面、看不出直接经济效益;无形中间接影响机组的真空、煤耗、发电量等经济数据。冷却塔内热水、冷气的交换，可分三个阶段：配水溅散系统段、填料段及淋水雨区段。配水溅散系统段水温最高，是水、气的冷热交换关键位置，热水从主水槽通过分水槽进入配水槽底安装的溅水装置进行配水，配水系统的好坏除直接影响到水塔的冷却效果外。
[摘 要] 针对吉林吉长电力有限公司四平热电分公司机组冷却水塔配水系统运行效果不好等问题，进行了分析探讨，对冷却水塔原钢筋混凝土损坏的水槽更换为玻璃钢式水槽，裂纹的水槽采用修补衬胶、配水系统进行技术改造设计，计算确定淋水部件喷嘴口径的大小、加长管等等。通过改造，增加了淋水面积，减少了维护量，取得了良好效果，获得很好的经济效益。
1 前言
自然通风冷却塔是火力发电厂汽轮机机组关键的设备之一，其冷却效果的好坏，从表面、看不出直接经济效益;无形中间接影响机组的真空、煤耗、发电量等经济数据。冷却塔内热水、冷气的交换，可分三个阶段：配水溅散系统段、填料段及淋水雨区段。配水溅散系统段水温最高，是水、气的冷热交换关键位置，热水从主水槽通过分水槽进入配水槽底安装的溅水装置进行配水，配水系统的好坏除直接影响到水塔的冷却效果外。
以20万千瓦机组为例，在同一工况下循环水温多降低1-2℃，按此值估算经济效益，取循环水温为多降低1.3℃，根据凝汽器特性曲线查得，真空可提高1.OKpa;当回水温度降低1℃时，真空度提高1%，汽机微增动提高0.75%，节约燃煤、多发电二者每年可产生经济效益四百多万元。
2 冷却塔运行情况
四平热电分公司现有两座双曲线自然通风冷却水塔，淋水面积均为2000m2，冷却水塔配水系统以槽式配水为主，采用钢筋混凝土式配水系统，水塔运行至今已有十多年时间，目前存在水槽内水流过快，循环的热水得不到充分的冷却，水塔内水温过高，影响冷却效果，水塔内及冷却水温比其它电厂水塔温度明显高得多。配水系统是冷却塔内热水分配的关键部位，循环的热水从主水槽通过配水槽底部安装的喷溅装置进行配水，配水系统的好坏除直接影响到冷却塔的冷却效果外，淋水不均和淋水密度过小，也是造成冷却水塔循环水运行冷却不佳的原因之一。
根据现场实际观察发现，运行效果不好的主要原因：水塔配水系统中喷嘴的口径过大，喷溅装置与水槽底距离过短，喷溅溅射的位置不理想，水槽损坏、倒塌，使淋水密度过高，进行循环的热水得不到充分的冷、热交换，每年检修维护量大，增加检修费用成本，并且不利于公司的安全经济运行。为满足生产工艺的要求，降低能耗成本，优化运行。故应对冷却水塔的配水系统及淋水部件进行一次改造。
3 配水系统存在的问题及原因分析
3.1 喷嘴设计不合理
根据实际运行状况观察，进水塔就能感觉到未换小喷嘴的区域温度偏高。由于水塔内喷嘴口径过大，水塔内喷嘴口径全部采用￠34mm，喷嘴口径过大，水槽水位还是偏低，冬季水量小时，水无法到达水塔最边缘，喷溅装置无法形成足够水压，形成配水不均，目前存在水槽内水流过快多流到淋水填料内，造成循环的热水在填料孔腔内冷热交换不充分。水槽内水位极低，水头压力小，水无法溅散开;循环的热水得不到充的冷却，水塔内水温过高，到了冬季运行时也极易结冰。
3.2 喷溅装置与水槽底距离过短
由于冷却水塔内喷溅装置杂乱、不规整，含有老式的喷溅与水槽底距离设计不合理过短，这些喷溅下盘距离过短，极易阻塞，齿间间距大，水头压力小，造成进入的水滴无法溅散开，造成溅水的效果不理想，达不到充分的冷却作用效果。
3.3 喷溅溅射位置不理想
由于水塔内喷溅装置与水槽底距离过短，靠近大水槽、梁的位置，循环的热水无法溅到填料上，单个喷溅装置水头适应性差，喷溅装置缺少加长管，水溅射水槽外底砼构建，也是造成钢筋混凝土式水槽损坏的原因之一。加长后水位落差加大，适应性更强，同时喷溅装置加长后，避免了循环的热水长期溅射到水槽外底部，冲坏水槽。
3.4 喷溅装置阻塞不畅通
由于冷却水塔运行期间，主水槽底部砼片水中杂物，破损的塔芯填料碎片，砼水槽片剥落，塔壁上的青苔，防腐涂料皮等杂物，极易阻塞喷溅装置，造成喷溅处于阻塞或半阻塞状态，无形中造成喷溅装置达不到充分的运行，有一部分法兰螺口破裂，无法连接喷溅装置，造成多处喷溅装置脱落，无法安装，只好将法兰入水口堵死，使水塔内喷溅装置运行数量减少，造成各个部位配水不均，使喷溅装置溅水量满足不了运行水量的要求，还造成一部分水从水槽边溢出，形成大的溢水流，达不到溅水均匀细小，造成喷嘴不通水或通水量减少，降低了冷却水塔的冷却效率。
3.5 钢筋混凝土式水槽出现损坏裂纹
四平热电公司属东北较寒冷地区，冬季运行水塔大量结冰，钢筋混凝土式在制作时存在毛细孔，毛细孔内含存一定量水份结冰冻胀，由于混凝土抗压不抗胀，使部分梁、柱、水槽、塔筒酥粉，剥皮，露筋。加上长期在有腐蚀水气冲刷下，至使梁、水槽等开裂断落，特别是水槽出现裂纹、倒塌问题，严重影响冷却水塔的安全运行(见下图)。
4 改造措施及办法
4.1 喷嘴口径确定
冷却水塔重新配水，由于水塔内喷口径过大，水量过快过多流到淋水填料内，造成循环的热水在填料孔腔内冷热交换不充分。将冷却水塔内的老喷嘴进行全部折除，更换上经计算后确定小口径的喷嘴2000个，将塔内中央竖井周围喷嘴口径改用￠26mm，把水调到水塔四周喷淋，同时增加水槽内水位高度，形成水压，使热水充分均匀溅散开，喷溅效果更加理想，冬季水塔运行也不易结冰。喷嘴口径由θ34mm改为θ26mm，减小单位淋水密度，使水少量慢慢经过淋水填料内，进行充分的冷热交换，以达到降低冷却水温目的。
4.2 喷溅装置与水槽底距离加长
由于冷却水塔内喷溅装置与水槽底的距离过短，极易阻塞外，水头压力小，水滴无法溅散开，在喷溅装置与法兰之间增加160mm长的一段加长管，统一尺寸，这样使水压加大，溅水半径增大，溅水均匀细小，利于冷热交换。
4.3 喷溅溅射位置加长
在主水槽、配水槽两侧的喷溅因没有加长，溅出的水一部分溅在水槽壁上，在水槽壁上形成水流，在主、配水槽下方无水，形成中空，通过在主、配水槽两侧的喷溅装置增加300mm特长管，使水直接溅落到主、配水槽下方的填料上，这样才能充分利用淋水面积，提高冷却塔的效率。
4.4 在喷溅装置进水口法兰上加装YSD-20型喷咀防阻滤网
目前各电厂唯一办法是采用停塔人工掏通，有时刚投入使用一段时间，水塔本身内部的砼片等杂物就阻塞了喷咀，无形中造成至少10%喷咀不运行，有的只好在运行时掏阻喷咀，给工作人员造成一定的安全隐患，掏阻时不小心造成桶坏喷溅装置，每年需更换一定量喷溅装置，同时桶下的杂物流落到填料孔腔内造成填料孔腔阻塞，缩短填料使用年限，影响填料通风和冷热交换，以上都是造成冷却塔的冷却效率下降的原因。
采用在喷溅装置进水口法兰上加装YSD-20型喷咀防阻滤网，使大于喷咀口径的杂物不能流进喷溅内阻塞喷咀，即使有部分网眼阻塞，仍能保证水的流入量，这样就能保证水塔运行一个检修周期，等停塔后将水槽内及网上的杂物取出，提高冷却效率，增加经济性，使冷却塔一年四季都处在良好的运行状态下，使设备完好率及使用周期有一个新的突破。
防阻网选用UPVC工程塑料，结构合理，耐腐蚀，不用防腐，质量轻，具有良好的耐酸碱化学性能，具有良好的耐老化性能，使用年限不少于15年，安装方便，网眼直径小于15mm，保证进入喷咀内杂物不阻塞喷溅装置和淋水填料孔腔，使喷溅装置正常运行。
4.5 钢筋混凝土式水槽的处理
由于部分钢筋混凝土式水槽出现破损、裂纹、倒塌，针对这个问题，采用新型材质环氧玻璃钢，对出现裂纹、破损的水槽采用三布四油环氧玻璃钢防腐修补加固方式，对倒塌的水槽采用拆除原钢筋混凝土式水槽，更换为玻璃钢水槽，玻璃钢材质水槽重量轻，内壁光滑耐磨，水流速度快，不易结垢，水阻损失小，有良好的耐酸碱化学性能，有良好的耐老化性能，周边基础支撑构件可以减少，基础成本下降，无砼片二次污染，使用本产品，能有效减少通风阻力，提高冷却效率; 能替代防腐涂料施工，使砼梁与冷却水隔离，不会产生冻胀，保护砼结构，且无砼片二次污染，玻璃钢表面光滑不吸附水，缩短水在砼梁停留时间，冬季不易结冰，在冷却水塔的使用介质条件下，使用寿命近三十年，维护费用几乎为零。(见下图：环氧玻璃钢材质水槽)
5 配水系统改造后的效果
通过以上的改造，使水塔淋水密度均匀，最大限度的提高水塔经济运行，使电厂能优化高效运行。在同一工况下循环水温比现运行工况可降低1.20C,按此值估算经济效率，取循环水温为1.20C，根据凝汽器特性曲线查得，真空可提高1.0kpa，三台汽轮机汽耗均为4.17kg/kw.h(实际)折热耗为4.17×820×4.18=14293.09kg/kw.h，从而根据下列公式求得真空提高节省标煤量：
T =3.48×10-7×△pt×Nt×Qt×Ct
=3.48×10-7×1×10×104×14293.09×10×30×24
=3581276.63 kg
(式中T-1台机省煤量kg
△pt=机组真空提高值
kpa Nt—机组额定功率
kw Qt—机组热耗 kg/KW.h
Cr—机组运行小时 10个月)
根据以上计算，节省原煤3581.28吨，电厂原煤入厂价按400元/吨，由此可见每年节约燃料费用约143万元;当回水温度降低1℃时, 真空度提高1%,汽机微增动提高0.75%, 即10MKw机组,微增加动力为750Kw, 10个月按10×24×30×750=5400000Kw, 能多发电540万Kw, 每度电按0.50元计算, 多产生效益270万元。二者每年可产生效益413万元。
6 经济效益评估
a. 满足设计时的水处理量，减少水槽溢流;使水塔淋水均匀，淋水密度一致，没有中空现象，水塔冬季可减少结冰。
b. 每年可节省运行时人工掏阻及安全性：减少掏阻时损坏喷溅;减少掏阻杂物掉下阻塞淋水填料孔腔，减少每年被冰拖下的填料、托架、砼梁等维修费用。
c. 提高喷溅装置有效工作效率，提高水塔的冷却效果。
d. 配水系统的改造投资，节省平时的维修、防腐费用。
