600MW機(jī)組電廠直冷與間空系統(tǒng)靜態(tài)投資的比較分析

王雪

摘 要：以2×600MW級(jí)發(fā)電工程為例，分析電廠各系統(tǒng)在直冷和間冷系統(tǒng)下，靜態(tài)投資方面的差異。

關(guān)鍵詞：火力發(fā)電廠;直接空冷;間接空冷;靜態(tài)投資

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2015.21.156

0 引言

空冷系統(tǒng)因具有顯著的節(jié)水優(yōu)勢，避免了二次循環(huán)濕冷電廠中，在冷卻塔里常見的水損失：蒸發(fā)、風(fēng)吹及排污，在火力發(fā)電廠已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用，為水資源匱乏地區(qū)工業(yè)的發(fā)展開辟了一條安全、經(jīng)濟(jì)、可持續(xù)發(fā)展的途徑。

本文以某600MW機(jī)組工程為例，簡要介紹了電廠較常采用的直接空冷系統(tǒng)和表面式的間接空冷系統(tǒng)，并分析了靜態(tài)投資中，這兩種空冷方案不同選型各自對(duì)應(yīng)的投資費(fèi)用，以供其他工程，在前期空冷方案選型時(shí)，進(jìn)行參考。

1 直接空冷系統(tǒng)

直接空冷：直接用空氣來冷凝汽輪機(jī)排出的乏汽，冷空氣與汽輪機(jī)乏汽進(jìn)行熱交換，工藝流程如下：汽輪機(jī)排汽通過主廠房內(nèi)的主排汽管道接至主廠房A列外，管道抬升后接入空冷凝汽器最高處的蒸汽分配管道，再進(jìn)入空冷凝汽器中，空氣在冷卻器外表面與主機(jī)乏汽進(jìn)行換熱，將乏汽冷凝成水，凝結(jié)水再經(jīng)循環(huán)泵送回鍋爐，所需冷卻空氣通常由機(jī)械通風(fēng)方式供給。

機(jī)械通風(fēng)直接空冷系統(tǒng)如圖1。

直接空冷系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是系統(tǒng)較簡單，冷卻設(shè)備少，防凍性能優(yōu)于間冷系統(tǒng)，而且占地面積少，初投資低于間接空冷系統(tǒng)。不足之處是對(duì)環(huán)境風(fēng)速及風(fēng)向較敏感，風(fēng)機(jī)群噪聲較大，運(yùn)行背壓較間冷系統(tǒng)而言高，煤耗較大，且啟動(dòng)時(shí)使凝汽系統(tǒng)內(nèi)形成真空的時(shí)間較長，同時(shí)抽真空系統(tǒng)會(huì)很龐大。

2 間接空冷系統(tǒng)

間冷分為混合式的間接空冷系統(tǒng)及表面式的間接空冷系統(tǒng)。由于表面式的間接空冷系統(tǒng)在國內(nèi)的應(yīng)用業(yè)績、設(shè)計(jì)技術(shù)及設(shè)備制造情況較混合式間接空冷系統(tǒng)成熟，故本文主要介紹表面式的間接空冷系統(tǒng)。

表面式的間接空冷系統(tǒng)：汽輪機(jī)排汽以間冷塔散熱器冷卻后的低溫冷卻水為介質(zhì)，進(jìn)行兩次熱交換。首先，在凝汽器中汽輪機(jī)排汽和低溫冷卻水之間進(jìn)行換熱;然后，在間冷塔內(nèi)，溫度升高后的冷卻水與空氣進(jìn)行換熱。流程如下：間冷塔出來的經(jīng)散熱器冷卻后的低溫水進(jìn)入汽機(jī)房凝汽器內(nèi)部，與進(jìn)入凝汽器的汽輪機(jī)排汽，同時(shí)在凝汽器管束內(nèi)進(jìn)行表面換熱;換熱結(jié)束后，升溫后的循環(huán)水經(jīng)過循環(huán)水泵升壓后，返回至間冷塔內(nèi)的空冷散熱器，完成閉式循環(huán)。

表面式間接空冷系統(tǒng)如圖2[4]。

表面式的間接冷卻系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是：煤耗較直冷系統(tǒng)低，冷卻設(shè)備較少，循環(huán)冷卻水系統(tǒng)與汽水系統(tǒng)分成各自獨(dú)立的兩個(gè)系統(tǒng)，根據(jù)系統(tǒng)自身對(duì)水質(zhì)的不同要求和標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行分別處理;冷卻水量可根據(jù)季節(jié)進(jìn)行調(diào)整;受環(huán)境大風(fēng)影響較小。缺點(diǎn)是間冷塔占地面積較大，初投資較直冷系統(tǒng)多;冬季運(yùn)行防凍性能差，只能通過調(diào)節(jié)百葉窗或者切斷冷卻單元中的部分閥門進(jìn)行防凍;系統(tǒng)需進(jìn)行兩次換熱，熱效率低于直接空冷系統(tǒng);運(yùn)行控制也較為繁瑣。

3 直冷系統(tǒng)和間冷系統(tǒng)靜態(tài)投標(biāo)比較

直冷系統(tǒng)和間冷系統(tǒng)均在實(shí)際發(fā)電廠中得以應(yīng)用，各有優(yōu)缺點(diǎn)。本文以內(nèi)蒙古某2×600MW級(jí)電廠為例，對(duì)主機(jī)直接空冷配電泵和主機(jī)間接空冷配汽泵兩種方案的靜態(tài)投資分別進(jìn)行比較。

從表1可以看出，表面式間接空冷方案比直接空冷方案靜態(tài)投資增加約5260萬。

考慮到在進(jìn)行空冷系統(tǒng)的優(yōu)化比較時(shí)，除了系統(tǒng)的靜態(tài)投資，還需要考慮征地費(fèi)用、年運(yùn)行費(fèi)用等其他因素，這些相關(guān)影響因素與所建電廠當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況密切相關(guān)，對(duì)其他工程沒有參考價(jià)值，故沒有進(jìn)一步分析。

4 結(jié)論與建議

通過對(duì)2×600MW級(jí)發(fā)電工程空冷系統(tǒng)方案靜態(tài)投資的比較可見：從技術(shù)方面分析，直冷與間冷各有優(yōu)劣;在進(jìn)行空冷系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)比較時(shí)，除了靜態(tài)投資，還需要考慮征地費(fèi)用、年運(yùn)行費(fèi)用等因素。當(dāng)考慮直冷系統(tǒng)增加電耗造成的年費(fèi)用升高，折算為標(biāo)準(zhǔn)煤耗后，可以預(yù)見隨著煤價(jià)的不斷增長，間冷系統(tǒng)與直冷系統(tǒng)之間年費(fèi)用的差值會(huì)越來越小，間冷的優(yōu)勢也會(huì)越來越明顯。故針對(duì)不同的工程，應(yīng)該結(jié)合當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況，綜合考慮當(dāng)?shù)貧庀髼l件、征地費(fèi)用、燃料價(jià)格等諸方面因素后，通過優(yōu)化計(jì)算來確定空冷系統(tǒng)的最終方案。

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[4]西北電力設(shè)計(jì)院編.電力工程水務(wù)設(shè)計(jì)手冊(cè)[S].北京：中國電力出版社，2005：P789.endprint