电厂中循环水冷却设施的比选

应用技术电厂中循环水冷却设施的比选易钏1杨文涛2(1武汉都市环保工程技术股份有限公司湖北武汉4300712总后建筑设计研究院武汉分院湖北武汉430010)摘要:通过对自 然通风冷却塔和机械通风冷却塔各种性能的分析，全面比较了两种冷却设施的优缺点;并结合工程投资、建设周期、运行费用等因素进行了技术经济分析。论述了电厂中循环水冷却设施选用的基本原则以及在工程设计中需要注意的各种因素,提出了选择最优冷却设施的建议。关键词:自然通风冷却塔;机械通凤冷却塔;冷却效率;技术分析;经济分析中图分类号:TM621.7文献标识码:Adoi :10.3969/j.issn.1665- 2272.2013.05.081电厂中汽轮机凝汽器、油冷却通风塔大得多,气水进行热交换的境，与计算温度的逼近度要求大器及发电机空气冷却器所需的冷推动力大,填料的利用率高,故冷(一般≥79)。却水水量较大,该冷却水通常采用却效率高。冷却塔的设计计算中与(4)设备占地面积。自然通风两种供给系统:直流冷却水系统或含湿量差有关的淋水填料的容积塔要保证一定的气水比则塔内必循环冷却水系统。由于直流冷却水散质系数βxw,在机械通风冷却塔须有一定的过风面积,占地面积比系统需要有丰富的水源作保障,且中βxv=12 000~15 000kg/(m3 .h),机械通风塔大得多;而要保证- -定冷却使用后的温排水会使水体水.而自然通风塔Bxv=3 000~4 000kg/的抽力,塔体高度也较机械通风塔温升高,引起水体的各种参数发生(m2'h)。高得多。自然通风塔淋水密度一般.变化，防碍水生物的正常生长,对(2)回流影响。机械通风塔出在4~7m/(m2.h),机械通风塔淋水环境造成不利影响,因此直流冷却口 位置较靠近地面，有一定回流,密度可以做到15.5m2/(m2.h), 甚水系统的选用必须谨慎,需进行环使环境温度增加从而降低冷却效至16.5m2/(m2.h), 塔体平面尺寸境影响评价。从节约用水、保护环果,塔群密集度不高时可忽略此影可以根据工程用地的情况进行调境的角度考虑，循环冷却水系统是.响。自然通风塔则由于出风口较高整,对用地紧张、平面形状不规则首选,该系统的冷却设施可以采用而影响较小。的地方,机械通风塔的适应性强得机械通风冷却塔或自然通风冷却(3)对气象条件的适应能力。多。塔。工程中需要综合气象、用地、地自然通风塔的正常工作主要靠塔(5)动力系统维护保养。机械质、投资等各方面的因素,通过技内上下的空气密度差来完成,当外通风塔由于设置机械通风系统而术经济分析，进行冷却设施的选界气象条件不利于产生这种密度增加了该部分的维护保养工作。择。差(如空气湿度较大)时,塔的热工(6)运行安全可靠性。自然通性能下降明显。而机械通风塔对气风塔没有动力设备,塔内主要由除1技术分析候的适应能力则较强，在热水下淋水器、配水系统、淋水填料组成,该机械通风冷却塔和自然通风过程中，由于有机械外动力抽风，部分设施3~5年才检修一次,一般冷却塔由于各自的特点,在技术上风量能充分满足水气热交换的需与电厂主机大修同步,故运行安全各有优势。目前冷却塔以逆流式为要 ,能适应负荷的不稳定性。机械可靠。而机械通风塔存在风机、电主,因此以下分析都是基于逆流式通风塔进出水温差At可较大，而机设备可能出现故障的情况,相比冷却塔的。与计算湿球温度的通近度要求低而言,运行的可靠性要低一些。目.(1)冷却效率。由于机械通风(可 实现3~5C);自然通风塔则适前大型机械通风塔均配置有风机塔的单位塔断面的过风量较自然用于湿球温度低,相对湿度低的环运行监控系统，确保风机安全运收稿日期:2013-02-20i科技创业舞电厂中循环水冷却设施的比选转。当风机需要检修时,冷却塔仍的逆流式双曲线自然通风塔;机械定优势。可通水工作，由于自然通风的作通风逆流塔方案:采用9座单塔处3建议与结论用,仍可保留开风机时1/3 的冷却理量为4 700m?/h的逆流式钢混结能力，对系统影响小。当塔群台构机械通风塔，配用电机功率通过上述技术、经济分析可以数≥3时，短期内风机事故对系统185kW/台。具体分析见表1。看出,工程中采用自然通风塔还是运行影响不大。以上分析中机械通风塔以砼机械通风塔作为循环水的冷却设(7)受地质条件的影响。机械框架、砼围护板、玻璃钢风筒的钢施,需要结合各方面的因素进行综通风塔重量轻、高度低,对地基承混结构冷却塔测算;不包括征地，合考虑。工艺系统对冷却水温要求载力要求小。自然通风塔则刚好相拆迁部分费用;不包括地基处理部的严格程度、供回水水温的温差大反，在地质条件不好的地区,地基分费用;电价按发电成本价0.20小、气象条件(计算干湿球温度、相处理的技术难度高。元/kW.h计，机组年运行时间7200h对湿度等)、用地情况、地质条件等(8)设备运行噪声。机械通风计;设备部分使用年限为15年,土技术条件,投资方资金状况、工程塔淋水高度低,淋水噪声和风机噪建部分使用年限为30年;修理费运行使用年限、工程建设周期等经声均较低，单塔标准点噪声:75dB率为2.5%。实际使用中,机械通风济条件都关系到塔型的选用。笔者(A)。自然通风塔淋水高度大,产生塔可根据季节不同、气象条件不同经过这几年的工程设计实践总结，的淋水噪声高且不易得到控制。适当停开部分或全部风机，此时不.建议在高温高湿地区、出水水温要存在风机能耗,以上比较中未考虑求严格、用地受限、建设周期短的2经济分析此项内容。工程中使用机械通风冷却塔,目前以循环冷却水量42000m/h通过经济分析比较，在8.5年国内机械通风塔的技术已经很成.为例，进行塔型的选择和经济分期间内,自然通风塔与机械通风塔熟，从使用的工程情况看性能可析。在气象条件和进出水温度要求之间总投资费用差额、8.5年年费靠、冷却效果稳定,风机监控系统相同的情况下,自然通风冷却塔方用总计差额趋于相等。但是,自然满足各项要求;而且单台处理水量案:采用2座淋水面积为3500m?通风塔的年费用较低,经济上有一可以做到5000~5 500m2/h,减少了大水量时冷却塔的台数，便于维护管理;如加上风机电机分级调速或表1自然通风塔与机械通风塔的比较经济分析变频技术,根据冷却塔出水水温控分析项目机械通风塔自然通风塔设备总投资(含设备投资:9座x110万 设备、土建投资总由于自然通风塔冷却效率低,占制风机的运行参数,则可以更好地上部土建、下部元/座=990 万元计:2座x2700万地面积大,结构要求较高，因而材节能降耗。自然通风冷却塔则在低水池及配电)土建投资;9座 x270.3元/座=5 400万元料消耗及 土建投资相应较高。能耗、易维护方面具有明显的优万元/座=2432.7万元势，在我国北方地区广泛采用,从配电装置:112万元系统长期运行来看,在满足冷却水总计:3 534.7万元要求的前提下,自然通风塔的运行运行能耗高无机械通风塔的运行能耗主要为风[N≈0.039kW/(m/h)]机运行所消耗的电能，自然通风费用较低,是经济实用的塔型。在塔由于无风机因而运行能耗低。工程设计中需要注意各方面的因机械通风塔冬季运行时可根据工素影响,选择最优的冷却设施。艺要求，只通水而停开- -定数量(责任编辑梁工)的风机,运行能耗将大大降低;还可配置双速或三速电机根据不同季节的水温情况进行调节，以达到节能运行的目的。施工周期长机械通风塔基建量小，利于工厂(含设备安装周[2~3个月][7-8个月]化生产从而缩短了工期。自然通期风塔由于有高大的风筒，基建周期较长。年费用总计运行电费:239.76万元运行电费:无修理费:27.55万元修理费:10万元固定投资年费用分摊:固定投资年费用分154.56万元摊:180万元总计:421.87万元总计:190万元