简要信息

【获奖类型】应用一等奖
【任务来源】西南电力设计院
【课题编号】水-0203202006
【课题起止时间】2006年5月～2007年10月
【完成单位】水力学所
【主要完成人】赵顺安、廖内平、宋志勇、唐  勇、纪  平、冯  晶、谭水位、张丽娟

    立项背景

    火力发电厂的运行需消耗大量的冷却水，虽然近海地区很多电厂冷却水系统采用了海水直流冷却，但一些厂址由于距离海岸较远，取水规模大，因此，取排水工程投资大，经济性较差，随着国家对沿海水域环境保护法规的逐步完善和提高，由于电厂排放的热水对近海的生态造成一定的影响，大量排放也将受到更加严格的限制，使得沿海的电厂须采用海水循环技术，即海水冷却塔。

    国外海水循环冷却技术已有成功运行经验，约有50多年的研究历史和40多年的应用经验，如：美、英、法、德、南非等国家已经有比较多的应用，据初步统计国际上已有60多个电厂采用海水冷却塔。国外大型海水冷却塔积累了大量的设计、施工、运行、管理经验，这些技术基本掌握在企业内部，公开报道可借鉴的资料较少见，其研究工作由于是企业行为，所以，研究局限于应用层面，而未能系统全面进行。

    国内大多数采用循环冷却方式运行的电厂都是采用淡水冷却塔，海水冷却塔虽然已有成功运行实例，但并不普遍，而且规模较小。到目前为止，国内电厂还没有一个在运行的大容量（200MW以上）机组采用海水冷却塔工艺，对海水冷却的研究和探索，国内有关单位进行了一些工作。20世纪90年代开始，我国已将海水循环冷却技术先后列入“八五”、“九五”、“十五”国家重点科技攻关项目，取得了可喜进展，100m3/h海水循环冷却工业试验已经完成，3500m3/h示范工程在天津碱厂建成，14000m3/h示范工程在深圳福华德电厂建成。主要研究成果集中在海水缓蚀剂、阻垢分散剂、菌藻杀生剂等方面技术上。海水冷却塔工艺设计技术并未取得进展，如海水冷却塔与淡水冷却塔的热力特性差别及其原因、海水冷却塔的塔芯材料、塔型结构、运行等方面相关问题还有待进一步研究。而这些问题都是海水冷却塔的设计所必须解决的，因此，有必要对此进行比较系统的研究，从而为海水循环冷却技术在我国的广泛应用提供必要的理论依据，为海水冷却塔的设计奠定基础。

    研究内容

    主要研究内容包括：

    研究项目的主要技术内容是大型海水冷却塔设计所面临和必须解决的工艺技术问题。海水冷却塔的热力特性与阻力特性、中国近海的海水特性、海水循环的浓缩倍数、海水水质对冷却塔塔芯材料是否有特殊要求等。

    （1）中国近海岸典型海水盐度分布；

    （2）海水与淡水冷却塔热力特性差异的影响因素和机理；

    （3）不同海水盐度填料的热力及阻力特性；

    （4）不同海水水质对热力特性的影响评价办法与换算公式；

    （5）提出海水冷却塔热力阻力计算方法或修正公式；

    （6）国内外现有塔芯材料的特点及国内适合海水冷却塔的塔芯材料；

    （7）国外海水循环的浓缩倍数及确定浓缩倍数的依据与原则；

    （8）适应不同海水水质的填料改进方案。

    创新点

    主要创新点包括：

    （1）在国内首次系统地对海水冷却塔工艺技术进行研究；

    （2）从理论上提出了海水冷却塔的热力特性与海水水质的关系和计算公式，较好地解决了海水冷却塔热力特性与淡水冷却塔的相关关系，为海水冷却塔的热力计算提供了理论依据；

    （3）国外对于海水冷却塔的热力特性修正是在假定蒸发散热量为80%的条件下给出的，实际冷却塔的蒸发散热并不是80%，本项目给出的修正公式克服了假定蒸发散量的不足，公式计算结果与模拟试验结果吻合良好，更具普遍性。

    应用前景及社会经济效益

    研究成果已经用于浙江宁海发电厂二期工程的13000㎡、10万t/h的海水冷却塔，海水冷却塔的采用对于我国沿海的经济发展与海洋生态环境的保护及节约淡水资源，具有重大的社会效益。目前，我国沿海新建的电力工程中已经有很多在研究采用海水冷却塔的方案，如广东台山电厂的扩建、潮洲三百门电厂的扩建、浙江乌沙山电厂扩建、天津北疆电厂新建工程等。

    项目研究成果，已写入中国电力工程顾问集团公司编制的“海水冷却塔的设计导则”，成为我国大型海水冷却塔设计的指导原则。计算公式已被华北电力设计院所编制的冷却塔热力计算程序采用。项目研究成果也已经用于天津北疆电厂1000MW机配套的12000㎡海水冷却塔的设计。

海水冷却塔淋水填料室内模拟试验台

宁海电厂2×1000MW机组配套2座13000㎡海水冷却塔