项目简介：
        自然通风逆流湿式冷却塔因其具有高效、可靠、结构简单等优点依然是大型火电及核电厂冷端的主要设备。冷却塔冷却效率的好坏直接影响凝汽器的真空，进而影响整个发电机组的效率及安全性。相关研究表明，对600 MW 机组而言，冷却塔出水温度每降低 1℃，机组燃煤消耗率将降低 0.8 g/kW·h。近年来随着发电功率的不断升高，需要更大的冷却负荷来维持循环系统的稳定，这就造成冷却塔的设计尺寸不断增大。大型湿式冷却塔的高度一般超过 160 m，冷却面积超过10000 m2，雨区直径超过 120 m。如此巨大的冷却塔塔体，加之雨区密集的水滴分布，致使外界冷风很难到达冷却塔中心区域，造成塔内气-水径向分布不均，最终导致冷却塔传热传质性能变差，严重影响机组的效率及安全性。
       项目组在国家发展改革委产业化示范项目、国家自然科学基金及山东省自然科学基金等项目的支持下，基于湿式冷却塔内部传热传质理论，打破了塔芯填料的传统布置方式，研发了环境侧风、分区配水、非均填料、干湿雨区集成优化的节能增效技术，形成了湿式冷却塔深度节能示范技术，为蒸汽动力循环冷端系统高效节能提供了理论依据和技术支撑，对推动我国电力行业减排降耗技术及产业化具有重要意义。
       本项目研究成果已应用于多家热电企业、设备制造厂家及电力设计单位。项目授权发明专利 15 项、制定行业标准 3 项；发表 SCI/EI 论文 42 篇，培养硕/博学生15 人。
       应用表明，采用该技术后冷却温差可降低 1.0-1.5℃，发电煤耗约降低 1.0 g/kW·h。2019 年全国火电发电量超过 5 万亿 kW·h，推算节煤量约为 500 万吨，直接经济效益 35 亿元。该项目成果潜在的技术及经济效益显著，并将极大地推动冷却塔行业的发展，为冷却塔节能增效设计提供新思路和理论指导。

       核心技术：
       本项目团队成员在多年冷却塔数值模拟、热态模型实验、现场测试研究的基础上，基于塔内气水温度场及空气动力场分布均衡的原则，打破了塔芯填料的传统布置方式，提出了多种基于填料优化的冷却塔节能增效技术；提出了干湿混合雨区的优化技术，实现了塔内配风、配水集成优化；提出了环境侧风、分区配水、非均填料、干湿雨区集成优化的冷却塔节能增效技术，形成了湿式冷却塔深度节能示范技术，为冷端系统的高效节能提供了理论依据和技术支撑。主要创新性体现在：
     （1）打破了塔芯填料的传统布置方式，提出了多种基于填料优化的冷却塔节能增效技术
重构了冷却塔内部空气动力场，研发了多种基于填料优化的冷却塔节能增效技术，可实现冷却塔内空气动力场和温度场的协同优化。填料结构优化方面，提出了填料的非等片距布置和填料波形优化设计方法；填料布置优化方面，提出了非等高布置方案、中空布置、花瓣状、环形等系列优化布置方法。
    （2）提出了干湿混合雨区的优化技术，实现了塔内配风、配水集成优化
提出了干湿混合雨区的优化技术，在雨区加装一定尺寸的收水板，通过收水板的优化布置，在雨区形成干区和湿区，通过干区给塔内中心区域导风，实现塔内配风、配水集成优化。
    （3）提出了环境侧风、分区配水、非均填料、干湿雨区集成优化的冷却塔节能增效技术

       提出了冷却塔填料与配风、配水、干湿雨区集成优化的关键技术。在湿式冷却塔中心区域配置大片距填料，在外围区域安装小片距填料，同时减小塔心区域的配水量，增加外围区域的配水量，实现填料与配水的匹配；通过热态模型实验及数值计算分析，获得填料、配水、干湿雨区的优化匹配方案，从而提升全塔的冷却性能。
        成果及应用案例：
        本项目研发了多种基于填料优化的冷却塔节能增效技术；提出了干湿混合雨区的优化技术，实现了塔内配风、配水集成优化；研发了提出了环境侧风、分区配水、非均填料、干湿雨区集成优化的冷却塔节能增效技术，为湿式冷却塔高效节能提供了理论依据和技术支撑。研究成果已应用于多家热电企业、设备制造厂家及电力设计单位。

       1）XXX 发电厂#8 机组自然通风冷却塔节能技术改造于 2015 年 9 月停机开始实施，对淋水填料及配水装置的布置方式进行了非均匀优化设计。改造后运行状况良好，并于 2016 年夏季进行了改造后热力性能试验。设计工况下冷却塔出塔水温为 29.26℃，比改造前出塔水温 30.79℃下降 1.53℃；机组真空提高0.634kPa，机组真空全年平均提高 0.456kPa，折合至全年发电煤耗降低 1.017g/（kW·h）；改造至今累计节煤量约6282t。
       2）XXX 设备公司自 2014 年开始应用本项目的填料非均匀布置与分区配水集成优化技术，对 XXX 电厂#1、2#机组（660MW）、XXX 电厂#2、3#机组（600MW ）、XXX 电厂 1# 机组（ 630MW ）、XXX 发电公司 #2 机组（600MW）、XXX 电厂#3 机组（330MW）、XXX 发电厂#5 机组（600MW）、 XXX 发电厂#3 机组（660MW）等 10 余个项目的冷却塔进行了节能提效优化改造，均取得了显著效果。2017 年至2019 年累计新增产值约7800 万元。
      3）XXX 电力工程咨询院有限公司自从 2014 年开始应用本项目的填料非均匀布置与分区配水集成优化技术，并针对 XXX 热电有限公司 660MW 机组配备的大型湿式冷却塔开展了填料区的优化设计工作，目前机组已投入运行，运行状况良好。2019 年XXX 电力工程咨询院有限公司又委托本项目课题组进行冷却塔节能增效技术的深入研究，拟在后续新建电厂的设计中进行全方位推广应用。

      市场前景：

      本项目研究成果已应用于多家热电企业、设备制造厂家及电力设计单位。应用表明，采用该技术后冷却温差可降低1.0-1.5℃，发电煤耗约降低1.0 g/kW·h。 2019 年全国火电发电量超过 5 万亿 kW·h，推算节煤量约为 500 万吨，直接经济效益 35 亿元。该项目成果潜在的技术及经济效益显著，并将极大地推动冷却塔行业的发展，为冷却塔节能增效设计提供新思路和理论指导。