国成动态 II 冷却塔声波团聚节水技术的应用

2024-12-27

2013年,水利部办公厅针对大型煤电基地开发规划水资源论证工作,提出了明确的指导意见。意见强调,在未来煤炭基地发展规划的制定过程中,必须全面贯彻执行最严格的水资源管理制度。节约用水已成为现代化电厂发展的必然趋势。当前,采用闭式循环湿冷技术的火电机组普遍采用双曲线型冷却塔设计,导致大量水资源的蒸发损失,其中冷却塔造成的水分损失占电厂总损失的60%70%。传统的挡水器节水效率低下,已无法满足国家对环境保护和水资源节约的高标准要求。鉴于水资源的重要性日益凸显,节水工作始终是社会关注的焦点和研究的热点。因此,迫切需要运用新技术、新设备,以实现节水目标,推动水资源的高效利用。


声波团聚节水技术简介

通过声波发生器发出大功率声波作用于水雾,在低频声波和特定的声强作用下,不同颗径的水颗粒,在声场中被声波带动的程度不同,大颗粒惯性较大不易被挟带,易保持原状态,而细颗粒易随介质的振动跟随运动。于是大小水颗粒产生相对运动,大颗粒充当收集核作用,团聚与其碰撞的小颗粒,从而使细颗粒消减,平均核径增大。


声波团聚节水技术特点

1.回收的是循环水汽化后的液滴,不会导致循环水温升高,也不会影响水质。

2.选定的声波频率范围远离冷却塔的自振频率范围,确保不会对冷却塔结构产生影响。

   3.设备安装简单方便、运行成本低廉,适用多种场景,节水率高达18%


声波团聚节水技术实施

冷却塔中合理布置声源,使之在塔内产生特定频率的驻波声场,团聚大小液滴,进行水分回收和再利用,达到节约用水的目的



声波团聚节水技术应用效果介绍

某燃煤电厂#1却塔已实施了该技术,20248月份进行了性能试验在相同工况下,关闭冷却塔所有补水门和排水门,进行了开启设备和停运设备的对比实验,通过测量水池水位下降的高度,计算节水效果。

某燃煤电厂300MW等级机组实施声波团聚节水技术后性能试验

试验节点

停运声波团聚节水装置阶段

投运声波团聚节水装置阶段

时间节点

15:30

16:30

16:30

17:30

DCS画面水位变化(m/h

0.07990

0.06494

在水塔周围均匀设置4个测量点,记录水位变化平均值。m/h

0.06250

0.05125

噪声影响

沿水塔一周进行噪声测量,未开启设备时水塔周围1981分贝,开启设备后,水塔周围8083分贝,噪声值增加不多,低于工业要求85分贝。

结论

依据画面水位变化数据得出节水率为18.72%

依据手动测量水位变化数据得出节水率为18%


声波团聚节水技术应用效益分析

燃煤电厂300MW等级机组为例,一台冷却塔平均每小时补水350立方米,每年运行6300小时,每年循环过程中蒸发水量可达2205000立方米

1.技术能够回收其中18%的水,每年可节约水量约为40万立方米。

2.以水价3.56/立方米计算,每年可节省水费约142万元。

3.设备空压机容量为6.6千瓦,干燥器为4.2千瓦,若按70%的功率运行,电费为0.3/千瓦时,全年耗电费用约为1.4万元。

4.综合计算,每年可为企业创造约140万元的经济效益。

5. 安装冷却塔声波节水系统后,不仅能显著减少冷却塔的视觉污染,还能利用回收的优质循环水降低PM2.5排放。


这项技术带来的环境效益、经济效益和社会效益均十分显著。未来,随着该技术的进一步推广和应用,有望在更多领域展现其节水减排的巨大潜力,为可持续发展贡献力量。



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