中国南方电网超高压输电公司曲靖局 刘百爽 施礼兴 代书龙

换流站阀冷系统一般配有多台冷却塔，冷缺塔设计裕度大多为50%左右，即使有1台冷却塔退出运行，剩下的两台冷却塔仍然能够满足阀组冷却要求。但在实际运行中，经常有多台冷却塔同时运行仍不能满足阀组冷却要求的情况，导致直流功率输送受限，因此对冷却塔的传热理论进行分析非常必要。

1 冷却塔的数学模型

1.1 冷却塔的原理

逆流封闭式冷却塔主要原理是高温流体在盘管内流动，喷淋水流过管束传热面带走高温流体内的热量，同时，喷淋水与空气接触，通过蒸发和自然散热带走热量，同时利用风机及时将水蒸气和空气带走，以提高冷却效果。逆流式冷却塔喷淋水由塔顶向下流动，空气由下向上流动，有效地延长了喷淋水与空气的接触时间和接触面积，确保塔内得以充分换热。为提高冷却效率，闭式冷却塔内常布置填料。

1.2 冷却塔的模型

以史美中[1]蒸发冷却器模型为基础建立闭式冷却塔模型[1]，在闭式冷却塔中既有传热又有传质，为简化模型，做出以下假设。

1.2.1 条件假设

喷淋水和空气流量视为常量；进入塔内的空气大于理论所需的空气；热质交换过程仅在冷却塔内进行，与塔外无传热传质；忽略喷淋水蒸发量，忽略因喷淋水蒸发引起的塔内空气体积变化；因为水温变化范围较小，视饱和空气焓与水温的关系为线性关系。

1.2.2 模型建立

取冷却塔盘管高度微元高度dz 来分析[1]。……