西南院高位塔设计跻身世界前列

　　说起现代化燃煤电厂，总是离不开冷却塔。简洁流畅的线条，映衬着蓝天白云，仿佛守卫一般，矗立在电厂一侧。

　　日前，由中国能建规划设计集团西南院（以下简称“西南院”）设计的国产超大型高位收水冷却塔（以下简称“国产高位塔”）在贵州黔西二期1×66万千瓦工程和神华国华九江2×105万千瓦工程中先后通过性能考核试验。试验期间，国产高位塔运行良好，冷却效果优异，节能效果显著，受到各方高度赞誉。

　　填补行业空白

　　黔西二期工程是国内首座采用国产高位塔的60万千瓦级机组，神华九江工程冷却塔是国内淋水面积最大、高度最高的国产高位塔，两个工程高位塔的成功投运，标志着西南院在超大型高位收水冷却塔领域的自主研发能力达到了国际领先水平。

　　“火力发电厂能耗问题一直是行业关注的焦点，传统冷却塔存在能耗大、维护费用高、易渗水等弊端，主流进口冷却塔又有塔芯部件贵、技术垄断等难题，研发并推广应用一款安全可靠、高效节能的国产高位塔迫在眉睫。”西南院科研项目负责人曾华介绍道。

　　为此，西南院开始了“国产化高位收水冷却塔研发与应用”课题研究。该研究包含高位塔理论、设计、制造、应用等多个方面，西南院凭借扎实的技术基础，形成众多科技成果，率先设计和建造了应用在国内首座百万千瓦煤电机组（神华九江工程）上的国产化超大型高位收水冷却塔，填补了行业空白。

　　神华九江工程的国产高位塔淋水面积达到13200平方米、塔高约200米，采用全国产化的塔芯部件、悬吊式结构设计，与传统的搁置式冷却塔相比，防溅水效果明显提升，整塔溅水率小于0.04‰，达到甚至优于国际水平。

　　实现滴水不漏

　　神华九江工程国产高位塔吸引了大批行业专家来到现场观摩，他们惊奇地发现：这个国产高位塔“滴水不漏”。背后的奥秘就在于“高位收水装置国产化”的研发。

　　根据构成原理，高位收水塔漏水的主要原因在于其核心部件——高位收水装置，该装置结构复杂，各部件连接处容易出现漏水、渗水等现象。

　　“西南院‘高位收水装置国产化研发’特别针对高位塔高位收水装置各部件工艺尺寸及整体构造进行了相关设计计算和模型试验研究，取得了‘收水斜板穿柱防漏’‘塔边缘防漏防溅’ 等专利技术发明，解决了高位塔易漏水问题。同时，国产化部件对土建误差的容许度更大，为高位塔国产化提供了强大的技术支持。”曾华自豪地说。

　　安全快速安装

　　由于部件众多，部件与部件之间、部件与土建结构之间节点复杂，因此，高位塔安装对土建安装质量、精度等技术要求较高。

　　如何安全、高效地安装高位塔？西南院结合工程实际，通过比选多项方案，相继取得了 “一种高位塔收水槽与混凝土集水槽的连接结构”等专利技术发明。为了避免安装时发生交叉碰撞，西南院在设计过程中还运用了BIM数字化技术，取得了良好效果。

　　以上新技术的运用，给施工安装带来了明显的收益，施工进度更快，安全性更高。以黔西二期工程为例，高位塔淋水面积约7750平方米，从土建交付开始，到全塔安装结束投入试运行，仅用时不到80天，相比传统冷却塔节约工期约1/3。

　　环保性能优异

　　国内常规自然通风冷却塔耗电通常达到厂用电率的12%左右，是名副其实的“耗电大户”，冷却塔淋水噪声也是电厂的主要噪声污染源之一。

　　西南院在吸收高位塔已有成果的基础上，不断优化设计，精益求精，研发出的国产高位塔具有更显著的节能和降噪优势。

　　以数据为例。西南院在设计中增加收水槽平坡布置技术，保证集水槽有更高的压头，使国产高位塔节能效果相比进口冷却塔提高约7%；采用悬吊式结构设计，两台百万机组年节约电耗可达500万度。

　　在研发过程中，西南院还致力于高位塔塔芯部件的国产化标准制定，使高位塔造价得以有效降低。黔西二期和神华九江工程均采用完全国产化的塔芯部件，相比进口高位塔，工程综合单价降低40%以上，为业主节约了大量投资。

　　截至目前，西南院已掌握高位塔设计理论、产品制造和应用核心技术，取得相关专利10余项，形成了具有自主知识产权的高位塔系列专有技术。