鄧永勝
(國(guó)核電力規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院,北京 100095)
輔機(jī)冷卻方式選擇
鄧永勝
(國(guó)核電力規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院,北京 100095)
輔機(jī)冷卻系統(tǒng)有濕冷和空冷兩種,由于輔機(jī)空冷系統(tǒng)投資、占地高于濕冷系統(tǒng),以往工程輔機(jī)多采用濕冷系統(tǒng)。隨著國(guó)家節(jié)水力度的不斷加強(qiáng)、高度節(jié)水產(chǎn)業(yè)政策的推出、輔機(jī)空冷系統(tǒng)的完善以及運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)的豐富,輔機(jī)空冷的應(yīng)用正逐漸增多。
輔機(jī);濕冷;空冷;技術(shù);經(jīng)濟(jì);比較
輔機(jī)冷卻系統(tǒng)有濕冷和空冷兩種,輔機(jī)空冷主要特點(diǎn)是可減少濕冷系統(tǒng)產(chǎn)生的蒸發(fā)和風(fēng)吹損失,節(jié)水效果較好;但輔機(jī)空冷系統(tǒng)投資較高、占地較大。目前,輔機(jī)多采用濕冷系統(tǒng)。隨著國(guó)家節(jié)水力度的不斷加強(qiáng)、高度節(jié)水產(chǎn)業(yè)政策的推出、輔機(jī)空冷系統(tǒng)的完善以及運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)的豐富,輔機(jī)空冷的應(yīng)用逐漸增多。
以下將以1000MW機(jī)組和假定基礎(chǔ)參數(shù)對(duì)輔機(jī)空冷塔和輔機(jī)濕冷塔兩種方案進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較。
2.1 輔機(jī)濕冷系統(tǒng)
輔機(jī)濕冷系統(tǒng)多采用帶機(jī)械通風(fēng)冷卻塔的二次循環(huán)水系統(tǒng),其流程為冷卻后的循環(huán)水經(jīng)輔機(jī)循環(huán)水泵送至主廠房輔機(jī)冷卻水系統(tǒng),升溫后返回冷卻塔進(jìn)行冷卻,形成循環(huán)。該系統(tǒng)為開(kāi)式系統(tǒng),在冷卻過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生蒸發(fā)和風(fēng)吹損失。
2臺(tái)1000MW空冷機(jī)組的輔機(jī)冷卻水量為3600m3/h,濕冷循環(huán)水系統(tǒng)共配置3格機(jī)械通風(fēng)冷卻塔和3臺(tái)輔機(jī)循環(huán)水泵(2用1備),為擴(kuò)大單元制供水系統(tǒng),3臺(tái)循環(huán)水泵布置于1座輔機(jī)循環(huán)水泵房?jī)?nèi)。兩臺(tái)機(jī)主要設(shè)備配置如下:
(1)輔機(jī)循環(huán)水泵:
泵型:?jiǎn)渭?jí)雙吸臥式離心泵; 數(shù)量:3臺(tái);
流量:3600m3/h; 揚(yáng)程:40m;
配套電機(jī):N=560kW,U=10kV
(2)機(jī)械通風(fēng)冷卻塔
數(shù)量:3格;冷卻水量:3000m3/h;
出水水溫:≤33℃;風(fēng)機(jī)功率:N=110kW,U=380V
(3)平板濾網(wǎng)和鋼閘門(mén)
數(shù)量:各1塊;尺寸:2.0m×4.0m
2.2 輔機(jī)空冷系統(tǒng)
輔機(jī)空冷系統(tǒng)中主機(jī)冷油器、空壓機(jī)等設(shè)備采用閉式循環(huán)冷卻水,閉式水直接與廠區(qū)循環(huán)水系統(tǒng)連接,并由機(jī)械通風(fēng)空冷塔進(jìn)行冷卻,在冷卻過(guò)程中不會(huì)產(chǎn)生蒸發(fā)和風(fēng)吹損失,閉式水采用除鹽水。該系統(tǒng)順?biāo)鞣较蛄鞒虨椋核眠M(jìn)口蝶閥→輔機(jī)循環(huán)水泵→水泵出口蝶閥→循環(huán)水壓力供水管→輔機(jī)設(shè)備→循環(huán)水壓力回水管→機(jī)械通風(fēng)空冷塔→水泵進(jìn)口蝶閥。
2臺(tái)1000MW空冷機(jī)組的輔機(jī)空冷為單元制供水系統(tǒng),每臺(tái)機(jī)組配置6座機(jī)械通風(fēng)空冷塔和2臺(tái)輔機(jī)循環(huán)水泵(1用1備),4臺(tái)循環(huán)水泵布置于1座輔機(jī)循環(huán)水泵房?jī)?nèi)。兩臺(tái)機(jī)系統(tǒng)配置如下:
(1)輔機(jī)空冷系統(tǒng):
輔機(jī)冷卻水量:7200m3/h;夏季設(shè)計(jì)氣溫:32℃;出水水溫:<38℃;空冷塔數(shù)量:12座;空冷散熱器面積:~28萬(wàn)㎡;風(fēng)機(jī)功率:N=160kW,U=380V
(2)輔機(jī)循環(huán)水泵:
泵型:?jiǎn)渭?jí)雙吸臥式離心泵;數(shù)量:4臺(tái);流 量:3600m3/h;揚(yáng) 程:25m;配套電機(jī):N=315kW,U=10kV
(3)清洗水泵:
數(shù)量:2臺(tái);流量:10m3/h;揚(yáng)程:800m;配套電機(jī):N=55kW,U=380V
(4)變頻噴霧系統(tǒng):
為進(jìn)一步保證輔機(jī)空冷在夏季時(shí)的冷卻能力,當(dāng)溫度高于32℃時(shí)將運(yùn)行噴霧降溫系統(tǒng),每年噴霧水量約1.5萬(wàn) m3。噴霧水泵參數(shù)如下。
數(shù)量:2臺(tái);流量:150m3/h;
揚(yáng)程:25m;配套電機(jī):N=22kW,U=380V(5)充、排水系統(tǒng):
空冷塔內(nèi)每個(gè)冷卻扇段均能獨(dú)立充水和排水,正常情況下,充排水過(guò)程為自動(dòng)控制。機(jī)組停運(yùn)或檢修時(shí)通過(guò)排水管道將冷卻段水排入貯水箱內(nèi);當(dāng)循環(huán)水溫過(guò)低時(shí),冷卻段將自動(dòng)排水至貯水箱,以防發(fā)生冰凍危險(xiǎn)。貯水箱布置在地下,其容積依據(jù)全部冷卻三角及地上管道部分的凈容積確定;水箱中設(shè)有自動(dòng)液位測(cè)量及報(bào)警裝置。 充水泵為2臺(tái),1用1備。
(6)穩(wěn)壓補(bǔ)水系統(tǒng)
空冷系統(tǒng)回路中,由于冷卻水溫度變化時(shí)體積發(fā)生變化,為了保持循環(huán)冷卻水系統(tǒng)內(nèi)水壓穩(wěn)定,維持正常的水循環(huán),空冷塔內(nèi)設(shè)置穩(wěn)壓補(bǔ)水系統(tǒng)。該系統(tǒng)由穩(wěn)壓(補(bǔ)水)泵、高位膨脹水箱以及連接管道組成。
3.1 技術(shù)比較
3.1.1 機(jī)械通風(fēng)濕冷塔方案
輔機(jī)濕冷系統(tǒng)具有投資省、占地省、運(yùn)行靈活、維護(hù)簡(jiǎn)單、冷卻效果好的特點(diǎn),現(xiàn)有工程輔機(jī)多采用該系統(tǒng);但該系統(tǒng)在冷卻過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生蒸發(fā)和風(fēng)吹損失。
3.1.2 機(jī)械通風(fēng)空冷塔方案
輔機(jī)空冷系統(tǒng)占地及造價(jià)相對(duì)濕冷較高,但其節(jié)水效果顯著,其應(yīng)用具有較強(qiáng)的社會(huì)效益和影響力。眾多空冷機(jī)組的實(shí)施和投運(yùn)積累了豐富的設(shè)計(jì)、制造、施工、運(yùn)行、維護(hù)和管理經(jīng)驗(yàn),目前國(guó)內(nèi)已有應(yīng)用輔機(jī)空冷系統(tǒng)的案例。
3.1.3 主要指標(biāo)比較
輔機(jī)空冷系統(tǒng)與濕冷系統(tǒng)比較占地面積增加約0.6公頃,年耗水量減少約25萬(wàn)m3。
3.2 經(jīng)濟(jì)性比較
經(jīng)濟(jì)性比較表
通過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較可以看出2臺(tái)1000MW機(jī)組的輔機(jī)空冷系統(tǒng)比輔機(jī)濕冷系統(tǒng)的初投資高約2650萬(wàn)元、占地面積增加約0.6公頃,但每年可節(jié)約水量約25萬(wàn) m3。隨著國(guó)家節(jié)水力度的不斷加強(qiáng)、高度節(jié)水產(chǎn)業(yè)政策的推出、輔機(jī)空冷系統(tǒng)的完善以及運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)的豐富,輔機(jī)空冷的應(yīng)用正逐漸增多,且國(guó)內(nèi)已有應(yīng)用案例。
綜上所述,因輔機(jī)空冷系統(tǒng)節(jié)水效果顯著,從節(jié)約用水角度考慮,工程規(guī)劃建設(shè)初期應(yīng)根據(jù)具體條件將輔機(jī)空冷系統(tǒng)作為重點(diǎn)比選方案。
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