CN109373778B - 一种逆流式自然通风冷却塔冷却能力评价及验算方法 - Google Patents
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Abstract
一种逆流式自然通风冷却塔冷却能力评价及验算方法，该方法依据逆流式自然通风冷却塔性能试验数据获取冷却塔试验热力性能曲线及公式；根据设计进塔空气参数、设计进塔水温、设计出塔水温及设计冷却塔热力性能曲线或公式，迭代计算设计气水比及设计冷却数，获取出塔水温对冷却数修正曲线及公式和冷却塔工作特性曲线及公式；通过绘图及调用设计参数，验算上述计算过程的准确性；根据设计工况参数，按冷却塔试验热力性能曲线，计算出修正到设计进塔空气参数、设计进塔水温以及设计气水比下的出塔水温及冷却水温差；与设计工况下的设计冷却水温差加以对比，并计算冷却塔的冷却能力。
Description
技术领域
本发明涉及一种逆流式自然通风冷却塔冷却能力评价及验算方法，属火力发电运行技术领域。
背景技术
冷却塔冷却能力评价方法是逆流式自然通风冷却塔性能试验的核心环节，《NDGJ89-1989工业冷却塔测试技术规定》、《DLT1027-2006工业冷却塔测试规程》以及《CECS-2000冷却塔测试验收规程》等行业标准普遍推荐冷却水温对比法和冷却水量对比法。由于进塔空气流量测量存在较大的不确定度，现场冷却塔性能试验多采用冷却水温对比法。现有冷却水温对比法是根据实测工况参数，按设计或制造单位提供冷却塔热力性能曲线或公式，计算出实测参数下冷却水温差⊿td，并与该工况下的实测冷却水温差⊿tt进行比较，得到冷却能力η。显然，该方法需对各试验工况逐一进行评价，再取各工况冷却能力的平均值作为最终试验结果，计算任务十分繁重；同时，几项标准均仅给出冷却水温对比法的大致求解步骤，未列举详细计算案例及步骤，这使得试验人员无从验证自身计算的准确性。
发明内容
本发明的目的是，针对现有冷却塔冷却能力评价方法存在的问题，本发明提供一种逆流式自然通风冷却塔冷却能力评价及验算方法。
实现本发明的技术方案如下，一种逆流式自然通风冷却塔冷却能力评价及验算方法，所述方法依据逆流式自然通风冷却塔性能试验数据获取冷却塔试验热力性能曲线及公式；根据设计进塔空气参数、设计进塔水温、设计出塔水温及设计冷却塔热力性能曲线或公式，迭代计算设计气水比及设计冷却数，获取出塔水温对冷却数修正曲线及公式和冷却塔工作特性曲线及公式；通过绘图及调用设计参数，验算上述计算过程的准确性；根据设计工况参数，按冷却塔试验热力性能曲线，计算出修正到设计进塔空气参数、设计进塔水温以及设计气水比下的出塔水温及冷却水温差⊿tr；与设计工况下的设计冷却水温差⊿td加以对比，计算冷却塔的冷却能力η，并对冷却能力进行评价。
如果冷却能力η达到95％及以上时，应视为达到设计要求；如果冷却能力η达到105％以上时，应视为超过设计要求。
式中：η是按实测冷却水温计算的实测冷却能力；Δtr是修正到设计工况条件下的冷却水温差(℃)；Δtd是设计冷却水温差(℃)。
本发明提供的一种逆流式自然通风冷却塔冷却能力评价方法，包括以下步骤：
(1)依据相关试验标准，开展逆流式自然通风冷却塔现场性能试验；整理试验数据，采用辛普森近似积分法，获取试验工况下冷却塔试验热力性能曲线及公式。
(2)根据设计进塔空气参数(大气压力，进塔空气干/湿球温度)、设计进塔水温、设计出塔水温及设计冷却塔热力性能公式，采用辛普森近似积分法，以出塔空气湿球温度为自变量，将计算冷却数与计算气水比经设计冷却塔热力性能公式折算的冷却数二者相对误差小于0.001视为迭代目标，迭代计算出设计气水比及设计冷却数。
(3)假定五个不同气水比，令设计气水比落在假定气水比范围内；根据设计进塔空气参数(大气压力，进塔空气干/湿球温度)、设计进塔水温以及设计出塔水温，采用辛普森近似积分法，以出塔空气湿球温度为自变量，将计算气水比与假定气水比二者相对误差小于0.001视为迭代目标，迭代计算在该假定气水比下的冷却数；进而，由五组假定气水比和冷却数，得到并拟合冷却塔工作特性曲线及公式。
(4)假定三个出塔水温，令设计出塔水温落在假定出塔水温范围内；根据设计进塔空气参数(大气压力，进塔空气干/湿球温度)、设计进塔水温以及假定出塔水温，采用辛普森近似积分法，以出塔空气湿球温度为自变量，将计算气水比与设计气水比二者相对误差小于0.001视为迭代目标，迭代计算在该假定进塔水温下的冷却数；进而，由三组假定进塔水温和冷却数，得到并拟合出塔水温对冷却数修正曲线及公式。
(5)根据设计工况参数，按冷却塔试验热力性能曲线，计算出修正到设计进塔空气参数、设计进塔水温以及设计气水比下的出塔水温及冷却水温差⊿tr；与设计工况下的设计冷却水温差⊿td加以对比，并按式(1)计算冷却塔的冷却能力η。
(6)如果冷却能力η达到95％及以上时，应视为达到设计要求；如果冷却能力η达到105％以上时，应视为超过设计要求。
一种逆流式自然通风冷却塔冷却能力评价的验算方法如下：
所述步骤2设计气水比及冷却数计算的验算按以下方法：
以气水比为横坐标，冷却数为纵坐标，分别绘制冷却塔工作特性曲线与设计冷却塔热力性能曲线，二者交点即为冷却塔工况点；读取交点上的气水比与冷却数，并与步骤(2)迭代计算的设计气水比及冷却数进行比较，若相对误差小于1％，则计算准确。
所述步骤4出塔水温对冷却数修正计算的验算按以下方法：
将步骤2迭代计算的设计冷却数，代入步骤4得到的出塔水温对冷却数修正公式，折算相应的出塔水温；将该折算出塔水温与设计出塔水温进行比较，若相对误差应小于1％，则计算准确。
本发明的有益效果是，本发明冷却能力评价及验算方法概念清晰，简化了现有冷却水温对比法的计算任务；同时，本发明方法可自我验算，验证每一步骤计算的准确性，是现有冷却塔冷却能力评价方法有益补充。
附图说明
图1为本发明冷却能力评价及验算方法流程图；
图2为冷却塔设计气水和冷却数验证示意图；
图3进塔水温对冷却数的修正曲线。
具体实施方式
本发明提供了一种逆流式自然通风冷却塔冷却能力评价及验算方法,概念清晰，计算简捷且具备自我验证功能，是现有冷却塔冷却能力评价方法有益补充。
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
图1为本发明逆流式自然通风冷却塔冷却能力评价流程图。
某电站循环冷却水系统采用带自然通风冷却塔的扩大单元制循环供水系统，单元机组配置两台循环水泵及一座10000m2自然通风冷却塔，春秋夏季均为两台循环泵运行，冬季为一台运行。为了解该冷却塔冷却线能，依据相关试验标准，完成逆流式自然通风冷却塔现场性能试验。
本发明实施例一种逆流式自然通风冷却塔冷却能力评价及验算方法，包括以下步骤：
步骤1：整理试验数据，采用辛普森近似积分法，获取试验工况下冷却塔试验热力性能公式为：N＝2.488×λ0.6504。
步骤2：根据设计工况气象参数(大气压力，进塔空气干/湿球温度)、设计进塔水温、设计出塔水温及设计冷却塔热力性能公式，采用辛普森近似积分法，以出塔空气湿球温度为自变量，将计算冷却数与计算气水比经设计冷却塔热力性能公式折算的冷却数二者相对误差小于0.001视为迭代目标，迭代计算出设计气水比及设计冷却数。
步骤3：假定五个不同气水比，令设计气水比落在假定气水比范围内；根据设计工况气象参数(大气压力，进塔空气干/湿球温度)、设计进塔水温以及设计出塔水温，采用辛普森近似积分法，以出塔空气湿球温度为自变量，将计算气水比与假定气水比二者相对误差小于0.001视为迭代目标，迭代计算在该假定气水比下的冷却数；进而，由五组假定气水比和冷却数，得到并拟合冷却塔工作特性曲线及公式，如图2所示。以气水比为横坐标，冷却数为纵坐标，分别绘制冷却塔工作特性曲线与设计冷却塔热力性能曲线；二者交点即为冷却塔工况点，读取交点上的气水比与冷却数，并与步骤2迭代计算的设计气水比及冷却数进行比较(相对误差应小于1％)，以验证步骤2、3相关计算的准确性。
| 项目名称 | 步骤2：迭代法 | 步骤3：绘图法 | 相对误差 |
| 气水比 | 0.578 | 0.582 | 0.69％ |
| 冷却数 | 1.645 | 1.648 | 0.18％ |
步骤4：假定三个出塔水温，令设计出塔水温落在假定出塔水温范围内；根据设计工况气象参数(大气压力，进塔空气干/湿球温度)、设计进塔水温以及假定出塔水温，采用辛普森近似积分法，以出塔空气湿球温度为自变量，将计算气水比与设计气水比二者相对误差小于0.001视为迭代目标，迭代计算在该假定进塔水温下的冷却数；进而，由三组假定进塔水温和冷却数，得到并拟合出塔水温对冷却数修正曲线及公式：τ2＝0.636313×N2-3.6699×N+36.20688。进塔水温对冷却数的修正曲线如图3所示。
将步骤2迭代计算的设计冷却数，代入出塔水温对冷却数修正公式，得到相应的出塔水温；将该折算出塔水温与设计出塔水温进行比较(相对误差应小于1％)，以验证出塔水温对冷却数修正曲线的准确性。
| 项目名称 | 单位 | 设计值 | 折算值 | 相对误差 |
| 出塔水温 | ℃ | 31.8900 | 31.8913 | 0.004％ |
步骤5：根据设计工况参数，按冷却塔试验热力性能曲线，计算出修正到设计进塔空气参数、设计进塔水温以及设计气水比下的出塔水温及冷却水温差⊿tr；与设计工况下的设计冷却水温差⊿td加以对比，并按式(1)计算冷却塔的冷却能力η。如果冷却能力η达到95％及以上时，应视为达到设计要求；如果冷却能力η达到105％以上时，应视为超过设计要求。
以上对本发明所提供的一种逆流式自然通风冷却塔冷却能力评价及验算方法进行了详细介绍,本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
Claims (4)
1.一种逆流式自然通风冷却塔冷却能力评价及验算方法，其特征在于，所述方法根据设计工况的进塔空气参数、进塔水温、出塔水温及设计冷却塔热力性能曲线或公式，迭代计算设计气水比及设计冷却数，获取出塔水温对冷却数修正曲线及公式和冷却塔工作特性曲线及公式；通过绘图及调用设计参数，验算上述计算过程的准确性；根据设计工况参数，按冷却塔试验热力性能曲线，计算出修正到设计进塔空气参数、设计进塔水温以及设计气水比下的出塔水温及冷却水温差；计算冷却塔的冷却能力，并对冷却能力进行评价。
2.根据权利要求1所述的一种逆流式自然通风冷却塔冷却能力评价及验算方法，其特征在于，评价方法步骤如下：
(1)采用辛普森近似积分法，获取试验工况下冷却塔试验热力性能曲线及公式；
(2)根据设计进塔空气参数、设计进塔水温、设计出塔水温及设计冷却塔热力性能公式；采用辛普森近似积分法，以出塔空气湿球温度为自变量，将计算冷却数与计算气水比经设计冷却塔热力性能公式折算的冷却数二者相对误差小于0.001视为迭代目标，迭代计算出设计气水比及设计冷却数；
(3)假定五个不同气水比，令设计气水比落在假定气水比范围内；根据设计进塔空气参数、设计进塔水温以及设计出塔水温，采用辛普森近似积分法，以出塔空气湿球温度为自变量，将计算气水比与假定气水比二者相对误差小于0.001视为迭代目标，迭代计算在该假定气水比下的冷却数；进而，由五组假定气水比和对应冷却数，得到并拟合冷却塔工作特性曲线及公式；
(4)假定三个出塔水温，令设计出塔水温落在假定出塔水温范围内；根据设计进塔空气参数、设计进塔水温以及假定出塔水温，采用辛普森近似积分法，以出塔空气湿球温度为自变量，将计算气水比与设计气水比二者相对误差小于0.001视为迭代目标，迭代计算在该假定进塔水温下的冷却数；进而，由三组假定进塔水温和对应冷却数，得到并拟合出塔水温对冷却数修正曲线及公式；
(5)根据设计工况参数，按冷却塔试验热力性能曲线，计算出修正到设计进塔空气参数、设计进塔水温以及设计气水比下的出塔水温及冷却水温差；与设计工况下的设计冷却水温差加以对比，并按冷却能力公式计算冷却塔的冷却能力；
(6)如果计算的冷却能力达到95％及以上时，视为达到设计要求；如果计算的冷却能力达到105％以上时，视为超过设计要求。
3.根据权利要求2所述的一种逆流式自然通风冷却塔冷却能力评价及验算方法，其特征在于，所述步骤(2)设计气水比及设计冷却数计算的验算按以下方法：
以气水比为横坐标，冷却数为纵坐标，分别绘制冷却塔工作特性曲线与设计冷却塔热力性能曲线，二者交点即为冷却塔工况点；读取交点上的气水比与冷却数，并与步骤(2)迭代计算的设计气水比及设计冷却数进行比较，若相对误差小于1％，则计算准确。
4.根据权利要求2所述的一种逆流式自然通风冷却塔冷却能力评价及验算方法，其特征在于，所述步骤(4)出塔水温对冷却数修正计算的验算按以下方法：
将步骤(2)迭代计算的设计冷却数，代入步骤(4)得到的出塔水温对冷却数修正公式，折算相应的出塔水温；将该折算出塔水温与设计出塔水温进行比较，若相对误差应小于1％，则计算准确。
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