近年来限电情况频繁出现，新能源大规模并网，调峰需求下火电基建需求上升。2021 年 11 月，国家发改委与能源局发布的《全国煤电机组改造升级实施方案》中提出，“十四五”期间完成 2 亿千瓦的煤电机组灵活性改造，实现 1.5 亿千瓦的制造。2022 年，火电基建投资额同比增长 28.4%；火电基建投资额在电源基建总投资额的占比从 2020 年的 10.5%提升至2022 年的 12.6%。火电新增装机量历经多年负增长后有望迎来拐点。

火电扩张下冷却塔需求有望增加。2022年，全国火电新增装机容量为4471万千瓦。假设新增火电机组中50%为空冷机组，则新增水冷机组容量为2236万千瓦。按每100万千瓦装机容量需144,000m³/h循环水量计算，需新增约321.9万m³/h循环水量的冷却能力，未来工业冷却塔需求有望增加。

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冷却塔概述

节能环保需求推动火电冷却塔迭代。目前我国采用循环冷却系统的火电机组大多采用自然通风湿式冷却塔。自然通风冷却塔体积庞大，冷却效果受风力、风向、空气湿度、温度的影响较大，正逐步被冷效高、调节性强、高度低的机械通风冷却塔替换。2019 年至今，华电半山公司已拆除了公司原有 5 座大型双曲线自然通风冷却塔，新建 7 组共 27 座消雾环保型机力通风冷却塔（机力冷却塔），冷却塔高度由自然通风塔的 100 多米降低到 30 米。节能环保需求下火电冷却塔迭代或进一步加速。

冷却塔是利用空气同水的接触（直接或间接）来冷却水的设备。是以水为循环冷却剂，从一个系统中吸收热量并排放至大气中，从而降低塔内温度，制造冷却水可循环使用的设备。

在湿式冷却塔中，热水的温度高，流过水表面的空气的温度低，水将热量传给空气，由空气带走，散到大气中去，水向空气散热有三种形式：① 触散热；② 蒸发散热；③ 辐射散热。冷却塔主要靠前两种散热，辐射散热量很小，可勿略不计。

蒸发散热原理蒸发散热通过物质交换，即通过水分子不断扩散到空气中来完成。水分子有着不同的能量，平均能量有水温决定，在水表面附近一部分 动能大的水分子克服邻近水分子的吸引力逃出水面而成为水蒸气，由于能量大的水分子逃离，水面附近的水体能量变小。

因此，水温降低，这就是蒸发散热，一般认为蒸发的水分子首先在水表面形成一层薄的饱和空气层，其温度和水面温度相同，然后水蒸气从饱和层向大气中扩散的快慢取决于饱和层的水蒸气压力和大气的水蒸气压力差，即道尔顿（Dolton）定律，可用下图表示此过程。

冷却塔种类及其优缺点自然通风冷却塔：密度较小的热空气自冷却塔顶部流出，密度较大的冷空气自塔底部进入冷却塔填补，不需风机，混凝土塔<200 m，用于大热量的冷却。

机械通风冷却塔：大功率风机强制空气与循环水的换热，填料表面的水膜可以最大限度地与空气进行换热；冷却效率的决定因素有很多，多种冷却能力备选，可以多冷却塔同时工作。

空气由离心风扇吹入通风口；优势：适用于气流阻力较大的塔体；离心风扇噪声相对较小。

逆流冷却塔：冷却水被喷淋在填料上，向下流入冷却水槽。空气从底部强制吹入，在填料内与水接触蒸发部分冷却水，从而降低水温。

诱导通风冷却塔：有横流式诱导通风冷却塔，逆流式诱导通风冷却塔。优势在于回流程度低于强制通风冷却塔；风机运行费用小于强制通风冷却塔。劣势在于风扇与电机的机械传动需要防水设计。

诱导通风冷却塔热水从顶部进入冷却塔，空气通过风扇强制诱导，从底部进入冷却塔；使用强制诱导风扇。冷却水从顶部进入，流经填料层；空气从一侧或两侧进入，诱导风机使空气横向流过填料层。

03

核电应用开启全新增量，数据中心、储能等下游前景广阔

沿海核电应用或为新增量。目前，沿海核电站多使用直流冷却方案，但取水量、用水量、排热量极大，对鱼类繁衍等生态问题有较大影响，且在藻类生长的旺季容易发生滤网堵堵塞，造成潜在风险。2022 年 12 月 16 日，我国首座核电站超大型冷却塔——广东廉江核电项目一期工程 1 号冷却塔顺利完成首段环基混凝土浇筑，核电海水二次循环冷却（冷却塔冷却）或为未来趋势。

依据核电站循环水系统及配套冷却塔的特点，100 万千瓦装机容量机组应配套 2台 2800m³/h 核岛用冷却塔和 1 台 1,000m³/h 常规岛用冷却塔。以 2022 年核电 5698.6万千瓦装机容量，2030 年预计达到 12000 万千瓦装机容量计算，则有 126 台核岛用冷却塔和 63 台常规岛用冷却塔的市场空间。

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冷却塔行业集中度较低，企业分布分散

冷却塔企业数量众多，主要集中在上海，江苏常州、无锡、苏州，浙江绍兴，广东广州、东莞，山东德州、潍坊，河北沧州、枣强、衡水等地区。根据海欧股份数据，工业冷却塔年销售额 1 亿元以上规模企业不超过 10 家，年销售额 1000 万元-1 亿元规模企业约为几十家。国内规模以上的冷却塔厂商较少，主要厂商包括美国 SPX Corporation（斯必克）、Hamon（哈蒙）公司、中化工程沧州冷却技术有限公司、江苏海鸥冷却塔股份有限公司等。

2020 年我国冷却塔市场空间约为 140 亿元。我们认为在火电项目加速招标及设备迭代、核电领域冷却塔应用趋势下，冷却塔行业有望迎来新一轮增长。

文章来源： 嘿嘿能源heypower， 机械孟话， 工程人的春耕秋收