一种喷水冷却系统布置方案生成方法、系统及喷水装置与流程

本发明属于冷却塔，尤其涉及一种喷水冷却系统布置方案生成方法、系统及喷水装置。

背景技术：

1、本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

2、当前，随着能源消耗增速的放缓，高耗能、高排放产业发展逐渐衰减，进而导致电力需求放缓、火电利用小时数逐年下降。

3、将过剩火电机组改造为能够替代效率低、耗能高的小锅炉供热方式的集中供热机组，不仅可以实现灰渣等的回收利用，还可减少煤炭消耗，降低二氧化硫、氮氧化物等的排放，可显著提高大气环境质量，具有显著的节能与环境效益。

4、电力系统的节能降耗是节能减排的重要组成部分，加快发展热电联产是节能减排的重要途径之一，热电联产以高背压供热机组节能效果最为显著。热电联产机组改造项目呈蓬勃发展态势。

5、发明人发现，配备自然通风湿式冷塔的供热机组改造项目的实施，普遍存在冷却塔停止运行情况下如何解决辅机循环水冷却的问题。常规的新建机械通风冷却塔方案普遍存在新增占地、造价高、运行成本高以及带来噪声污染等问题，限制了供热机组改造的热潮。

技术实现思路

1、为了解决上述背景技术中存在的至少一项技术问题，本发明提供一种喷水冷却系统布置方案生成方法、系统及喷水装置，其根据具体气象条件以及运行参数的不同，生成喷水冷却系统布置方案，该方案无需新增建构筑物，仅需在冷却塔集水池内增设相应的配水管网及喷头等，且控制较为灵活，且不带来新的噪声污染等问题。

2、为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

3、本发明的第一方面提供一种喷水冷却系统布置方案生成方法，包括如下步骤：

4、步骤1：确定热端负荷参数及气象参数设计要求；

5、步骤2：确定初步的喷头形式及参数，根据水头压力，确定单个喷头的出水量；

6、步骤3：基于热端负荷参数和单个喷头的出水量计算得到所需布置的喷头数量；

7、步骤4：根据喷头形式及参数及所需布置的喷头数量计算得到有效喷水密度；

8、步骤5：基于气象参数和有效喷水密度，确定初步循环水出水水温；

9、步骤6：对喷水冷却装置热力性能模拟，得到各参数对冷却循环水温降的影响规律；

10、步骤7：基于初步循环水出水水温和各参数对冷却循环水温降的影响规律，对循环水水温进行修正，形成修正水温值；

11、步骤8：判断修正水温值是否满足设计要求，若不满足，调整喷头参数，重复步骤2-步骤7，直至循环水出水温度满足设计参数要求，得到喷水冷却系统布置方案。

12、进一步地，所述喷头形式及参数包括：喷嘴的型号和喷嘴出口直径、喷嘴的出水流量和流量系数。

13、进一步地，有效喷水密度的计算公式为：

14、

15、其中，q为有效喷水密度，qc为一个喷嘴所喷出的水量，m3/h，l为配水管的距离，m；b为配水管喷嘴的间距，m；n为每一个喷嘴中喷嘴的个数。

16、进一步地，所述基于气象参数和有效喷水密度，确定初步循环水出水水温，包括：

17、根据别尔曼曲线，得到气象参数已知条件下对应的冷却水温度；

18、获取水土修正系数、湿度修正系数和风速修正系数；

19、结合气象参数已知条件下对应的冷却水温度以及水土修正系数、湿度修正系数和风速修正系数得到修正的冷却水温度；

20、结合修正的冷却水温度和改造需求，得到改喷水池出塔水温。

21、进一步地，通过三维数值模拟手段对喷水冷却装置热力性能进行分析，得到各关键参数对降温效果影响规律，包括雨滴当量直径对温降影响的规律、自然风速对温降影响的规律、淋水密度对温降影响的规律和水头高度对温降影响的规律。

22、进一步地，在得到喷水装置方案后，根据冷却塔集水池面积，对所确定的喷水装置方案进行布置，形成初步布置图；

23、基于初步布置图、运行工况组合以及气温参数，对各控制系统的参数进行设置；

24、基于设置好的控制参数，进行配水管路系统水力计算以及相应管路喷头、管路支撑的设计，得到最终的设计图纸。

25、本发明的第二方面提供一种喷水冷却系统布置方案生成系统，包括：

26、设计要求确定模块，其用于确定热端负荷参数及气象参数设计要求；

27、出水量确定模块，其用于确定初步的喷头形式及参数，根据水头压力，确定单个喷头的出水量；

28、喷头数量计算模块，其用于基于热端负荷参数和单个喷头的出水量计算得到所需布置的喷头数量；

29、喷水密度计算模块，其用于根据喷头形式及参数及所需布置的喷头数量计算得到有效喷水密度；

30、初步水温计算模块，其用于基于气象参数和有效喷水密度，确定初步循环水出水水温；

31、水温修正模块，其用于对喷水冷却装置热力性能模拟，得到各参数对冷却循环水温降的影响规律；基于初步循环水出水水温和各参数对冷却循环水温降的影响规律，对循环水水温进行修正，形成修正水温值；

32、方案生成模块，其用于判断修正水温值是否满足设计要求，若不满足，调整喷头参数，直至循环水出水温度满足设计参数要求，得到喷水冷却系统布置方案。

33、本发明的第三方面提供一种喷水装置，采用第一方面所述的一种喷水冷却系统布置方案生成方法布置得到的。

34、本发明的第四方面提供一种计算机可读存储介质。

35、一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如第一方面所述的一种喷水冷却系统布置方案生成方法中的步骤。

36、本发明的第五个方面提供一种计算机设备。

37、一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如一种喷水冷却系统布置方案生成方法中的步骤。

38、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

39、本发明基于给定的设计要求，采用对喷水冷却装置热力性能模拟，得到各参数对冷却循环水温降的影响规律；基于初步循环水出水水温和各参数对冷却循环水温降的影响规律，对循环水水温进行修正，形成修正水温值；无需新增建构筑物，仅需在冷却塔集水池内增设相应的配水管网及喷头等，且控制较为灵活，且不带来新的噪声污染等问题。

40、本发明附加方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

技术特征：

1.一种喷水冷却系统布置方案生成方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.如权利要求1所述的一种喷水冷却系统布置方案生成方法，其特征在于，所述喷头形式及参数包括：喷嘴的型号和喷嘴出口直径、喷嘴的出水流量和流量系数。

3.如权利要求1所述的一种喷水冷却系统布置方案生成方法，其特征在于，有效喷水密度的计算公式为：

4.如权利要求1所述的一种喷水冷却系统布置方案生成方法，其特征在于，所述基于气象参数和有效喷水密度，确定初步循环水出水水温，包括：

5.如权利要求1所述的一种喷水冷却系统布置方案生成方法，其特征在于，通过三维数值模拟手段对喷水冷却装置热力性能进行分析，得到各关键参数对降温效果影响规律，包括雨滴当量直径对温降影响的规律、自然风速对温降影响的规律、淋水密度对温降影响的规律和水头高度对温降影响的规律。

6.如权利要求1所述的一种喷水冷却系统布置方案生成方法，其特征在于,在得到喷水装置方案后，根据冷却塔集水池面积，对所确定的喷水装置方案进行布置，形成初步布置图；

7.一种喷水冷却系统布置方案生成系统，其特征在于，包括：

8.一种喷水装置，其特征在于，采用权利要求1-6任一项所述的一种喷水冷却系统布置方案生成方法布置得到的。

9.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求1-6任一项所述的一种喷水冷却系统布置方案生成方法中的步骤。

10.一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1-6任一项所述的一种喷水冷却系统布置方案生成方法中的步骤。

技术总结
本发明属于冷却塔技术领域，提供了一种喷水冷却系统布置方案生成方法、系统及喷水装置，其技术方案为：确定设计要求、初步的喷头形式及参数，根据水头压力，确定单个喷头的出水量；基于热端负荷参数和单个喷头的出水量计算得到所需布置的喷头数量；进一步计算得到有效喷水密度；基于气象参数和有效喷水密度，确定初步循环水出水水温；对喷水冷却装置热力性能模拟，得到各参数对冷却循环水温降的影响规律；基于初步循环水出水水温和各参数对冷却循环水温降的影响规律，对循环水水温进行修正，形成修正水温值；判断修正水温值是否满足设计要求，若不满足，调整喷头参数，直至循环水出水温度满足设计参数要求，得到喷水装置布置方案。

技术研发人员：郭富民,史宁,张斌,宫现辉,赵佰波,高德申,马新红,李继承,齐慧卿,王文超,李旋,韩敬钦,徐士倩
受保护的技术使用者：山东电力工程咨询院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/8/21