冷却塔补水运行方式优化

王斌

摘要：通过我公司冷却塔补水方式的分析，探讨补水改自流的可行性，介绍了改自流后冷却塔补水的运行方式、经济性以及稳定性。

关键词：冷却塔;补水方式;改自流

一、前言

近年来，我们发现冷却塔补给水泵运行时，冷却塔水位一直保持高水位运行，造成冷却塔溢流的同时也浪费了厂用电，违背了节能降耗的原则。针对这些问题，优化冷却塔补水方式刻不容缓。

二、系统简介

我公司三台机组共用两座冷却塔，冷却塔补水水源是由净水站提供经过净化处理的循环水系统补给水，为长江地表水。循环水系统补充水工艺流程：

原水（长江水）→补给水泵→反应沉淀池→补给水池→升压→冷却塔集水池

在升压这一阶段，我公司目前采用升压，即通过3台冷却塔补给水泵对冷却塔集水池进行补水。

而在冷却塔补给水池入口门前至冷却塔补给水泵出口母管上接有一根旁路管，正常运行时为冷却塔补给水泵一用两备，冷却塔补给水旁路门关闭。

具体情况如图1：

三、运行情况分析

总结2016年全年运行方式，我公司在1、10、11、12月发电任务较轻，4个月为单机连续运行，2月到5月这4个月期间为双机连续运行，而6月到9月为迎峰度夏期间，电网负荷需求大，这4个月为三套机组连续运行。三种运行方式相应的冷却塔平均补给水量大约在280t/h、500t/h以及700t/h。考虑到平常冷却塔1.8至2m水位的调节余度，根据运行方式增开冷却塔补给水泵是我公司往年调节冷却塔水位的主要方式。

我公司冷却塔补给水泵规范如表1：

根据表1可知我公司冷却塔补给水泵单台泵流量约为450—600t/h，针对单机连续的运行方式，单台泵的补水量远大于单台机组需求的280t/h。而冷却塔的余量很大，在1.8到2.0m之间运行即可，这个变化时间差不多要8h。正常运行时，在冷却塔高水位时停补水泵，低水位时启泵是我公司以往的运行方式，这样避免了冷却塔溢流的同时也节省了厂用电，但是频繁启停冷却塔补给水泵，会加速其老化过程，增加设备检修成本。

双机连续的运行方式下，机组所需补给水量500t/h左右，由于有冷却塔1.8至2.0m水位的调节余度，只需单台泵连续运行即可。

三台机连续运行时则需在单台冷却塔补给水泵长期运行的同时，适当增开第二台补给水泵，极大的增加了冷却塔补水泵的电耗。

针对上述运行数据，根据原有设计方案中一直关闭未使用的冷却塔补水旁路门，提出冷却塔补给水优化运行方案。

四、优化方案

（一）优化方案：

根据图1、结合当初现场设计图纸，可以看出冷却塔补给水池地面以上高度约为2.5米左右，而冷却塔集水池最高水位为地面0米以下，利用之间的高度差、结合旁路管道管径450mm远大于补给水管道的300mm，提出了通过调整冷却塔补给水旁路管截止门控制补水量、停运冷却塔补给水泵的优化方案。

首先，对深埋地底的旁路手动门上进行改造，加装在0m可以操作的套管，方便运行人员随时对旁路手动门进行调节，从而达到控制旁路的流量的目的。改造后补水旁路门就地情况如图2：

总结我公司2016年的三种运行方式，由于开机前需要大量补水制水，于是在开机前联系化水做了相应的试验，停用补给水泵，通过调节冷却塔补给水旁路手动门，将冷却塔补给水流量缓慢升至三台机补给水需求最大的700t/h且稳定运行一段时间，此时补给水旁路手动门开度大约在60%。可以看出旁路手动门可调节幅度还很大，之后再次试验测出旁路门全开最大补水量1200t/h，结合冷却塔1.8至2.0m水位的调节余度，完全可以满足我公司各运行方式的补给水量需求。

（二）优化后的安全性：

自3月份优化方案改造完成后，对近5个月时间的运行情况观察，优化后新的补水方式并没有对原制水造成太大的影响。相对以往的运行方式，其中影响较大的就是由于补水旁路手动门的开度只能通过就地调节，所以调节冷却塔补水流量需要就地与盘面的配合。

首先开足两台冷却塔的补水电动门，在停运冷却塔补给水泵后，通过在就地调节套在补水旁路门上的套管，在盘面上观察补给水流量的变化，根据冷却塔水位调节补水旁路的流量。由于旁路门开度一定时，补水压力恒定，流量稳定，调节至当前运行方式所需流量后，当冷却塔水位高至2.0m且不要求溢流时，则可在盘面上关闭冷却塔补水电动门;而当冷却塔水位地低至1.8m时，开启冷却塔补水电动门进行补水;当化学水池需要大量补水时，关闭冷却塔补水电动门，防止其与化学水池抢水。

优化方案实施后5个月以来，在补给水泵停运的前提下，冷却塔补给水全由旁路门进行调节，在维持机组安全运行的同时，还避免了频繁启停补给水泵，降低了泵的故障率，提高了冷却塔补水的安全性。

（三）优化后的经济性：

根据优化方案，自2017年3月份开始停运补给水泵，改用旁路门控制补水流量。

优化方案实施前，就地查看冷却塔补给水泵开关显示屏电流94A，电压380V。由于补给水泵出口具有节流的功能，翻查2016年数据得每天单台补给水泵流量按400t/h计，功率因素由于泵长期运行老化严重取0.6计。

针对2016年三种运行方式，按 公式估算三种运方下停运补给水泵带来的经济效益。

单机连续运行补给水泵每天电耗：

*380*94*（280*24/400）*0.6/1000=623.6kwh

雙机连续运行补给水泵每天电耗：

*380*94*24*0.6/1000=890.9kwh

三套机组连续运行补给水泵每天电耗：

{ *380*94*24*0.6+ *380*94*（700-400）*24/400*0.6}/1000= 1559.1kwh

根据2016年运行的方式，预估2017年3月优化后合计节省的补给水泵总电耗：

623.6*90+890.9*60+1559.1*120=296670kwh

按厂用电价0.584元/千瓦时计，共节约296670x0.584=173255.28元

而实际优化后，分别取2016、2017年4、5、6、7月四个月化水变电量数据绘制表格如表2：

对比四个月的化水变电量大致可以算出通过停运补给水泵节省的电量分别为：31842、27918、28404、39242kwh。由于2017年以来运行方式多为双机、三台机顶峰，由此估算每个月节省电量为35542kwh，从而得出2017年3月优化后9个月节省电量约为35542*9=319878kwh。

以电价0.584元/kwh计，优化后可节省319878*0.584=186808.752元

由于2018年和2017年运行方式存在差异，且供热量将大幅增加，所以综合预估计算和优化后数据对比，预计2018年全年节省的厂用电金额可以达到38万元。在不增加固定资产投入的情况下，使冷却水补给水泵用电大大降低，提高了冷却塔补水的经济性。

五、结束语

通过调整冷却塔补给水旁路门的运行方案，减少了冷却塔补给水泵运行时间，也降低了冷却塔补给水泵故障率，降低冷却塔补给水泵电耗，提高冷却塔补给水运行的安全性、经济性。

参考文献

[1]何川、郭立君，泵与风机，中国电力出版社，2008.06。

[2]张爱敏，电厂化学设备运行，中国电力出版社，2005.04。