冷却塔的降温及耗水量分析1
2007-06-23 12:40
冷却塔的降温及耗水量分析
在冷却塔的水气热交换中，水蒸发吸收潜热、湿空气升温吸收显热，是冷却水温度降低的原因。据热平衡原理有：
Q = r×I + C×CL×ΔT, Kcal/h ⑴
或 Q = LO×（t1-t2）, Kcal/h ⑵
式中:
Q：冷却水释放的热量，即是冷却水塔的热负荷或制冷量
r：水的蒸发潜热 Kcal/h
I：水的蒸发量 Kg/h
C：空气的比热 Kcal/kg.℃
CL：空气的质量流量 Kg/h
ΔT = T2-T1：空气通过水塔的温升 ℃
LO：冷却水的质量流量 Kg/h
t1-t2：冷却水进出塔的温差 ℃
众所周知：水的蒸发潜热是很大的（约2427.9KJ/KG或580Kcal/KG）而空气的比热则是很小的（0.2Kcal/kg℃），所以两种热量传递方式中，尤其是在气候温度比较高时，水的蒸发吸收的热量是引起冷却水降温的主要原因，而水、气之间的温差传递则是次要的，二者比值将随着气候条件而变化。通常，可设水蒸发吸热占总散热量的75~80%，温差传热占20~25%，并以此比值估计水塔的空气用量，但是实际上则不然，许多资料表明，我公司实测数据亦证实，水蒸发吸收的热量随气候条件变化是很明显的，高可达95%以上，低则小于75%，了解冷却水塔的工作原理，就不难进行耗水量分析，如不考虑冷却水系统的漏损，则冷却水的消耗包括如下三部分：
①、冷却水的部分蒸发：
部分水蒸发引起冷却水消耗是正常的、必须的，其消耗量不仅同冷却水本身的质量、流量、降温幅度（即热负荷）有关，同时还和入塔空气的温度（包括干球温度和湿球温度）和质量流量有关，为了向用户提供较可信的蒸发数据，我公司在收集并分析有关数据的基础上，用试验方法验证，测得数据用如下公式计算的：
e=G(X2 - X1)/L×100%
式中：
e：水的百分蒸发量 %
G：空气的质量流量 kg/h 或 kg/min
L：冷却水的质量流量 kg/h 或 L/min
X2 - X1：空气在出塔和入塔时的含湿量 kg/kg
下表列出收集的文献数据及本公司的实测数据，不难看出文献值的平均值与实测值是极其接近的。因此，对冷幅为5℃（或9 F）的标准型冷却水塔，按0.83%冷却水量或0.166%冷却水量/1℃（或0.088%冷却水量/1 F）估计水的蒸发损失是可信的、合理的。 OO
冷却塔的降温及耗水量分析2
2007-06-23 12:42
注：适用于标准设计条件的冷却水塔：37℃/32℃/28℃
E： 水的蒸发量 1/min
L： 冷却水量 L/min
E： 水的百分蒸发量 %
R： 冷却水降温幅度 ℃ 或 F O
r: 每降低1℃（F）时水的百分蒸发量，%L/℃（F） OO
②、冷却水的适量放空：
为了保证冷却水的水质达到国家环保要求，允许冷却水有一定比例的放空量，以便补充更新。通
常，此放空量控制在冷却水总量的0.3%，亦可由用户据环保技术规范自行确定放空量
冷却塔蒸发耗损量
当冷却回水和空气接触而产生作用，把其水温降时，部分水蒸发会引起冷却回水之损耗，
而其损耗量和入塔空气的湿球温度及流量有关，以数学表达式作如下说明：
令：进水温度为 T1℃，出水温度为T2℃，湿球温度为Tw，则
*：R=T1-T2 （℃）------------（1）
式中：R：冷却水的温度差，对单位水量即是冷却的热负荷或制冷量Kcal/h
对式（1）可推论出水蒸发量的估算公式
*：E=（R/600）×100% ------------ （2）
式中：E----当温度下降R℃时的蒸发量，以总循环水量的百分比表示%，600-----考虑了各种
散热因素之后确定之常数。
如：R=37-32=5℃
则E=｛（5×100）/600｝=0.83%总水量
或e=0.167%/1℃，即温差为1℃时的水蒸发量
*：A=T2-T1 ℃ ---------- （3）
式中：A-----逼近度，即出水温度（T2）逼近湿球温度的程度℃，按热交换器设计时冷端温度差取值的惯例，宜取A≥3℃（CTI推进A≥5 oF即2.78℃）A
不经济。
[ 本帖最后由 hhnec 于 2007-12-14 21:31 编辑 ]
hhnec at 2007-12-14 21:33:43
（《电站辅机》2005年第四期）
翟培强
（三门峡华阳发电有限责任公司 河南 三门峡 472143）
摘要：火力发电厂是一个耗水大户，循环冷却塔的耗水量约占整个电厂耗水量的60%以上。文中给出了循环冷却塔耗水量影响因素的定量分析。从影响冷却塔耗水量的因素入手，用计算后的数
值说明了冷却塔耗水量并提出一些结论和建议。
关键词： 火电厂 冷却塔 耗水量 分析
Analysis on Influencing Factor for Recycle Water Consumption of Cooling Tower in Power
Plant
ZhaiPeiQiang
Sanmenxia Huayang Power Generation Co. Ltd.
Henan Sanmenxia 472143
Abstract: Fossil-fired power plant is a bigger consumer, and the cooling water will take 60
percent water consumption of the whole power plant. In the article, the quantitative analysis on influencing factor has been given for recycle water consumption of cooling tower in the
power plant. A conclusion and some suggestions have also been put forward in the article.
key words: power plant cooling tower water consumption analysis
我国是一个水资源十分贫乏的国家，一些地区水资源已成为制约经济发展的主要因素之一，节约用水成了一个社会发展所必须面对的问题。火力发电厂是一个耗水大户，其中循环水冷却塔的耗水量约占整个电厂耗水量的60%以上。因此，冷却塔耗水量的变化对整个电厂耗水量有着较明显的影响。那么哪些因素影响冷却塔的耗水量，又是如何影响的呢？下面以一台300MW火电机组
为实例具体分析一下其变化的内在规律，以期获得对火电厂节水工作有益的结论。
1.计算所需数据：（机组在300MW工况下）
冷却塔循环水量36000t/h 循环水温升 9.51℃
凝汽器循环水进水温度20℃ 空气湿度61%
循环冷却塔的端差5℃（端差为冷却塔循环水出水温度与大气湿球温度之差）
循环水浓缩倍率3.0
2.影响冷却塔耗水量因素分析：
火力发电厂循环水冷却系统运行中，维持系统正常稳定运行的关键是两个平衡，即：水量平
衡和盐量平衡。二者相互联系，如果其中一个平衡变化，那么另一个平衡也会随之发生相应变化。
2.1循环水的水量平衡：
水量平衡过程是：机组运行过程中，对于敞开式循环冷却水系统来说，水的损失有蒸发损失、风吹损失、排污损失、漏泄损失（由于量较小，一般可略去不计）等，要维持水量平衡就需要同时
对系统进行补水。
循环水系统的水量平衡数学表达式为：PBu =P1+ P2+ P3 ［1］ 公式1
PBu：补充水量占循环水量的百分率，% P1：蒸发损失水量占循环水量的百分率，%
P2：风吹损失占循环水量的百分率，% P3：排污损失占循环水量的百分率，%
在以上平衡中通常P1所占的份额较大，而它的大小主要取决于凝汽器的热负荷，以及气候条件
（主要是温度因素）；P2的大小取0.1%（机组冷却塔中装有除水器时）；P3的大小主要取决于
循环水系统所能达到的浓缩倍率。
水量平衡的另一种数学表达式为： M=E+B+D ［2］ 公式2
M：补充水量，t/h; E：蒸发损失量，t/h; B：风吹损失量，t/h;的D：排污损失量，t/h
其中：自然通风冷却塔的蒸发损失计算公式为：
E=k×△t×Qm ［2］ 公式3
k：与环境大气温度有关的系数，%；△t：循环冷却水温升，℃ ；Qm：循环水量，T。
若其它条件不变，仅冷却水量发生变化时，同一机组△t成反比变化，因而蒸发损失水
量则保持不变的。
由公式1和公式2可以推出：B＝Qm×P2 公式4
D＝Qm×P3 公式5
2.2循环水的盐量平衡：
循环水系统的盐量平衡过程是：机组在运行过程中，由于循环冷却系统中水的蒸发作用，循环水中的溶解盐类不断浓缩，因此就需要通过排污等方式降低溶解盐类。当循环冷却水系统中进入和
失去的盐类达到平衡后可得：
K=（P1+ P2+ P3）/（ P2+ P3）［1］ 公式6
由以上两个平衡过程的分析可以得出，影响循环水冷却塔耗水量的主要因素为：环境温度，空气
湿度，机组出力，浓缩倍率。
3.影响耗水量因素的定量分析：
3.1环境温度变化对冷却塔耗水量的影响：（取空气湿度61%，机组出力300MW，浓缩倍率K=3.0）
3.1.1蒸发损失量的计算：
当循环水进口温度为20℃时，环境（大气）的湿球温度为20-5=15℃，查文献[3]可得，大气的
干球温度为21℃。查文献[4]可得，k=0.142%。
代入公式3可得：E=k×△t×Qm=0.142%×9.51×36000=486t/h
3.1.2风吹损失量的计算：
由公式4可得：B= Qm×P2 =36000×0.1%=36 t/h
3.1.3排污损失量的计算：
由公式6可推导出：P3=[P1+ P2（1- K）]/（ K-1） 代入可得：P3=0.575%
由公式5可得：D= Qm×P3 =36000×0.575%=207 t/h
3.1.4耗水量情况：
由公式2可得：M=E+B+D =486+36+207=729t/h
运用以上方法，我们可以很方便地计算出当环境温度为6℃、11℃、16℃、26℃、31℃、36℃时
循环水冷却塔耗水量的变化情况（具体结果见表1和图1）
表1： 环境温度变化对循环冷却塔耗水量的影响
环境温度（℃） 6 11 16 21 26 31 36
循环水耗水量
（ t/h） 575 626 678 729 781 832 883
图1： 环境温度变化对循环冷却塔耗水量的影响
3.2环境湿度变化对冷却塔耗水量的影响：（取循环水进水温度20 ℃，机组出力300MW，浓缩
倍率K=3.0）
由3.1的计算结果可知，当环境湿度在61%时，冷却塔的耗水量为729t/h。下面我们来计算一下，
当环境湿度为66%时，冷却塔的耗水情况。
3.2.1蒸发损失的计算：
当环境湿度为66%时，取循环水进口温度为20℃，则大气的湿球温度为20-5=15℃，根据文
献[3 ]可知，大气的干球温度为20℃。查文献[4]可得，k=0.14%，
代入公式3可得：E=k×△t×Qm=0.14%×9.51×36000=479t/h
3.2.2风吹损失量的计算：
由公式4可得：B= Qm×P2 =36000×0.1%=36 t/h
3.2.3排污损失量的计算：
由公式6可推导出：P3=[P1+ P2（1- K）]/（ K-1） 代入可得：P3=0.57%
由公式5可得：D= Qm×P3=36000×0.57%=205 t/h
3.2.4耗水量情况：
由公式2可得：M=E+B+D =479+36+205=720t/h
运用以上方法，我们可以很方便地计算出当环境湿度为71%、76%、56%、51%、46%时循环水冷
却塔耗水量的变化情况（具体结果见表2和图2）
表2： 环境湿度变化对循环冷却塔耗水量的影响
环境湿度（%） 46 51 56 61 66 71 76
循环水耗水量
（ t/h） 761 750 739 729 720 709 698
图2： 环境湿度变化对循环冷却塔耗水量的影响
3.3机组出力变化对循环冷却塔耗水量的影响：（取循环水进水温度为20℃，大气湿度为61%，
浓缩倍率K=3.0）
由3.1的计算结果可知，当机组出力为100%时，循环冷却塔的耗水量为729 t/h。下面我们来计
算一下，当机组出力为75%时，循环冷却塔的耗水量情况。
3.3.1蒸发损失的计算：
由公式3可知，当机组出力变化时，△t将会随之而改变。哪么如何变化的呢？
由文献[5]可知，凝汽器的传热方程数学表达式为：D×γ×△t =G×Cp×△t ［5］在机组出力变化
时，G、Cp 是不变的，而γ将有所变化，但变化很小，在此认为不变。
因此，由上式可推出：△t1/△t= D1/ D 公式5
我们知道，汽轮机的排汽量变化与机组出力变化基本是成正比的，因此，当机组出力由100%
降至75%时，由公式5可得：△t1=75%△t=0.75×9.51=7.13℃
代入公式3可得： E=k×△t×Qm=0.142%×7.13×36000=364t/h
3.3.2风吹损失量的计算：
由公式4可得：B= Qm×P2 =36000×0.1%=36 t/h
3.3.3排污损失量的计算：
由公式6可推导出：P3=[P1+ P2（1- K）]/（K-1） 代入可得：P3=0.41%
由公式5可得：D= Qm×P3=36000×0.41%=148t/h
3.3.4耗水量情况：
由公式2可得： M=E+B+D =364+36+148=548t/h
运用以上方法，我们可以很方便地计算出当机组出力在60%、50%时循环冷却塔的耗水量变化情
况（具体结果见表3和图3）
表3： 机组出力变化对循环冷却塔耗水量的影响
机组负荷系数（%） 50 60 75 100
循环水耗水量（ t/h） 365 438 548 729
图3： 机组出力变化对循环冷却塔耗水量的影响
3.4浓缩倍率变化对循环冷却塔耗水量的影响：（取机组出力300MW，循环水进口温度为20℃，
大气湿度为61%）
由3.1的计算结果可知，当循环水浓缩倍率为K=3.0时，循环冷却塔的耗水量为729 t/h。
下面我们来计算一下，当浓缩倍率K=3.5时，循环冷却塔耗水量的大小。
3.4.1取循环水进口温度为20℃，则大气的湿球温度为20-5=15℃，查文献[ 3]可得，大气的干球
温度为21℃。查文献[4 ]可得，k=0.142%，
代入公式3可得：E=k×△t×Qm=0.142%×9.51×36000=486t/h
3.4.2风吹损失量的计算：
由公式4可得：B= Qm×P2 =36000×0.1%=36 t/h
3.4.3排污损失量的计算：
由公式6可推导出：P3=[P1+ P2（1- K）]/（ K-1） 代入可得：P3=0.44%
由公式5可得：D= Qm×P3=36000×0.44%=158 t/h
3.4.4耗水量情况：
由公式2可得：M=E+B+D=486+36+158=680t/h
运用以上方法，我们可以很方便地计算出当环境温度为4.0、4.5、5.0、2.5、2.0时循环水冷却
塔耗水量的变化情况（具体结果见表4和图4）
表4： 浓缩倍率变化对循环冷却塔耗水量的影响
浓缩倍率 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0
循环水耗水量
（ t/h） 972 810 729 680 648 625 608
图4： 浓缩倍率变化对循环冷却塔耗水量的影响
4.结论与建议：
4.1环境温度变化对循环冷却水系统的耗水量影响近似为线性正比关系。环境温度每变化
1℃，循环水耗水量则变化约10 t/h。约相当于循环水量的0.028个百分点。
4.2环境湿度变化对循环冷却水系统的耗水量影响近近似为线性反比关系。环境湿度每变化1个
百分点，循环水耗水量则变化约2 t/h。约相当于循环水量的0.0056个百分点。
4.3机组出力变化对循环冷却水系统的耗水量影响近似为线性正比关系。机组出力每变化1个百分点，循环水耗水量则变化7.3 t/h。约相当于循环水量的0.02个百分点。该结论是依据发电机
组推导得出的，对热电联产机组不适用。
建议：1）在机组正常运行中，应重视汽机侧漏入疏水扩容器的疏水量。因为该疏水量的增
加相当于增加了凝汽器的热负荷，也即相当于机组出力是增加的。2）应重视冷却塔的日常维护
工作，因为若冷却塔的冷却效果较差会引起冷却塔的出水温度上升，这不但会增加其耗水量，同
时还导致机组煤耗升高。
在3.3的计算中，若不忽略γ的变化，则计算结果与忽略γ变化相比，耗水量将有所增加但
增加幅度不会超过10%。
4.4浓缩倍率变化对循环冷却水系统的耗水量影响是一个反比关系，但不是直线关系。
当机组循环水浓缩倍率升至4.0以后时，浓缩倍率的变化对循环水耗水量的影响基本上就已经比较小（循环水浓缩倍率每升高0.1，循环水耗水量则下降1.5 t/h）。即：当浓缩倍率达到4.0以
后，再提高浓缩倍率其节水效果已不十分明显。
4.5同类机组若安装的地理位置不同（主要是指年平均温度和湿度的影响）的话，其循环冷却塔的耗水情况也是不同的。因此同类型机组在进行发电耗水率指标的比较时应考虑这方面客观因
素。
参考文献：
1. 能源部西安研究所主编. 热工技术手册 第4卷 电厂化学[M]. 北京：水利电力出版社， 1993.
2. 刘希波主编. 火电厂水务管理[M].北京：中国电力出版社，1998.
3. 哈尔滨电力学校主编. 热工学理论基础[M].北京：水利电力出版社，1983.
4. 刘汝义，黄玉坤编著. 发电厂用水与节水[M].北京：水利电力出版社，1990.
5．山东电力学校主编. 汽轮机设备及运行[M].北京： 电力工业出版社，
1979.
冷却塔耗水量影响因素分析.doc
(2007-12-14 21:33:43, Size: 170 KB, Downloads: 14)
brightzhc at 2007-12-15 20:48:57
Thank you for your professional feedback.
liqiangcn at 2007-12-19 14:51:13
hhnec版主太强了，佩服。。。
hhnec at 2007-12-24 12:15:43
QUOTE:
原帖由 liqiangcn 于 2007-12-19 14:51 发表
hhnec版主太强了，佩服。。。
过奖过奖！
探讨。
感谢liqiangcn的鼓励！ 最近空余的时间有限，估计元旦和春节期间我还能多看/回复几个帖子，多与大家一起进行各类
遇见 at 2007-12-24 12:42:09
1、蒸发水量：E=μ•△t•R
式中：E——蒸发损失水量，m3/h；
△t——冷却水温差，℃；
R——循环水量，m3/h；
μ——蒸发系数，0.0016
2、排污水量B
根据确定的浓缩倍数及物料平衡关系式可知：
E
B= ————
K—1
式中：B——排污损失水量，m3/h；
E——蒸发损失水量，m3/h；
K——浓缩倍数。
3、补充水量
循环冷却水系统在运行过程中补充所损失的水量。
M= E+B+W
式中：M——补充水量，m3/h；
E——蒸发水量，m3/h；
B——排污水量，m3/h；
W——风吹损失及系统渗漏损失的水量，m3/h。
kevintung at 2008-7-11 14:14:54
冷卻水損失的經驗值為循環水量的1.5%~2%
frakliu at 2008-11-14 11:23:33
支持
王一 五一
andychai7758 at 2010-3-27 12:52:48
经验公式是：冷却水循环量的1%
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一、产品简介
我公司发明的冷却塔水损失回收设备，是我公司经过充分的调研，针对目前工业用水大户——发电厂耗水主要部分——湿式冷却塔水损失严重的问题，与清华大学联合开发的先进的湿式冷却塔水损失回收设备。该设备主要应用于发电厂湿式冷却塔水损失的回收，经清华大学反复验证，可回收冷却塔内的全部蒸发风吹损失和可见水雾。该设备不仅可收集机械挡板式收水器可以收集的水微粒，还可收集占水损失大部分的小粒径部分，从而达到节水的效果。
应用：
目前，火力发电厂是工业用水大户，世界上先进的湿式冷却塔火力发电厂的耗水为1m3/s/百万千瓦，相当于一个中等城市的生活用水量。而我国的火力发电厂耗水量高达2~5倍。湿式冷却塔是电厂耗水的主要部分，占全厂总耗水量的65%以上。我国淡水资源紧缺，水资源紧张已严重制约着经济的发展。在电力工业中，许多新建或扩建电厂都受到供水能力的严重制约。有些正在运行的电厂机组由于供水能力的减少而降低出力运行。因此，冷却塔水损失的回收势在必行。这不仅对于降低发电厂的耗水量，提高发电厂的运行经济性，加快电力事业的发展具有重要意义，而且也是关系到国计民生的一个大问题。
二、主要特点：
1、 节水性能优越。
利用该设备回收的水占总损失水量的90%以上，因此，采用该设备具有显著的经济效益和社会效益。
2、 降低发电厂水处理的费用，降低用水成本。
利用该设备所回收的水基本上属于蒸馏水，水质大大提高，可直接作为锅炉用水，因此，可大大减少发电厂软化水的费用。 紧急求助，PCW要当了 请教PCW流量计上附着的物品是什么东西 请教 常用的PCW板式换热器都有哪些品牌 求教热水究竟做什么用 YK系列离心式冷水机组介绍 特灵离心机培训手册 EXH系统处理完后，有没有什么方法可... 给水管径快速计算表——EXCEL PCW系统，冷冻水侧的电动阀选型 暖通空调系统中冷却塔的设计与节能探讨
3、 取消机械挡板式收水器，检修方便。
采用该设备可取消机械挡板式收水器，避免了定期更换机械挡板式收水器的麻烦。
4、 降低冷却塔的流动阻力和循环冷却水的温度。
采用该设备不再需要安装机械挡板式收水器，减少了流动阻力，增加了塔内的风速，增强了出水的冷却效果，从而降低了冷却水的温度，使汽轮机的效率提高，发电煤耗降低。
5、 保护环境。
冷却塔上部形成的水汽微粒有部分与发电厂排烟中的SO2，NOX在空中相遇，混合形成酸雨，对周围环境产生污染，采用该设备后，可大大减少酸性雨滴的产生，对环境保护起到积极的作用。
6、 安装维护方便。
对于已建塔，无须进行额外的投资和改造，便可方便的采用此设备。对于新建塔，采用该设备，冷却效果显著提高，因此可降低新建冷却塔的塔高。
7、 降低水资源的损耗率。
采用此设备，水资源的损耗率将大大降低。
三、效益分析：
以国内某发电厂2X300MW机组为例，配备2座4500m2自然通风湿式冷却塔。按年平均水损失为400t/h，年运行300天计算，采用该设备可节约用水：2X300X24X400X90%=5.18X106 t，节约大量的淡水资源，降低了发电厂的运行成本。而且，采用该设备后，减少了酸雨的形成，保护了环境，将对整个社会产生深远的影响。
Copyright 2000～2001 山东蓬莱电力设备制造有限公司
传 真：0535-5651028
冷却塔水蒸汽回收器
业务联系电话：[1**********] [1**********] [1**********] [1**********] 邮 箱：[email protected] [email protected]
一种冷却塔水蒸汽回收器，安装在冷却塔出风口上方，其特征在于：该回收器的带有圆锥形结构的蒸汽回收罩（２）的下端沿圆周均匀设有可调节导风口（１），蒸汽回收罩（２）的下端为进汽口（９），在设有可调节导风口（１）处的其内壁四周分别装有多个固定导风板（１２）和可调导风板（１１），蒸汽回收罩（２）的上端与输汽管（４）的一端相连，此端的输汽管（４）内装有变频轴流风机（３），输汽管（４）的另一端与出汽罩（５）的上端相连，出汽罩（５）下端焊接有钢板（１４），钢板（１４）上均匀分布有通孔，在每个通孔处焊接有出汽管（８），每根出汽管（８）的下端装有止回板（１３），出汽罩（５）和汽管（８）装入溶汽罐（６）内。文
冷却塔的降温及耗水量分析1
2007-06-23 12:40
冷却塔的降温及耗水量分析
在冷却塔的水气热交换中，水蒸发吸收潜热、湿空气升温吸收显热，是冷却水温度降低的原因。据热平衡原理有：
Q = r×I + C×CL×ΔT, Kcal/h ⑴
或 Q = LO×（t1-t2）, Kcal/h ⑵
式中:
Q：冷却水释放的热量，即是冷却水塔的热负荷或制冷量
r：水的蒸发潜热 Kcal/h
I：水的蒸发量 Kg/h
C：空气的比热 Kcal/kg.℃
CL：空气的质量流量 Kg/h
ΔT = T2-T1：空气通过水塔的温升 ℃
LO：冷却水的质量流量 Kg/h
t1-t2：冷却水进出塔的温差 ℃
众所周知：水的蒸发潜热是很大的（约2427.9KJ/KG或580Kcal/KG）而空气的比热则是很小的（0.2Kcal/kg℃），所以两种热量传递方式中，尤其是在气候温度比较高时，水的蒸发吸收的热量是引起冷却水降温的主要原因，而水、气之间的温差传递则是次要的，二者比值将随着气候条件而变化。通常，可设水蒸发吸热占总散热量的75~80%，温差传热占20~25%，并以此比值估计水塔的空气用量，但是实际上则不然，许多资料表明，我公司实测数据亦证实，水蒸发吸收的热量随气候条件变化是很明显的，高可达95%以上，低则小于75%，了解冷却水塔的工作原理，就不难进行耗水量分析，如不考虑冷却水系统的漏损，则冷却水的消耗包括如下三部分：
①、冷却水的部分蒸发：
部分水蒸发引起冷却水消耗是正常的、必须的，其消耗量不仅同冷却水本身的质量、流量、降温幅度（即热负荷）有关，同时还和入塔空气的温度（包括干球温度和湿球温度）和质量流量有关，为了向用户提供较可信的蒸发数据，我公司在收集并分析有关数据的基础上，用试验方法验证，测得数据用如下公式计算的：
e=G(X2 - X1)/L×100%
式中：
e：水的百分蒸发量 %
G：空气的质量流量 kg/h 或 kg/min
L：冷却水的质量流量 kg/h 或 L/min
X2 - X1：空气在出塔和入塔时的含湿量 kg/kg
下表列出收集的文献数据及本公司的实测数据，不难看出文献值的平均值与实测值是极其接近的。因此，对冷幅为5℃（或9 F）的标准型冷却水塔，按0.83%冷却水量或0.166%冷却水量/1℃（或0.088%冷却水量/1 F）估计水的蒸发损失是可信的、合理的。 OO
冷却塔的降温及耗水量分析2
2007-06-23 12:42
注：适用于标准设计条件的冷却水塔：37℃/32℃/28℃
E： 水的蒸发量 1/min
L： 冷却水量 L/min
E： 水的百分蒸发量 %
R： 冷却水降温幅度 ℃ 或 F O
r: 每降低1℃（F）时水的百分蒸发量，%L/℃（F） OO
②、冷却水的适量放空：
为了保证冷却水的水质达到国家环保要求，允许冷却水有一定比例的放空量，以便补充更新。通
常，此放空量控制在冷却水总量的0.3%，亦可由用户据环保技术规范自行确定放空量
冷却塔蒸发耗损量
当冷却回水和空气接触而产生作用，把其水温降时，部分水蒸发会引起冷却回水之损耗，
而其损耗量和入塔空气的湿球温度及流量有关，以数学表达式作如下说明：
令：进水温度为 T1℃，出水温度为T2℃，湿球温度为Tw，则
*：R=T1-T2 （℃）------------（1）
式中：R：冷却水的温度差，对单位水量即是冷却的热负荷或制冷量Kcal/h
对式（1）可推论出水蒸发量的估算公式
*：E=（R/600）×100% ------------ （2）
式中：E----当温度下降R℃时的蒸发量，以总循环水量的百分比表示%，600-----考虑了各种
散热因素之后确定之常数。
如：R=37-32=5℃
则E=｛（5×100）/600｝=0.83%总水量
或e=0.167%/1℃，即温差为1℃时的水蒸发量
*：A=T2-T1 ℃ ---------- （3）
式中：A-----逼近度，即出水温度（T2）逼近湿球温度的程度℃，按热交换器设计时冷端温度差取值的惯例，宜取A≥3℃（CTI推进A≥5 oF即2.78℃）A
不经济。
[ 本帖最后由 hhnec 于 2007-12-14 21:31 编辑 ]
hhnec at 2007-12-14 21:33:43
（《电站辅机》2005年第四期）
翟培强
（三门峡华阳发电有限责任公司 河南 三门峡 472143）
摘要：火力发电厂是一个耗水大户，循环冷却塔的耗水量约占整个电厂耗水量的60%以上。文中给出了循环冷却塔耗水量影响因素的定量分析。从影响冷却塔耗水量的因素入手，用计算后的数
值说明了冷却塔耗水量并提出一些结论和建议。
关键词： 火电厂 冷却塔 耗水量 分析
Analysis on Influencing Factor for Recycle Water Consumption of Cooling Tower in Power
Plant
ZhaiPeiQiang
Sanmenxia Huayang Power Generation Co. Ltd.
Henan Sanmenxia 472143
Abstract: Fossil-fired power plant is a bigger consumer, and the cooling water will take 60
percent water consumption of the whole power plant. In the article, the quantitative analysis on influencing factor has been given for recycle water consumption of cooling tower in the
power plant. A conclusion and some suggestions have also been put forward in the article.
key words: power plant cooling tower water consumption analysis
我国是一个水资源十分贫乏的国家，一些地区水资源已成为制约经济发展的主要因素之一，节约用水成了一个社会发展所必须面对的问题。火力发电厂是一个耗水大户，其中循环水冷却塔的耗水量约占整个电厂耗水量的60%以上。因此，冷却塔耗水量的变化对整个电厂耗水量有着较明显的影响。那么哪些因素影响冷却塔的耗水量，又是如何影响的呢？下面以一台300MW火电机组
为实例具体分析一下其变化的内在规律，以期获得对火电厂节水工作有益的结论。
1.计算所需数据：（机组在300MW工况下）
冷却塔循环水量36000t/h 循环水温升 9.51℃
凝汽器循环水进水温度20℃ 空气湿度61%
循环冷却塔的端差5℃（端差为冷却塔循环水出水温度与大气湿球温度之差）
循环水浓缩倍率3.0
2.影响冷却塔耗水量因素分析：
火力发电厂循环水冷却系统运行中，维持系统正常稳定运行的关键是两个平衡，即：水量平
衡和盐量平衡。二者相互联系，如果其中一个平衡变化，那么另一个平衡也会随之发生相应变化。
2.1循环水的水量平衡：
水量平衡过程是：机组运行过程中，对于敞开式循环冷却水系统来说，水的损失有蒸发损失、风吹损失、排污损失、漏泄损失（由于量较小，一般可略去不计）等，要维持水量平衡就需要同时
对系统进行补水。
循环水系统的水量平衡数学表达式为：PBu =P1+ P2+ P3 ［1］ 公式1
PBu：补充水量占循环水量的百分率，% P1：蒸发损失水量占循环水量的百分率，%
P2：风吹损失占循环水量的百分率，% P3：排污损失占循环水量的百分率，%
在以上平衡中通常P1所占的份额较大，而它的大小主要取决于凝汽器的热负荷，以及气候条件
（主要是温度因素）；P2的大小取0.1%（机组冷却塔中装有除水器时）；P3的大小主要取决于
循环水系统所能达到的浓缩倍率。
水量平衡的另一种数学表达式为： M=E+B+D ［2］ 公式2
M：补充水量，t/h; E：蒸发损失量，t/h; B：风吹损失量，t/h;的D：排污损失量，t/h
其中：自然通风冷却塔的蒸发损失计算公式为：
E=k×△t×Qm ［2］ 公式3
k：与环境大气温度有关的系数，%；△t：循环冷却水温升，℃ ；Qm：循环水量，T。
若其它条件不变，仅冷却水量发生变化时，同一机组△t成反比变化，因而蒸发损失水
量则保持不变的。
由公式1和公式2可以推出：B＝Qm×P2 公式4
D＝Qm×P3 公式5
2.2循环水的盐量平衡：
循环水系统的盐量平衡过程是：机组在运行过程中，由于循环冷却系统中水的蒸发作用，循环水中的溶解盐类不断浓缩，因此就需要通过排污等方式降低溶解盐类。当循环冷却水系统中进入和
失去的盐类达到平衡后可得：
K=（P1+ P2+ P3）/（ P2+ P3）［1］ 公式6
由以上两个平衡过程的分析可以得出，影响循环水冷却塔耗水量的主要因素为：环境温度，空气
湿度，机组出力，浓缩倍率。
3.影响耗水量因素的定量分析：
3.1环境温度变化对冷却塔耗水量的影响：（取空气湿度61%，机组出力300MW，浓缩倍率K=3.0）
3.1.1蒸发损失量的计算：
当循环水进口温度为20℃时，环境（大气）的湿球温度为20-5=15℃，查文献[3]可得，大气的
干球温度为21℃。查文献[4]可得，k=0.142%。
代入公式3可得：E=k×△t×Qm=0.142%×9.51×36000=486t/h
3.1.2风吹损失量的计算：
由公式4可得：B= Qm×P2 =36000×0.1%=36 t/h
3.1.3排污损失量的计算：
由公式6可推导出：P3=[P1+ P2（1- K）]/（ K-1） 代入可得：P3=0.575%
由公式5可得：D= Qm×P3 =36000×0.575%=207 t/h
3.1.4耗水量情况：
由公式2可得：M=E+B+D =486+36+207=729t/h
运用以上方法，我们可以很方便地计算出当环境温度为6℃、11℃、16℃、26℃、31℃、36℃时
循环水冷却塔耗水量的变化情况（具体结果见表1和图1）
表1： 环境温度变化对循环冷却塔耗水量的影响
环境温度（℃） 6 11 16 21 26 31 36
循环水耗水量
（ t/h） 575 626 678 729 781 832 883
图1： 环境温度变化对循环冷却塔耗水量的影响
3.2环境湿度变化对冷却塔耗水量的影响：（取循环水进水温度20 ℃，机组出力300MW，浓缩
倍率K=3.0）
由3.1的计算结果可知，当环境湿度在61%时，冷却塔的耗水量为729t/h。下面我们来计算一下，
当环境湿度为66%时，冷却塔的耗水情况。
3.2.1蒸发损失的计算：
当环境湿度为66%时，取循环水进口温度为20℃，则大气的湿球温度为20-5=15℃，根据文
献[3 ]可知，大气的干球温度为20℃。查文献[4]可得，k=0.14%，
代入公式3可得：E=k×△t×Qm=0.14%×9.51×36000=479t/h
3.2.2风吹损失量的计算：
由公式4可得：B= Qm×P2 =36000×0.1%=36 t/h
3.2.3排污损失量的计算：
由公式6可推导出：P3=[P1+ P2（1- K）]/（ K-1） 代入可得：P3=0.57%
由公式5可得：D= Qm×P3=36000×0.57%=205 t/h
3.2.4耗水量情况：
由公式2可得：M=E+B+D =479+36+205=720t/h
运用以上方法，我们可以很方便地计算出当环境湿度为71%、76%、56%、51%、46%时循环水冷
却塔耗水量的变化情况（具体结果见表2和图2）
表2： 环境湿度变化对循环冷却塔耗水量的影响
环境湿度（%） 46 51 56 61 66 71 76
循环水耗水量
（ t/h） 761 750 739 729 720 709 698
图2： 环境湿度变化对循环冷却塔耗水量的影响
3.3机组出力变化对循环冷却塔耗水量的影响：（取循环水进水温度为20℃，大气湿度为61%，
浓缩倍率K=3.0）
由3.1的计算结果可知，当机组出力为100%时，循环冷却塔的耗水量为729 t/h。下面我们来计
算一下，当机组出力为75%时，循环冷却塔的耗水量情况。
3.3.1蒸发损失的计算：
由公式3可知，当机组出力变化时，△t将会随之而改变。哪么如何变化的呢？
由文献[5]可知，凝汽器的传热方程数学表达式为：D×γ×△t =G×Cp×△t ［5］在机组出力变化
时，G、Cp 是不变的，而γ将有所变化，但变化很小，在此认为不变。
因此，由上式可推出：△t1/△t= D1/ D 公式5
我们知道，汽轮机的排汽量变化与机组出力变化基本是成正比的，因此，当机组出力由100%
降至75%时，由公式5可得：△t1=75%△t=0.75×9.51=7.13℃
代入公式3可得： E=k×△t×Qm=0.142%×7.13×36000=364t/h
3.3.2风吹损失量的计算：
由公式4可得：B= Qm×P2 =36000×0.1%=36 t/h
3.3.3排污损失量的计算：
由公式6可推导出：P3=[P1+ P2（1- K）]/（K-1） 代入可得：P3=0.41%
由公式5可得：D= Qm×P3=36000×0.41%=148t/h
3.3.4耗水量情况：
由公式2可得： M=E+B+D =364+36+148=548t/h
运用以上方法，我们可以很方便地计算出当机组出力在60%、50%时循环冷却塔的耗水量变化情
况（具体结果见表3和图3）
表3： 机组出力变化对循环冷却塔耗水量的影响
机组负荷系数（%） 50 60 75 100
循环水耗水量（ t/h） 365 438 548 729
图3： 机组出力变化对循环冷却塔耗水量的影响
3.4浓缩倍率变化对循环冷却塔耗水量的影响：（取机组出力300MW，循环水进口温度为20℃，
大气湿度为61%）
由3.1的计算结果可知，当循环水浓缩倍率为K=3.0时，循环冷却塔的耗水量为729 t/h。
下面我们来计算一下，当浓缩倍率K=3.5时，循环冷却塔耗水量的大小。
3.4.1取循环水进口温度为20℃，则大气的湿球温度为20-5=15℃，查文献[ 3]可得，大气的干球
温度为21℃。查文献[4 ]可得，k=0.142%，
代入公式3可得：E=k×△t×Qm=0.142%×9.51×36000=486t/h
3.4.2风吹损失量的计算：
由公式4可得：B= Qm×P2 =36000×0.1%=36 t/h
3.4.3排污损失量的计算：
由公式6可推导出：P3=[P1+ P2（1- K）]/（ K-1） 代入可得：P3=0.44%
由公式5可得：D= Qm×P3=36000×0.44%=158 t/h
3.4.4耗水量情况：
由公式2可得：M=E+B+D=486+36+158=680t/h
运用以上方法，我们可以很方便地计算出当环境温度为4.0、4.5、5.0、2.5、2.0时循环水冷却
塔耗水量的变化情况（具体结果见表4和图4）
表4： 浓缩倍率变化对循环冷却塔耗水量的影响
浓缩倍率 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0
循环水耗水量
（ t/h） 972 810 729 680 648 625 608
图4： 浓缩倍率变化对循环冷却塔耗水量的影响
4.结论与建议：
4.1环境温度变化对循环冷却水系统的耗水量影响近似为线性正比关系。环境温度每变化
1℃，循环水耗水量则变化约10 t/h。约相当于循环水量的0.028个百分点。
4.2环境湿度变化对循环冷却水系统的耗水量影响近近似为线性反比关系。环境湿度每变化1个
百分点，循环水耗水量则变化约2 t/h。约相当于循环水量的0.0056个百分点。
4.3机组出力变化对循环冷却水系统的耗水量影响近似为线性正比关系。机组出力每变化1个百分点，循环水耗水量则变化7.3 t/h。约相当于循环水量的0.02个百分点。该结论是依据发电机
组推导得出的，对热电联产机组不适用。
建议：1）在机组正常运行中，应重视汽机侧漏入疏水扩容器的疏水量。因为该疏水量的增
加相当于增加了凝汽器的热负荷，也即相当于机组出力是增加的。2）应重视冷却塔的日常维护
工作，因为若冷却塔的冷却效果较差会引起冷却塔的出水温度上升，这不但会增加其耗水量，同
时还导致机组煤耗升高。
在3.3的计算中，若不忽略γ的变化，则计算结果与忽略γ变化相比，耗水量将有所增加但
增加幅度不会超过10%。
4.4浓缩倍率变化对循环冷却水系统的耗水量影响是一个反比关系，但不是直线关系。
当机组循环水浓缩倍率升至4.0以后时，浓缩倍率的变化对循环水耗水量的影响基本上就已经比较小（循环水浓缩倍率每升高0.1，循环水耗水量则下降1.5 t/h）。即：当浓缩倍率达到4.0以
后，再提高浓缩倍率其节水效果已不十分明显。
4.5同类机组若安装的地理位置不同（主要是指年平均温度和湿度的影响）的话，其循环冷却塔的耗水情况也是不同的。因此同类型机组在进行发电耗水率指标的比较时应考虑这方面客观因
素。
参考文献：
1. 能源部西安研究所主编. 热工技术手册 第4卷 电厂化学[M]. 北京：水利电力出版社， 1993.
2. 刘希波主编. 火电厂水务管理[M].北京：中国电力出版社，1998.
3. 哈尔滨电力学校主编. 热工学理论基础[M].北京：水利电力出版社，1983.
4. 刘汝义，黄玉坤编著. 发电厂用水与节水[M].北京：水利电力出版社，1990.
5．山东电力学校主编. 汽轮机设备及运行[M].北京： 电力工业出版社，
1979.
冷却塔耗水量影响因素分析.doc
(2007-12-14 21:33:43, Size: 170 KB, Downloads: 14)
brightzhc at 2007-12-15 20:48:57
Thank you for your professional feedback.
liqiangcn at 2007-12-19 14:51:13
hhnec版主太强了，佩服。。。
hhnec at 2007-12-24 12:15:43
QUOTE:
原帖由 liqiangcn 于 2007-12-19 14:51 发表
hhnec版主太强了，佩服。。。
过奖过奖！
探讨。
感谢liqiangcn的鼓励！ 最近空余的时间有限，估计元旦和春节期间我还能多看/回复几个帖子，多与大家一起进行各类
遇见 at 2007-12-24 12:42:09
1、蒸发水量：E=μ•△t•R
式中：E——蒸发损失水量，m3/h；
△t——冷却水温差，℃；
R——循环水量，m3/h；
μ——蒸发系数，0.0016
2、排污水量B
根据确定的浓缩倍数及物料平衡关系式可知：
E
B= ————
K—1
式中：B——排污损失水量，m3/h；
E——蒸发损失水量，m3/h；
K——浓缩倍数。
3、补充水量
循环冷却水系统在运行过程中补充所损失的水量。
M= E+B+W
式中：M——补充水量，m3/h；
E——蒸发水量，m3/h；
B——排污水量，m3/h；
W——风吹损失及系统渗漏损失的水量，m3/h。
kevintung at 2008-7-11 14:14:54
冷卻水損失的經驗值為循環水量的1.5%~2%
frakliu at 2008-11-14 11:23:33
支持
王一 五一
andychai7758 at 2010-3-27 12:52:48
经验公式是：冷却水循环量的1%
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一、产品简介
我公司发明的冷却塔水损失回收设备，是我公司经过充分的调研，针对目前工业用水大户——发电厂耗水主要部分——湿式冷却塔水损失严重的问题，与清华大学联合开发的先进的湿式冷却塔水损失回收设备。该设备主要应用于发电厂湿式冷却塔水损失的回收，经清华大学反复验证，可回收冷却塔内的全部蒸发风吹损失和可见水雾。该设备不仅可收集机械挡板式收水器可以收集的水微粒，还可收集占水损失大部分的小粒径部分，从而达到节水的效果。
应用：
目前，火力发电厂是工业用水大户，世界上先进的湿式冷却塔火力发电厂的耗水为1m3/s/百万千瓦，相当于一个中等城市的生活用水量。而我国的火力发电厂耗水量高达2~5倍。湿式冷却塔是电厂耗水的主要部分，占全厂总耗水量的65%以上。我国淡水资源紧缺，水资源紧张已严重制约着经济的发展。在电力工业中，许多新建或扩建电厂都受到供水能力的严重制约。有些正在运行的电厂机组由于供水能力的减少而降低出力运行。因此，冷却塔水损失的回收势在必行。这不仅对于降低发电厂的耗水量，提高发电厂的运行经济性，加快电力事业的发展具有重要意义，而且也是关系到国计民生的一个大问题。
二、主要特点：
1、 节水性能优越。
利用该设备回收的水占总损失水量的90%以上，因此，采用该设备具有显著的经济效益和社会效益。
2、 降低发电厂水处理的费用，降低用水成本。
利用该设备所回收的水基本上属于蒸馏水，水质大大提高，可直接作为锅炉用水，因此，可大大减少发电厂软化水的费用。 紧急求助，PCW要当了 请教PCW流量计上附着的物品是什么东西 请教 常用的PCW板式换热器都有哪些品牌 求教热水究竟做什么用 YK系列离心式冷水机组介绍 特灵离心机培训手册 EXH系统处理完后，有没有什么方法可... 给水管径快速计算表——EXCEL PCW系统，冷冻水侧的电动阀选型 暖通空调系统中冷却塔的设计与节能探讨
3、 取消机械挡板式收水器，检修方便。
采用该设备可取消机械挡板式收水器，避免了定期更换机械挡板式收水器的麻烦。
4、 降低冷却塔的流动阻力和循环冷却水的温度。
采用该设备不再需要安装机械挡板式收水器，减少了流动阻力，增加了塔内的风速，增强了出水的冷却效果，从而降低了冷却水的温度，使汽轮机的效率提高，发电煤耗降低。
5、 保护环境。
冷却塔上部形成的水汽微粒有部分与发电厂排烟中的SO2，NOX在空中相遇，混合形成酸雨，对周围环境产生污染，采用该设备后，可大大减少酸性雨滴的产生，对环境保护起到积极的作用。
6、 安装维护方便。
对于已建塔，无须进行额外的投资和改造，便可方便的采用此设备。对于新建塔，采用该设备，冷却效果显著提高，因此可降低新建冷却塔的塔高。
7、 降低水资源的损耗率。
采用此设备，水资源的损耗率将大大降低。
三、效益分析：
以国内某发电厂2X300MW机组为例，配备2座4500m2自然通风湿式冷却塔。按年平均水损失为400t/h，年运行300天计算，采用该设备可节约用水：2X300X24X400X90%=5.18X106 t，节约大量的淡水资源，降低了发电厂的运行成本。而且，采用该设备后，减少了酸雨的形成，保护了环境，将对整个社会产生深远的影响。
Copyright 2000～2001 山东蓬莱电力设备制造有限公司
传 真：0535-5651028
冷却塔水蒸汽回收器
业务联系电话：[1**********] [1**********] [1**********] [1**********] 邮 箱：[email protected] [email protected]
一种冷却塔水蒸汽回收器，安装在冷却塔出风口上方，其特征在于：该回收器的带有圆锥形结构的蒸汽回收罩（２）的下端沿圆周均匀设有可调节导风口（１），蒸汽回收罩（２）的下端为进汽口（９），在设有可调节导风口（１）处的其内壁四周分别装有多个固定导风板（１２）和可调导风板（１１），蒸汽回收罩（２）的上端与输汽管（４）的一端相连，此端的输汽管（４）内装有变频轴流风机（３），输汽管（４）的另一端与出汽罩（５）的上端相连，出汽罩（５）下端焊接有钢板（１４），钢板（１４）上均匀分布有通孔，在每个通孔处焊接有出汽管（８），每根出汽管（８）的下端装有止回板（１３），出汽罩（５）和汽管（８）装入溶汽罐（６）内。文