一种湿式冷却塔淋水填料热力特性的计算方法技术

本发明专利技术公开了一种湿式冷却塔淋水填料热力特性的计算方法，根据环境气象参数、出塔空气参数、运行参数和淋水填料热力性能方程式进行热力分析；通过冷却数与气水比关系，得到无风工况下的淋水填料热力系数、热力指数和热力特性方程，将基于无风工况下首次计算得到的热力系数、热力指数和热力特性方程作为初始条件，根据冷却塔实测无风工况求解热力衰减因子，最后，曲线图按时间显示热力衰减因子。该计算方法不仅能够精准计算冷却塔淋水填料的热力特性，而且实现了冷却塔淋水填料热力特性的实时监测与预测，为填料的清理和更换提供了重要的参考依据，同时为实际工程实施提供了理论基础。基础。基础。

【技术实现步骤摘要】
一种湿式冷却塔淋水填料热力特性的计算方法


[0001]本专利技术属于冷却塔
，具体涉及到一种湿式冷却塔淋水填料热力特性的计算方法。

技术介绍

[0002]湿式冷却塔是电厂应用最为广泛的冷端设备，其性能好坏直接影响发电机组运行的安全性和经济性。目前大部分冷却塔通过人工方式检测，该方式测试时间长、难度大，且测量精度准确性得不到保证，无法实现冷却塔运行状况实时监测，不能直观反映冷却塔特性实际变化，也无法实现远程在线监测，冷却塔出现异常不易被发现，进而影响冷却塔的能效性。
[0003]中国申请专利，申请号201210290800.2，公开了一种超大型湿式冷却塔雨区热力特性仿真计算方法，其中包括：建立冷却塔的雨区模拟模型，其中，设置该模型的底部直径大于110米、进风口高度大于11米；在预设不同工况的条件下，计算所述雨区模拟模型的雨滴当量直径；根据所述雨滴当量直径进行运动仿真，获取所述雨区模拟模型的热力特性数学模型。采用本专利技术，可以对不同规模、不同运行工况条件的超大型冷却塔进行模拟计算，得出了超大型雨区的热力特性。然而此方法只对超大型湿冷塔有效，且是针对雨区展开分析研究，分析具有局限性。
[0004]中国申请专利，申请号CN201310174853.2，公开了一种冷却塔热力性能评估方法及系统，所述方法基于气温边值测量，所述方法包括采集冷却塔现场运行参数和环境参数，确定水温和气温边值；计算水温变化与气温变化之间的关系，建立气温边值约束表达式；根据气温边值约束关系，建立冷却塔热力性能评估模型；根据建立的冷却塔热力性能评估模型，建立四阶龙格
‑
库塔法公式族，对冷却塔热力性能进行计算。所述系统包括监测装置，该监测装置包括运行参数和环境参数采集模块、人机交互模块、Flash存储模块、实时时钟模块及嵌入式中央处理模块。本专利技术有利于实现冷却塔热力性能实时在线评估，评估模型在基于气温边值测量下得到简化，相比已有评估方法，在保证评估精度前提下，较大减少计算时间。本方法实时性好、适应性强特点，可广泛应用于机械式逆流冷却塔现场热力性能实时评估中。然而此方法虽能保证评估精度，但是成本较高，所需配合较多。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提供一种湿式冷却塔淋水填料热力特性的计算方法，解决背景中出现的问题，实现冷却塔智能运维，提高湿式冷却塔的能效性和安全性。
[0006]为解决上述
技术介绍
中出现的问题，本专利技术的技术方案如下。
[0007]一种湿式冷却塔淋水填料热力特性的计算方法，其特征在于包括如下分析步骤：S1：确定环境气象参数、出塔空气参数和运行参数；环境气象参数包括进塔空气温度t
J
、大气压力P0和相对湿度出塔空气参数包括出塔空气温度tc；运行参数包括进塔水温tw1、出塔水温tw2、循环水流量Q
W
和过风面积S；
S2：根据湿式冷却塔的热力计算的相关公式与环境气象参数、出塔空气参数、运行参数，计算气水比λ和冷却数Ω，拟合热力系数与热力指数关系方程，得到热力系数A、热力指数m，将首次计算的热力系数、热力指数、热力特性方程作为初始条件；热力系数、热力指数计算公式：aN+mΣx＝ΣyaΣx+mΣx2＝ΣxyN为试验工况组数，Ω为冷却数，λ为气水比，A为热力系数，m为热力指数，a＝lgA，x＝lgλ，y＝lgΩ；S3：确定热力衰减因子k和热力系数、热力指数方程关系；Ω＝kAλ
m
S4：根据热力衰减因子、热力系数、热力指数的关系方程，热力衰减因子k0，0＜k0≤1，将0＜k0≤1平均分为b份，b＞0且b为整数，第p个与p+1个热力衰减因子相差ε，ε＝1/b，根据热力计算相关公式，得到相应热力衰减因子的理论出塔水温；计算每个理论出塔水温与实际测得出塔水温tw2差值，获得差值最小时对应的热力衰减因子k
b
；S5：根据热力衰减因子k
b
，热力衰减因子k
c
，k
b
‑
ε＜k
c
＜k
b
+ε，将k
b
‑
ε＜k
c
＜k
b
+ε平均分为d份，d＞0且d为整数，第q个与q+1个热力衰减因子相差η，η＝2ε/d，得到相应热力衰减因子的理论出塔水温；计算每个理论出塔水温与实际测得出塔水温tw2差值，获得差值最小时对应的热力衰减因子k
d
；S6：根据热力衰减因子k
d
，热力衰减因子k
e
，k
d
‑
η＜k
e
＜k
d
+η，将k
d
‑
η＜k
e
＜k
d
+η平均分为f份，f＞0且f为整数，第r个与r+1个热力衰减因子相差ξ，ξ＝2η/f，计算相应热力衰减因子的理论出塔水温；计算每个理论出塔水温与实际测得出塔水温tw2差值，获得差值最小时对应的热力衰减因子k
f
；S7：输出无风工况下的热力衰减因子k
f
，并记录下来，便于查看填料热力特性变化趋势，提高冷却塔性能；S8：利用曲线图显示计算得到的热力衰减因子，可按照不同时间周期显示热力衰减因子，展示淋水填料的热力特性，便于填料的清洗更换，提高冷却塔运行效率；热力衰减因子k
s
，s＝1、2
……
s与时间t
s
，s＝1、2
……
s的关系：k1＝f(t1)k2＝f(t2)k3＝f(t3)
……
k
s
＝f(t
s
)根据计算得到的热力衰减因子与测得数据的时间，可拟合得到热力衰减因子与时间的关系方程，根据热力衰减因子与时间的关系方程推断出淋水填料热力性能降低的趋势，预测更换淋水填料的时间，以保证冷却塔运行效率；S9：计算结束。
[0008]所述环境气象参数、出塔空气参数和运行参数分别通过环境气象参数传感器、出塔空气参数传感器和电厂DCS系统获得。
[0009]所述环境气象参数传感器布置在距离冷却塔20～50m区域，呈环形绕塔周向布置；
所述环境气象参数传感器布置数量为M个，4≤M≤30，M为整数。
[0010]所述出塔空气参数传感器布置在塔内除水器上方区域，在相互垂直的两条直径上布置；所述出塔空气参数传感器布置数量为L个，36≤L≤120，L为整数。
[0011]所述分析步骤S2中，分别通过以下热力学计算公式求解气水比λ与冷却数Ω：分别通过以下热力学计算公式求解气水比λ与冷却数Ω：其中，C
w
为水的比热容，Δt为进出塔水温差，k为蒸发热量系数，n为进出塔水温差的等分数目，n＞0且n为整数，Δh
u
为第u个水温相对应的饱和空气比焓与空气比焓之差，u＝0、1、2
……
n，G
a
为进塔干空气量，Q
W
为循环水流量。<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种湿式冷却塔淋水填料热力特性的计算方法，其特征在于包括如下分析步骤：S1：确定环境气象参数、出塔空气参数和运行参数；环境气象参数包括进塔空气温度t
J
、大气压力P0和相对湿度出塔空气参数包括出塔空气温度tc；运行参数包括进塔水温tw1、出塔水温tw2、循环水流量Q
W
和过风面积S；S2：根据湿式冷却塔的热力计算的相关公式与环境气象参数、出塔空气参数、运行参数，计算气水比λ和冷却数Ω，拟合热力系数与热力指数关系方程，得到热力系数A、热力指数m，将首次计算的热力系数、热力指数、热力特性方程作为初始条件；热力系数、热力指数计算公式：aN+mΣx＝ΣyaΣx+mΣx2＝ΣxyN为试验工况组数，Ω为冷却数，λ为气水比，A为热力系数，m为热力指数，a＝lgA，x＝lgλ，y＝lgΩ；S3：确定热力衰减因子k和热力系数、热力指数方程关系；Ω＝kAλ
m
S4：根据热力衰减因子、热力系数、热力指数的关系方程，热力衰减因子k0，0＜k0≤1，将0＜k0≤1平均分为b份，b＞0且b为整数，第p个与p+1个热力衰减因子相差ε，ε＝1/b，根据热力计算相关公式，得到相应热力衰减因子的理论出塔水温；计算每个理论出塔水温与实际测得出塔水温tw2差值，获得差值最小时对应的热力衰减因子k
b
；S5：根据热力衰减因子k
b
，热力衰减因子k
c
，k
b
‑
ε＜k
c
＜k
b
+ε，将k
b
‑
ε＜k
c
＜k
b
+ε平均分为d份，d＞0且d为整数，第q个与q+1个热力衰减因子相差η，η＝2ε/d，得到相应热力衰减因子的理论出塔水温；计算每个理论出塔水温与实际测得出塔水温tw2差值，获得差值最小时对应的热力衰减因子k
d
；S6：根据热力衰减因子k
d
，热力衰减因子k
e
，k
d
‑
η＜k
e
＜k
d
+η，将k
d
‑
η＜k
e
＜k
d
+η平均分为f份，f＞0且f为整数，第r个与r+1个热力衰减因子相差ξ，ξ＝2η/f，计算相应热力衰减因子的理论出塔水温；计算每个理论出塔水温与实际测得出塔水温tw2差值，获得差值最小时对应的热力衰减因子k
...

【专利技术属性】
技术研发人员：李宁，李冠一，张同赛，李爱华，齐建秋，姜召星，吴修贤，田恒硕，王中华，杨玉杰，
申请(专利权)人：济南蓝辰能源技术有限公司，
类型：发明
国别省市：