摘要：近年来国家对火电厂节水的要求越来越高，辅机冷却系统作为电厂重要耗水系统之一直接关系着电厂的耗水指标。机械通风湿式冷却塔已成功运行多年，但耗水较多；机械通风干式冷却塔可节省湿式冷却系统的蒸发、风吹和排污损失的水量，由于其良好的节水性能，在干旱地区得到较快的发展。本文在保证辅机安全运行的前提下，对机械通风湿式冷却塔和机械通风干式冷却塔在火电机组中应用的技术、经济条件进行研究。
关键词：火电厂；辅机冷却水系统；选择；研究
引言
电厂的辅机冷却水系统用水量在整个厂区的用水量中往往占用一定的比例，本着节约用水以及工艺的发展要求，对电厂的辅机冷却水系统进行优化显得尤为重要。
1、设计方案
1.1项目概括
某地某燃机联合循环发电项目位于某地中南半岛西部，境内多高原、丘陵、河谷和平原。属热带季风气候，年平均气温27.5℃，全年年平均气温相差不到8℃，年平均大气压100.89kpa。本项目设计温度35℃，相对湿度85%，同时考虑极端气温43℃，相对湿度82%的情况下，辅机冷却水系统同样可以正常可靠运转。
1.2机力通风湿冷塔系统
辅机冷却水系统采用母管制，配1座机力通风湿冷塔，2台冷却水水泵，1根进水管和1根回水管。冷却水水泵参数为：流量：650m?/h；扬程：0.38MPa；2台（1用1备）。机力通风湿冷塔参数为：冷却水流量：3×360m?/h；湿球温度：32.5℃；进塔水温：45℃；出塔水温：38℃；冷却塔风机直径：3000mm；冷却塔风机台数：3台（2用1备）；单台风机风量：15.6m?/s；冷却塔风机功率：18.5kW；占地面积：长14m，宽6m。
1.3机力通风间接空冷系统
辅机冷却水系统采用母管制，配1座机力通风间冷塔，2台冷却水水泵，1根进水管和1根回水管。冷却水水泵参数为：流量：650m?/h；扬程：0.27MPa；2台（1用1备）。机力通风间冷塔参数为：冷却水流量：800m?/h；设计温度：35℃；进塔水温：50℃；出塔水温：42℃；冷却三角有效高度：12.0m；空气迎面风速：2.28m/s；总散热面积：38200m2；单台风机风量：514m?/s；风机直径：9754mm；风机台数：2台；风机功率：110kW；占地面积：45m×12m；夏季气温高于35℃时，进行辅助喷雾降温；喷雾水泵流量：25m?/h，电机功率：11KW，台数：2台。
1.4蒸发空冷系统
辅辅机冷却水系统采用母管制，配1座蒸发冷却塔，2台冷却水水泵，1根进水管和1根回水管。冷却水水泵参数为：流量：650m?/h；扬程：0.27MPa；2台（1用1备）。
蒸发冷却塔参数为：冷却水流量：4×230m?/h；湿球温度：32.5℃；进塔水温：45℃；出塔水温：38℃；单台设备传热面积：862m2；单台风机风量：41.67m?/s；风机直径：2400mm；风机台数：4台；风机功率：15kW；喷淋水泵流量：160m?/h，电机功率：11kW，数量：6台（3用3备）；占地面积：18×11m。
2、方案比较
2.1技术比较
2.1.1机械通风湿式冷却塔的循环水系统方案优缺点
1)直接换热，换热效率高。出塔水温较低，一般不高于33℃，对辅机运行比较有利。2)水质稍差，对于部分水质要求高的辅机需另配闭式系统，系统的复杂性增加。3)落水噪音稍大，对噪声环保要求较高的工程需要采取降噪措施，费用增加。4)较干式冷却塔水耗大。5)设备选型和运行已积累了比较成熟的经验。为保证安全度夏，按照10%气象条件、冷却水量1.2倍核算夏季出水温度不超过33℃。冬季有多种防冻措施：减少冷却塔运行段数、减小风机叶片安装角、采用变速电机、停止风机运行以减少进入冷却塔的冷空气量、设置热水化冰管，设置旁路水管等。
2.1.2机械通风干式冷却塔的循环水系统方案优缺点
1)间接换热，冷却水温的主要控制因素是大气干球温度。换热效率较湿式冷却塔低。出塔水温较高，一般不高于38℃，对部分水温要求较低的辅机不利，甚至会影响辅机出力。2)初投资及年总费用较高。3)无落水噪声，相比较湿式冷却塔嗓音小。4)较湿式冷却塔水耗小。5)整个系统均采用闭式系统，运行维护简单。6)干式冷却方案在夏季度夏、冬季防冻方面也能满足要求，但较湿式冷却方案形势严峻。为保证安全度夏，干式冷却塔却水量考虑适当的裕度，定期清洗散热器，设置喷淋降温统。由于散热器清洗是在机组运行期间进行，为防止散热器结垢影响使用寿命，需采用除盐水清洗。夏季当环境气温高于32℃，利用喷淋降温系统向散热器表面喷水，水蒸发后，一部分降低空气温度，一部分冷却器翅片表面直接蒸发换热，使得出塔水温下降3～5℃。为防止散热器结垢喷淋降温也需用除盐水。虽然耗水量不大，但是除盐水制水成本较高。冬季防冻措施：改变风机转速、停运风机、风机反转调节空冷塔进风量、利用百叶窗来调节或隔绝进入散热器的冷空气流量、设旁路阀旁路运行以及每个冷却段应设置独立的充放水管，冬季运行时，可退出某些段运行。
2.2技术经济比较
2.2.1耗水比较
方案一和方案二的耗水量见表1，方案一水质为工业水，方案二水质为除盐水。从表1看出，方案二耗水量较少，比方案一全年水量少26.2万m?，全年水费比方案一少73万元。
表1辅机冷却系统耗水量对比(2×660MW级机组)
注：工业水水价按照3.5元/t计算，除盐水水价按照11.5元/t计算。
表22×660MW级机组设备功率消耗对比
.png)
从表3看出，方案一年总费用比方案二少约123.1万元。
结束语
燃气电厂中的辅机系统中的冷却水系统是较主要的系统之一，影响燃气电厂能否正常可靠以及最优的运转。主机汽轮机为直接空气冷却系统的燃气电厂，由于辅机冷却水要求的温度低于主机冷却水，故单独设置冷却系统。辅机冷却水系统大致分为湿冷系统及空冷系统2大类，湿冷系统主要是机力通风湿冷塔系统；空冷系统主要是蒸发空冷塔系统及机力通风干冷塔系统。在保障燃气电厂辅机常可靠运行的条件下，以某地某燃机联合循环发电项目为例，笔者对该电厂的辅机分别对冷却系统方式进行方案比较。
参考文献
[1]秦明亮.关于神华国神准东电厂辅机冷却水系统优化设计的论述[J].山东工业技术,2017(12):57-58+22.
[2]梁占占.电厂辅机冷却水系统配置优化设计[J].建材与装饰,2017(17):220-222.
[3]白音木仁.电厂辅机冷却水的冷却方式比较[J].内蒙古科技与经济,2015(05):87-88.
[4]蔡国保,高奎.左权电厂辅机冷却水干冷塔系统控制[J].物联网技术,2012,2(07):62-65.
[5]梁占占.电厂辅机冷却水系统配置优化设计[J].建材与装饰,2017(17).
[6]秦明亮.关于神华国神准东电厂辅机冷却水系统优化设计的论述[J].山东工业技术,2017(12):57-58.
[7]王磊,贺瑞雪.空冷机组辅机冷却水冷却方式的选择分析[J].华电技术,2017,39(7):67-70.
论文作者:辛维岭
论文发表刊物:《工程管理前沿》2019年24期
论文发表时间:2020/3/4
标签：冷却水论文; 系统论文; 冷却塔论文; 辅机论文; 风机论文; 电厂论文; 水温论文; 《工程管理前沿》2019年24期论文;