一、技术名称：自然通风逆流湿式冷却塔风水匹配强化换热技术

二、技术所属领域及适用范围：电力行业（火电、核电）、冶金、石化等行业大型自然通风逆流湿式冷却塔强化换热改造

三、与该技术相关的能耗及碳排放现状

自然通风逆流湿式冷却塔是火电厂冷端系统最重要的辅助设备，循环水温度对发电机组的发电煤耗有较大影响，以300MW机组为例：循环水温每升高1℃将使机组煤耗增加0.798g/kWh。目前在运冷却塔的配水方式设计均采用一维、均风的方式，其设计参数与实际运行参数相差较大。根据目前国内冷却塔的情况估计，循环水的温度仍有不低于2℃的下降空间，节能潜力巨大。目前该技术可实现节能量1万tce/a，CO2减排约3万t/a。

四、技术内容

1.技术原理

根据冷却塔换热能力决定于塔内进风与配水的“风水匹配”程度的原则，结合现场实测，采用CFD（计算流体动力学）技术对冷却塔进风在塔内的分布（速度场、温度场及含湿量场等）进行全三维精确计算，根据进风的分布通过重新设计配水系统使塔内各处的布水与进风做到尽可能匹配。一方面，可以充分利用进塔空气的换热能力；另一方面，因出塔空气的温度升高产生塔内湿空气与塔外空气的密度差（冷却塔的抽吸动力）增大，使进塔空气量增加；最后，由于进塔空气流速增加，增强了其对快速蒸发导致的空气过饱和形成的小液滴的携带能力，进而又增强了进塔空气的换热能力。基于上述三种途径，最终达到强化换热的效果。

2.关键技术

（1）冷却塔内空气各参数精确分布的冷却塔全三维CFD高网格建模计算技术

（2）基于“风水匹配”原则的冷却塔入塔水量分区不等量配水技术

（3）基于“风水匹配”原则的冷却塔填料分区不等高布置技术

3.工艺流程

在采用冷却塔全三维CFD高网格建模计算技术弄清塔内进风各参数场分布的前提下，重新设计布水系统，使其与进风相匹配，再根据布水情况重新设计调整填料的布置厚度，使其适应蒸发换热的要求。具体实施效果见图1。

五、主要技术指标

1．换热效率与设计值相比提升不小于20%

2．降低冷却塔出水温度不低于1.5℃

六、技术鉴定、获奖情况及应用现状

该技术通过中国华电集团公司科技项目鉴定并获得中国华电集团公司科技进步二等奖。该技术已先后在华电、国电集团公司内多家电厂成功运用，8座300MW机组冷却塔已完成技改并投入运行，换热能力提升均超过130%，技术成熟可靠。

七、典型应用案例

典型用户：华电昆明二电厂（2×300MW机组）、华电巡检司电厂（2×300MW机组）、国电小龙潭电厂（2×300MW机组）、国电阳宗海电厂（2×300MW机组）

典型案例1

建设规模：300MW机组冷却塔（4000m2）。主要技改内容：#2自然通风逆流湿式冷却塔“风水匹配”强化换热节能改造。节能技改投资额230万元，建设期20天。每年可节能2977tce，年节能经济效益为232万元，投资回收期1年。

典型案例2

建设规模：300MW机组冷却塔（4500m2）。主要技改内容：#7自然通风逆流湿式冷却塔”风水匹配”强化换热节能改造。节能技改投资额250万元，建设期20天。每年可节能1981tce，年节能经济效益155万元，投资回收期1.6年。

八、推广前景及节能减排潜力

未来5年，预计该技术可推广到10％，总投入2亿元，节能能力可达11万tce/a，减排能力29万tCO2/a。