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蒸發(fā)冷卻器用于間接空冷機組輔機系統(tǒng)的可行性

2014-07-21 03:15
中國新技術新產(chǎn)品 2014年8期
關鍵詞:輔機閉式冷卻器

(北京市海淀區(qū)中關村環(huán)??萍际痉秷@國核電力規(guī)劃設計研究院,北京 100095)

蒸發(fā)冷卻器用于間接空冷機組輔機系統(tǒng)的可行性

蘇咸偉 鄧永勝 趙現(xiàn)彬

(北京市海淀區(qū)中關村環(huán)??萍际痉秷@國核電力規(guī)劃設計研究院,北京 100095)

文章介紹了蒸發(fā)冷卻器的原理,并以某電廠2×350MW間接空冷機組設計為例,對蒸發(fā)冷卻器和機械通風濕冷塔進行了技術經(jīng)濟比較。結(jié)果表明,蒸發(fā)式冷卻器與機械通風濕冷塔相比,具有節(jié)水、運行費用低等諸多有點,特別適合于間接空冷機組。

間接空冷;機械通風冷卻塔;蒸發(fā)冷卻器

概述

近年來針對蒸發(fā)冷卻器用于直接空冷機組汽動給水泵排汽冷卻及輔機循環(huán)水系統(tǒng)的研究和論證逐漸增多。本文介紹了蒸發(fā)冷卻器的工作原理,并以某工程方案為實例,探討了蒸發(fā)冷卻器用于間接空冷機組輔機循環(huán)水系統(tǒng)的可行性,為蒸發(fā)冷卻器在國內(nèi)空冷電廠的應用推廣提供參考。

1 工作原理簡述

1.1 蒸發(fā)冷卻器的工作原理

蒸發(fā)冷卻器工作原理是冷卻介質(zhì)通過蒸發(fā)冷卻器把熱量傳給塔內(nèi)管束外壁的水膜,水膜迅速蒸發(fā)帶走熱量,蒸發(fā)后的濕空氣由上方的風機抽走,并由下面再進來新的冷空氣進行冷卻,以此循環(huán)。

1.2 機械通風濕冷塔的工作原理

機械通風濕冷塔屬于開式冷卻塔,被冷卻的水與空氣直接接觸,溫度較高的冷卻水井噴嘴噴灑到填料上,形成霧狀水滴,利用同時進行的接觸換熱和蒸發(fā)散熱與周圍空氣進行熱、質(zhì)交換,將熱水的熱量釋放到空氣中,進而帶出塔外,達到冷卻目的。

2 工程實例輔機循環(huán)水系統(tǒng)方案設計比較

2.1 工程概況

某工程為2×350MW間接空冷機組,主機采用表凝式間接空冷系統(tǒng)。廠址地處歐亞大陸深處,天山南麓中段,塔里木盆地北緣,遠離海洋,屬于暖溫帶干旱氣候。

2.2 系統(tǒng)配置

2.2.1 方案A(帶蒸發(fā)冷卻器的閉式循環(huán)冷卻系統(tǒng))

在上述的管理機構圖中,我們可以看出增城萬家旅舍的管理機構相對成熟,在市政府的統(tǒng)一協(xié)調(diào)下成立發(fā)展中心與管理公司,結(jié)合地方鄉(xiāng)鎮(zhèn)政府進行指導與管理,形成了一定的規(guī)模,發(fā)展初見成效,但在統(tǒng)一規(guī)劃、公共設施建設方面仍然有很大的改進空間;而順德逢簡水鄉(xiāng)作為一個整體的鄉(xiāng)村旅游目的地,目前看其管理機構的設置僅僅在于旅游行政管理部門的協(xié)調(diào)上,力度與范圍還遠遠不能滿足發(fā)展的需要,需要更高、更廣泛的政府層面介入統(tǒng)一協(xié)調(diào),奠定發(fā)展的高起點,避免無序發(fā)展帶來的各種補償與資源的浪費。就現(xiàn)狀而言,順德逢簡水鄉(xiāng)和增城萬家旅舍的管理機構在鄉(xiāng)愁的宣傳與引導方面還須做出努力。

本方案輔機冷卻水系統(tǒng)由廠區(qū)輔機冷卻水系統(tǒng)、主廠房內(nèi)輔機循環(huán)水系統(tǒng)組成。廠區(qū)輔機冷卻水系統(tǒng)采用帶蒸發(fā)冷卻器的閉式循環(huán)系統(tǒng),輔機冷卻后的高溫水通過管道輸送至蒸發(fā)冷卻器進行冷卻,冷卻后的水經(jīng)過輔機循環(huán)水泵升壓后,通過管道輸送至主廠房內(nèi)冷卻水系統(tǒng)。

本方案中主廠房內(nèi)輔機循環(huán)水系統(tǒng)采用大閉式系統(tǒng),與廠區(qū)輔機循環(huán)水管道和蒸發(fā)冷卻器組成一個整體的閉式系統(tǒng),管道內(nèi)冷卻介質(zhì)為除鹽水。

本方案主要配置如下:

輔機循環(huán)水泵3臺(2運1備),蒸發(fā)冷卻器噴淋水泵3臺(2運1備),蒸發(fā)冷卻器6格,閉式循環(huán)水泵4臺(2運2備),閉式膨脹水箱2臺。

2.2.2 方案B(帶機械通風濕冷塔的開式循環(huán)冷卻系統(tǒng))

本方案輔機冷卻水系統(tǒng)由廠區(qū)輔機冷卻水系統(tǒng)、主廠房內(nèi)輔機循環(huán)水系統(tǒng)組成。廠區(qū)輔機冷卻水系統(tǒng)采用帶機械通風濕冷塔的再循環(huán)供水系統(tǒng),輔機冷卻后的高溫水通過管道輸送至機械通風濕冷塔進行冷卻,冷卻后的水經(jīng)過輔機循環(huán)水泵升壓后,通過管道輸送至主廠房內(nèi)輔機冷卻水系統(tǒng)。

本方案主廠房內(nèi)輔機冷卻水系統(tǒng)采用開式水與閉式水相結(jié)合的方式,閉式水通過閉式水換熱器由開式水冷卻。

本方案主要配置如下:

輔機循環(huán)水泵3臺(2運1備),機械通風濕冷塔3格,平板濾網(wǎng)1塊,平板鋼閘門1塊,主廠房內(nèi)閉式循環(huán)水泵4臺(2運2備),閉式循環(huán)冷卻水熱交換器4臺(2運2備),閉式膨脹水箱2臺,開式水電動濾水器2臺。

2.3 技術經(jīng)濟綜合比較

2.3.1 技術比較

針對兩種方案的特點,從以下幾個方面進行了技術比較。

(1)廠區(qū)占地方面,方案A占地約為250m2,方案B占地約為550m2,方案A優(yōu)于方案B,有利于電廠總平面布置和優(yōu)化占地指標。

(2)設備安裝及布置方面,方案A增加了噴淋水泵,須增大輔機循環(huán)水泵房的體積;方案A采用大閉式循環(huán)系統(tǒng),無需設置開式水熱交換器,節(jié)省了主廠房內(nèi)的空間。

(3)在運行方式方面,方案A配置風機數(shù)量較多,可根據(jù)機組運行工況調(diào)整風機的數(shù)量、關閉噴淋系統(tǒng)或適當減少運行蒸發(fā)冷卻器的臺數(shù),達到輔機循環(huán)水的控制水溫、節(jié)能運行的效果;冬季可將輔機循環(huán)水系統(tǒng)切換至主機間接空冷系統(tǒng)進行冷卻,既可進一步降低運行費用,又能增加了主機間接空冷塔內(nèi)的熱負荷,有利于間接空冷系統(tǒng)防凍;由于方案A存在冬季和夏季運行方式的切換,運行操作相對復雜;方案B風機數(shù)量相對較少,防凍靈活性較差但運行操作相對簡單。

(4)水質(zhì)穩(wěn)定性方面,方案A采用大閉式循環(huán)系統(tǒng),換熱管內(nèi)是除鹽水,不與空氣接觸,水質(zhì)穩(wěn)定。方案B冷卻過程中,輔機循環(huán)水與空氣直接接觸,蒸發(fā)損失和風吹損失使水質(zhì)變差,須進行排污和藥劑阻垢,運行水質(zhì)相對較差。

(5)運行業(yè)績方面,方案A國內(nèi)電廠運行業(yè)績較少,但鋼鐵行業(yè)運行業(yè)績較為廣泛;方案B國內(nèi)電廠運行業(yè)績多,運行經(jīng)驗充足。

(6)供貨商方面,方案A相對方案B技術起步時間較晚;近幾年,國內(nèi)也出現(xiàn)一批生產(chǎn)企業(yè),已經(jīng)具備了一定的生產(chǎn)和供貨經(jīng)驗。

2.3.2 綜合經(jīng)濟比較

方案A和B初投資費用分別約827.8萬元和413.5萬元,按照電價0.20元/ kW.h和水價2.83元/噸考慮,方案A和B年運行費用分別約117.5萬元和58.7萬元,年總費用方面,方案A和B分別為391.9萬元和407.6萬元。

結(jié)語

在技術方面,蒸發(fā)冷卻器和機械通風濕冷塔兩種設備都有運行的實例,在技術上都是可行的。蒸發(fā)冷卻器有一定的優(yōu)勢。在經(jīng)濟方面,綜合到年總費用,采用蒸發(fā)冷卻器方案比采用機械通風濕冷塔方案低約15.7萬元,具有較好的經(jīng)濟效益。

[1]魏高升,劉育松,曹濤,杜小澤,楊勇平.1000MW直接空冷機組汽泵冷凝采用蒸發(fā)式冷凝器的探討[J].汽輪機技術,2009,51(03):214-216.

[2]李榮玲,張?zhí)靷}.蒸發(fā)冷卻器在空冷機組輔機系統(tǒng)的應用[J].山西電力,2009(152):76-79.

[3]包衛(wèi).蒸發(fā)式冷凝器用于火電廠冷卻系統(tǒng)的可行性分析[J].浙江電力,2004(04):46-49.

TK26

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