一種冷卻塔簾式防凍及進風自動調(diào)節(jié)節(jié)能裝置
項目背景及必要性
1.1、項目背景
雙曲線自然通風逆流濕式冷卻塔廣泛應(yīng)用于電站凝汽器循環(huán)水的冷卻，其出塔水溫直接影響凝汽器真空，從而影響冷端系統(tǒng)的經(jīng)濟性。北方地區(qū)冬季天氣寒冷，塔內(nèi)易結(jié)冰形成大量冰柱，影響水塔自然通風換熱，造成機組真空度下降，冰柱經(jīng)常墜壞填料，影響循環(huán)水撒熱效果，汽耗、煤耗增加。每天需要人工除冰，勞動量大，安全性差。因此采取一種可靠有效的水塔循環(huán)水溫度調(diào)節(jié)及防凍技術(shù)，來保持機組的設(shè)計真空度、避免水塔填料損壞和循環(huán)水水溫保持在經(jīng)濟運行參數(shù)下恒定，是非常必要的。
1.2、冷卻塔工作原理（自然通風逆流濕式冷卻塔）
水從上通過填料后往下淋，風（冷空氣）由下往上流，對流熱交換達到冷卻循環(huán)水的目的。
1.3、冰凍對冷卻塔的影響
北方寒冷地區(qū)冬季，不采取防寒措施下，塔下嚴重結(jié)冰，形成巨型冰柱。如下圖所示，造成墜壞填料、堵塞通風嚴重影響機組的經(jīng)濟運行。
普遍采用的防寒防凍技術(shù)
目前，冷卻塔普遍采用的防寒技術(shù)為以下幾種：
2.1、掛式擋風板
擋風板掛上后冬季不再拆下，直至春天天氣回暖。循環(huán)水溫度在白天氣溫升高（冬季晝夜溫差時會達到25℃以上）或氣溫周期性回暖以及升高時會急劇上升。循環(huán)水溫度升高帶來凝汽器真空不足，機組真空不能保持設(shè)計值，汽輪機效率大幅度降低，煤耗增加嚴重。此種方式不適應(yīng)天氣變化、晝夜溫差以及機組調(diào)峰。同時掛式擋風板還有以下缺點：
?掛式擋風板需每年拆、裝多次，費工、費時；
?掛式擋風板的拆、裝是由人工站在作業(yè)車上操作，因操作季節(jié)寒冷，況且為水塔運行中風大，漂移水滴嚴重，經(jīng)常因操作不慎發(fā)生人身事故，極不安全；
?掛式擋風板使用時，因安裝不規(guī)則、空隙大，防凍效果差；
?掛式擋風板綜合造價高、損耗大，需建設(shè)倉庫、購置高空作業(yè)車、運輸車輛。
2.2、白俄羅斯國家--適量活動門（空氣動力渦流調(diào)節(jié)裝置）
原蘇聯(lián)在研究氣象過程中發(fā)明的一項技術(shù)，經(jīng)過復雜的空氣動力學設(shè)計，形成“人造龍卷風”。
技術(shù)效果：
?水塔的冷卻效率提高5%~30%；
?出塔水溫多降低1℃~1.6℃；
?相應(yīng)降低發(fā)電煤耗1~1.6克/Kwh。
局限性：
?主要強化夏季冷卻效果，增加發(fā)電機組郎肯循環(huán)效率；
?價格昂貴（鋁合金材質(zhì)，500萬以上）
?門板活動角度有限
2.3、熱水簾防凍技術(shù)
在華潤錦州電廠有試驗案例，沿著塔沿內(nèi)側(cè)，加裝環(huán)形水管，間隔一定距離打孔，將未經(jīng)冷卻的循環(huán)水直接引至管內(nèi)，試圖讓水沿孔流出形成熱水簾。
存在問題：
?不能形成預想的熱水簾，而是熱水流；
?防凍效果差；
?局部區(qū)域水流濺到塔柱上，加重結(jié)冰。
冷卻塔簾式防凍及進風自動調(diào)節(jié)節(jié)能裝置
3.1、產(chǎn)品概述
系統(tǒng)采用型鋼在冷卻塔外圍進風口搭建一圈門框是的鋼結(jié)構(gòu)，每個門框上都安裝可以電動控制的堆積式快速卷簾門，可以實現(xiàn)就地控制或者遠程控制。同時在循環(huán)水凝汽器入水口安裝溫度傳感器，在冷卻塔周邊的多方位安裝測量風速和溫度的傳感器，通過對風速風向的測量，通過卷簾門及時調(diào)節(jié)進風面積。通過對塔內(nèi)溫度的監(jiān)測，實現(xiàn)對卷簾門的反饋控制，快速對循環(huán)水的水溫變化做出響應(yīng)。當水溫降低時，適當關(guān)小卷簾門，當水溫升高時，適當開大卷簾門。這樣不僅能夠起到防止結(jié)冰的目的，同時還可控制循環(huán)水的溫度，達到的運行狀況。系統(tǒng)電氣原理圖如下所示：
3.2、系統(tǒng)特點
?提高汽輪機效率，產(chǎn)生節(jié)能效益；
?采用高強度PVC織布或不銹鋼材質(zhì)，整體使用壽命最長可達20年；
?自動化智能控制卷簾，省時省力，快捷方便。
?適應(yīng)天氣變化和發(fā)電符合調(diào)整；
?解決其他防寒防凍措施不能解決的問題，可以雙向快速調(diào)節(jié)進風，保持循環(huán)水溫度在設(shè)計范圍；
?夏季不用拆卸，不影響通風；
?取代傳統(tǒng)人工懸掛防凍板措施，節(jié)省人力，提高安全性。
3.3、系統(tǒng)構(gòu)成
系 統(tǒng) 構(gòu) 成 | 鋼結(jié)構(gòu)主體 | 1套/臺 |
彩鋼瓦防護裝置 | 1套/臺 | |
堆積式快速卷簾門單元 | 30~60套/臺 | |
控制系統(tǒng) | 1套/臺 |
3.3.1、鋼結(jié)構(gòu)主體
?鋼結(jié)構(gòu)主體全部使用H鋼，分為立柱、橫梁、連接梁。立柱和橫梁分段施工，以每個門框為單位，依次進行施工。
?立柱通過預埋螺栓安裝起來，兩兩之間通過H鋼焊接起來。
?立柱高度高出冷卻塔底部1米左右，留出安裝卷簾門包廂的空間。
?橫梁和立柱焊接起來，要求橫梁有一定的傾斜度（3度），靠近冷卻塔側(cè)的稍高。
?橫梁安裝好后，通過連接梁把橫梁兩兩焊接。
?依次焊接連起來之后，鋼結(jié)構(gòu)形成一個整體，在保證不損傷冷卻塔的前提下，保證鋼結(jié)構(gòu)的強度。
3.3.2、彩鋼瓦防護裝置
?和鋼結(jié)構(gòu)一樣，彩鋼瓦也進行分段安裝，每一段彩鋼瓦都用鉚釘或者其他方式安裝在門型鋼結(jié)構(gòu)上；內(nèi)高外低的形式保證其無積水。
?彩鋼瓦上側(cè)密封，側(cè)邊的彩鋼瓦起到在不影響通風面積的前提下防護卷簾門包廂。
?彩鋼瓦之間的接縫處使用泡沫膠處理，使彩鋼瓦整體密封良好。
3.3.3、堆積式快速卷簾門單元
?在每個門型框中安裝卷簾門，依次安裝。利用立柱（H鋼）作為卷簾門的軌道（根據(jù)需要修改H鋼作為軌道）。
?并且固定好卷簾門的控制開關(guān)，為接入整個系統(tǒng)做好準備工作。
3.3.4、控制系統(tǒng)
?根據(jù)需要在合適的位置安裝各類傳感器（包括水溫傳感器、測量風速的傳感器）。
?把所有卷簾門分為若干區(qū)域，并且把所有要控制的線路接入控制單元。
?控制系統(tǒng)預留有就地控制和遠程控制。（遠程控制使用PLC或者DCS控制系統(tǒng)）
?根據(jù)需要和監(jiān)測數(shù)據(jù)，實時調(diào)節(jié)卷簾門的狀態(tài)。
3.4、現(xiàn)場圖例
3.4.1、鋼架施工
3.4.2、隨動堆積簾安裝
3.4.3、運行效果圖
