電廠冷卻塔工作原理：處理電廠冷卻水
作者：湖北武漢辦事處 時間：2019-05-24 08:45 閱讀：
電廠為什么需要冷卻？冷卻類型
其他關(guān)鍵問題
使用冷卻的技術(shù)
在美國，90％的電力來自需要冷卻的熱電廠 - 煤，核能，天然氣和石油。其余10％由水力發(fā)電和其他可再生能源設(shè)施生產(chǎn)。一些可再生能源技術(shù)也是熱電技術(shù)，包括某些類型的聚光太陽能，地?zé)岷蜕镔|(zhì)發(fā)電廠。
為什么需要冷卻？
熱電廠將水煮沸以產(chǎn)生蒸汽，然后旋轉(zhuǎn)渦輪機以產(chǎn)生電力。用于煮沸水的熱量可來自燃料燃燒，核反應(yīng)，或直接來自地下的太陽或地?zé)釤嵩础Ｒ坏┱羝ㄟ^渦輪機，必須將其冷卻回水中，然后才能重新使用以產(chǎn)生更多電力。較冷的水更有效地冷卻蒸汽，并允許更有效的發(fā)電
電廠冷卻塔冷卻類型
盡管所有熱電廠都使用水來產(chǎn)生蒸汽用于發(fā)電，但并非所有的工廠冷卻系統(tǒng)都使用水。冷卻有三種主要方法：
直通系統(tǒng)從附近的水源（例如河流，湖泊，含水層或海洋）取水，通過管道循環(huán)以吸收來自稱為冷凝器的系統(tǒng)中的蒸汽的熱量，并將現(xiàn)在較暖的水排放到當(dāng)?shù)厮?。直流系統(tǒng)最初是最受歡迎的，因為它們簡單，成本低，并且可以在具有充足冷卻水供應(yīng)的地方選址發(fā)電廠。這種類型的系統(tǒng)目前在美國東部普遍存在。很少有新的發(fā)電廠使用直流冷卻，但是，由于這些系統(tǒng)的中斷導(dǎo)致當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)系統(tǒng)受到重大取水的影響，并且由于選址電廠的難度增加靠近可用的水源。
濕循環(huán)或閉式冷卻塔在第二個循環(huán)中重復(fù)使用冷卻水，而不是立即將其排放回原始水源。最常見的是，濕式再循環(huán)系統(tǒng)使用冷卻塔將水暴露在環(huán)境空氣中。有些水蒸發(fā)了;然后將其余部分送回發(fā)電廠的冷凝器。由于濕式再循環(huán)系統(tǒng)僅抽取水以替換通過冷卻塔中的蒸發(fā)而損失的任何水，因此這些系統(tǒng)具有比直通系統(tǒng)低得多的取水量，但往往具有明顯更高的水消耗。在美國西部，濕循環(huán)系統(tǒng)占主導(dǎo)地位。
干式冷卻系統(tǒng)使用空氣代替水來冷卻離開渦輪機的蒸汽。干式冷卻系統(tǒng)不使用水，可以減少90％以上的電廠總耗水量。[2]這些節(jié)水的權(quán)衡是成本更高，效率更低。在發(fā)電廠中，效率較低意味著每單位電力需要更多燃料，這反過來又會導(dǎo)致更高的空氣污染以及采礦，加工和運輸燃料對環(huán)境的影響。 2000年，大多數(shù)美國干式制冷設(shè)備都在較小的發(fā)電廠中，最常見的是天然氣聯(lián)合循環(huán)發(fā)電廠。[3]
美國大約43％的熱電發(fā)電機使用直流冷卻，56％循環(huán)冷卻和1％干冷卻（2008年數(shù)據(jù)）。 2008年，約30％的發(fā)電涉及直通冷卻，45％循環(huán)冷卻和2％干冷。 （在某些情況下，那些相同的發(fā)電廠也使用非蒸汽系統(tǒng)發(fā)電，例如燃?xì)廨啓C。）[4]。
直流再循環(huán)干式冷卻
提取消費提取消費提取消費
煤（常規(guī)）20,000 - 50,000 100 - 317 500 - 1,200 480 - 1,100 N / A N / A.
天然氣（聯(lián)合循環(huán)）7,500 - 20,000 20 - 100 150 - 283 130 - 300 0 - 4 0 - 4
核25,000 - 60,000 100 - 400 800 - 2,600 600 - 800 N / A N / A.
太陽能熱（槽）N / A N / A 725 - 1,109 725 - 1,109 43 - 79 43 - 79
用于發(fā)電廠冷卻的取水和消耗水，每兆瓦時電力產(chǎn)生的加侖水量[5]。
電廠冷卻塔其他關(guān)鍵問題
選址：發(fā)電廠的地理位置對冷卻技術(shù)選擇，水的可用性，用于冷卻的水的類型以及環(huán)境影響具有巨大影響。例如，太陽能和地?zé)岚l(fā)電廠必須分別位于具有高太陽輻射和地?zé)崮艿牡貐^(qū)，這些地區(qū)可能是干旱的，遠(yuǎn)離傳統(tǒng)的水資源。在這些情況下，干冷卻可能是一種選擇，或者可能有替代水源，但這種選擇會影響發(fā)電廠的性能和當(dāng)?shù)丨h(huán)境。
水類型：雖然許多發(fā)電廠使用淡水進行冷卻，但廢水和鹽水卻是如此其他可能性有利有弊。 例如，鹽水是沿海發(fā)電廠的一個明顯而豐富的選擇，但這些工廠面臨著與內(nèi)陸植物相似的挑戰(zhàn)，即通過過度抽取或熱污染（來自熱冷卻水的排放）來破壞當(dāng)?shù)厮鷳B(tài)系統(tǒng)。
使用冷卻塔的技術(shù)
常規(guī)電力
煤
核
天然氣
油
可再生電力
聚光太陽能（太陽能熱電）[6]
地?zé)?br /> 生物質(zhì)能