电厂循环冷却水系统水损失变化规律及节水方法研究

论文摘要

循环冷却水系统的耗水量在电厂用水总量中占据了很大的比例,而湿式冷却塔的蒸发损失又是循环冷却水系统各项水损失中最大的一项,是电厂节水工作的重中之重。循环水系统节水工作的开展不仅可以节约大量的水资源,而且能够减少污水排放量,保护环境。因此,研究湿式冷却塔蒸发损失的变化规律,进而找出有效的节水措施具有非常重要的现实意义。本文以某300MW机组所对应的自然通风逆流湿式冷却塔为例,利用所建立的冷却塔蒸发损失计算模型进行求解,分析了夏季和冬季典型工况下,冷却塔蒸发损失随进塔水温、进塔循环水量的变化规律。计算结果表明：当进塔循环水量及环境气象参数保持不变时,无论对于夏季工况还是冬季工况,冷却塔蒸发损失均随进塔水温的降低呈明显减少的趋势；若进塔水温和环境气象参数保持不变,当以孤立的冷却塔为研究对象时,蒸发损失会随进塔循环水量的减小而减少。但当以整个冷端系统为研究对象时,进塔循环水量的变化并不会带来蒸发损失的明显变化,可见,在不改变循环冷却水系统原有布置方式的前提下,单靠减小进塔循环水量,并不能获得理想的节水效果。本文通过定义冷却塔进塔循环水热量,将进塔水温或进塔循环水量的变化统一为进塔循环水热量的变化,经分析可知：随着冷却塔进塔循环水热量的减小,蒸发损失也是减少的。在此基础上,提出了循环冷却水系统节水改造的新思路：即通过对原有的循环冷却水系统进行合理改造,减小冷却塔的进塔循环水热量,从而减小冷却塔的蒸发损失,实现循环冷却水系统节水的目的。本文提出了将热管换热器应用于循环冷却水系统节水改造时的两种布置方式,并分析了两种布置方式对凝汽器进口水温的影响：对于串联布置方式,改造后凝汽器的进口水温相对于改造前会有所降低；对于并联布置方式,改造后凝汽器的进口水温则可能高于改造前。本文还对两种布置方式的节水效果进行了分析：无论对于冬季工况还是夏季工况,两种布置方式的节水量均随着循环冷却水在热管换热器中换热量的增加而增大；对于并联布置方式而言,热管换热器的换热量一定时,循环水在热管换热器中的温降越小,改造后的节水量越大。本文以某300MW机组为例进行了热管换热器的设计计算,并对改造后的节水效益进行了分析,冬季时节水效果较好,夏季时节水量则有所下降。本课题的研究成果,为电厂循环冷却水系统的节水改造奠定了理论基础,提出了通过使用热管换热器降低冷却塔进塔循环水热量,进而减少冷却塔蒸发损失的节水改造方案,开辟了循环冷却水系统节水研究的新思路。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 符号说明
• 1 引言
• 1.1 研究背景
• 1.2 电厂循环冷却水系统介绍
• 1.2.1 开式循环冷却水系统（湿冷系统）
• 1.2.2 闭式循环冷却水系统（空冷系统）
• 1.2.3 空冷系统与湿冷系统的比较
• 1.3 本文工作
• 2 循环冷却水系统节水改造研究现状
• 2.1 干湿式并列冷却系统
• 2.2 城市中水回用于电厂循环冷却水系统
• 2.3 电厂循环水余热利用技术
• 2.4 冷却塔出塔水蒸气凝结技术
• 2.5 蒸发式冷凝器应用于电厂冷端系统的设想
• 2.6 本章小结
• 3 湿式冷却塔蒸发损失计算模型及影响因素研究
• 3.1 湿式冷却塔蒸发损失计算模型的建立
• 3.1.1 湿空气及其状态参数
• 3.1.2 冷却塔内传热传质过程分析
• 3.1.3 冷却塔蒸发损失的计算
• 3.2 蒸发损失计算模型的求解及计算实例
• 3.2.1 蒸发损失计算模型的求解过程
• 3.2.2 计算实例
• 3.3 蒸发损失影响因素研究
• 3.3.1 进塔水温的影响
• 3.3.2 循环水量的影响
• 3.3.3 进塔循环水热量的影响
• 3.4 本章小结
• 4 热管换热器在循环冷却水系统节水改造中的应用
• 4.1 热管与热管换热器
• 4.1.1 热管技术简介
• 4.1.2 热管换热器的发展及应用
• 4.1.3 热管换热器的优点
• 4.2 热管换热器的布置方式
• 4.2.1 串联布置方式
• 4.2.2 并联布置方式
• 4.2.3 两种布置方式对凝汽器进口水温的影响
• 4.2.4 两种布置方式节水量的比较
• 4.3 热管换热器设计计算
• 4.3.1 设计计算方法
• 4.3.2 实例计算
• 4.4 本章小结
• 5 结论
• 参考文献
• 致谢
• 学位论文评阅及答辩情况表