一种冷却塔帘式防冻及进风自动调节节能装置

项目背景及必要性

1.1、项目背景

双曲线自然通风逆流湿式冷却塔广泛应用于电站凝汽器循环水的冷却，其出塔水温直接影响凝汽器真空，从而影响冷端系统的经济性。北方地区冬季天气寒冷，塔内易结冰形成大量冰柱，影响水塔自然通风换热，造成机组真空度下降，冰柱经常坠坏填料，影响循环水撒热效果，汽耗、煤耗增加。每天需要人工除冰，劳动量大，安全性差。因此采取一种可靠有效的水塔循环水温度调节及防冻技术，来保持机组的设计真空度、避免水塔填料损坏和循环水水温保持在经济运行参数下恒定，是非常必要的。

1.2、冷却塔工作原理（自然通风逆流湿式冷却塔）

水从上通过填料后往下淋，风（冷空气）由下往上流，对流热交换达到冷却循环水的目的。

1.3、冰冻对冷却塔的影响

北方寒冷地区冬季，不采取防寒措施下，塔下严重结冰，形成巨型冰柱。如下图所示，造成坠坏填料、堵塞通风严重影响机组的经济运行。

普遍采用的防寒防冻技术

目前，冷却塔普遍采用的防寒技术为以下几种：

2.1、挂式挡风板

挡风板挂上后冬季不再拆下，直至春天天气回暖。循环水温度在白天气温升高（冬季昼夜温差时会达到25℃以上）或气温周期性回暖以及升高时会急剧上升。循环水温度升高带来凝汽器真空不足，机组真空不能保持设计值，汽轮机效率大幅度降低，煤耗增加严重。此种方式不适应天气变化、昼夜温差以及机组调峰。同时挂式挡风板还有以下缺点：

Ø挂式挡风板需每年拆、装多次，费工、费时；

Ø挂式挡风板的拆、装是由人工站在作业车上操作，因操作季节寒冷，况且为水塔运行中风大，漂移水滴严重，经常因操作不慎发生人身事故，极不安全；

Ø挂式挡风板使用时，因安装不规则、空隙大，防冻效果差；

Ø挂式挡风板综合造价高、损耗大，需建设仓库、购置高空作业车、运输车辆。

2.2、白俄罗斯国家--适量活动门（空气动力涡流调节装置）

原苏联在研究气象过程中发明的一项技术，经过复杂的空气动力学设计，形成“人造龙卷风”。

技术效果：

Ø水塔的冷却效率提高5%~30%；

Ø出塔水温多降低1℃~1.6℃；

Ø相应降低发电煤耗1~1.6克/Kwh。

局限性：

Ø主要强化夏季冷却效果，增加发电机组郎肯循环效率；

Ø价格昂贵（铝合金材质，500万以上）

Ø门板活动角度有限

2.3、热水帘防冻技术

在华润锦州电厂有试验案例，沿着塔沿内侧，加装环形水管，间隔一定距离打孔，将未经冷却的循环水直接引至管内，试图让水沿孔流出形成热水帘。

存在问题：

Ø不能形成预想的热水帘，而是热水流；

Ø防冻效果差；

Ø局部区域水流溅到塔柱上，加重结冰。

冷却塔帘式防冻及进风自动调节节能装置

3.1、产品概述

系统采用型钢在冷却塔外围进风口搭建一圈门框是的钢结构，每个门框上都安装可以电动控制的堆积式快速卷帘门，可以实现就地控制或者远程控制。同时在循环水凝汽器入水口安装温度传感器，在冷却塔周边的多方位安装测量风速和温度的传感器，通过对风速风向的测量，通过卷帘门及时调节进风面积。通过对塔内温度的监测，实现对卷帘门的反馈控制，快速对循环水的水温变化做出响应。当水温降低时，适当关小卷帘门，当水温升高时，适当开大卷帘门。这样不仅能够起到防止结冰的目的，同时还可控制循环水的温度，达到的运行状况。系统电气原理图如下所示：

3.2、系统特点

Ø提高汽轮机效率，产生节能效益；

Ø采用高强度PVC织布或不锈钢材质，整体使用寿命最长可达20年；

Ø自动化智能控制卷帘，省时省力，快捷方便。

Ø适应天气变化和发电符合调整；

Ø解决其他防寒防冻措施不能解决的问题，可以双向快速调节进风，保持循环水温度在设计范围；

Ø夏季不用拆卸，不影响通风；

Ø取代传统人工悬挂防冻板措施，节省人力，提高安全性。

3.3、系统构成

3.3.1、钢结构主体

Ø钢结构主体全部使用H钢，分为立柱、横梁、连接梁。立柱和横梁分段施工，以每个门框为单位，依次进行施工。

Ø立柱通过预埋螺栓安装起来，两两之间通过H钢焊接起来。

Ø立柱高度高出冷却塔底部1米左右，留出安装卷帘门包厢的空间。

Ø横梁和立柱焊接起来，要求横梁有一定的倾斜度（3度），靠近冷却塔侧的稍高。

Ø横梁安装好后，通过连接梁把横梁两两焊接。

Ø依次焊接连起来之后，钢结构形成一个整体，在保证不损伤冷却塔的前提下，保证钢结构的强度。

3.3.2、彩钢瓦防护装置

Ø和钢结构一样，彩钢瓦也进行分段安装，每一段彩钢瓦都用铆钉或者其他方式安装在门型钢结构上；内高外低的形式保证其无积水。

Ø彩钢瓦上侧密封，侧边的彩钢瓦起到在不影响通风面积的前提下防护卷帘门包厢。

Ø彩钢瓦之间的接缝处使用泡沫胶处理，使彩钢瓦整体密封良好。

3.3.3、堆积式快速卷帘门单元

Ø在每个门型框中安装卷帘门，依次安装。利用立柱（H钢）作为卷帘门的轨道（根据需要修改H钢作为轨道）。

Ø并且固定好卷帘门的控制开关，为接入整个系统做好准备工作。

3.3.4、控制系统

Ø根据需要在合适的位置安装各类传感器（包括水温传感器、测量风速的传感器）。

Ø把所有卷帘门分为若干区域，并且把所有要控制的线路接入控制单元。

Ø控制系统预留有就地控制和远程控制。（远程控制使用PLC或者DCS控制系统）

Ø根据需要和监测数据，实时调节卷帘门的状态。

3.4、现场图例

3.4.1、钢架施工

3.4.2、随动堆积帘安装

3.4.3、运行效果图