某燃機電廠(chǎng)循環(huán)水系統優(yōu)化設計

第14卷第11期中國水運Vol. 14No. 112014年11月China Water TransportNovember2014某燃機電廠(chǎng)循環(huán)水系統優(yōu)化設計謝麗霖(中國能源建設集團廣東省電力設計研究院，廣東廣州510663 )摘要:本著(zhù)因地制宜的原則，提出以電廠(chǎng)現有水庫作為冷卻池的系統方案，并與傳統的機力塔方案進(jìn)行了深入的技術(shù)經(jīng)濟比較，實(shí)現節能、可靠的供水系統。關(guān)鍵詞:循環(huán)水泵;冷卻池;機力塔;循環(huán)水管;優(yōu)化中圖分類(lèi)號: X703文獻標識碼: A文章編號: 1006-7973 (2014) 11-0192-02- -、循環(huán)水供水系統概述觀(guān)等問(wèn)題，對電廠(chǎng)周邊環(huán)境影響較大。本工程2x 400MW機組為南方某燃機電廠(chǎng)擴建項目,如果采用機力塔方案，本期2x 400MW級機組循環(huán)水地處城市中心地段，土地資源珍貴。因此，在滿(mǎn)足電廠(chǎng)安全系統共配置10臺設計冷卻水量為5,700m3/h的逆流式機械可靠運行的前提下，最大限度的節省廠(chǎng)用地,營(yíng)造綠化美觀(guān)通風(fēng)冷卻塔，其主要技術(shù)參數詳見(jiàn)表1.的廠(chǎng)區環(huán)境并保證廠(chǎng)區與周邊環(huán)境的和諧統-一, 具有十分重表1本工程機械通風(fēng)冷卻塔設計技術(shù)參數要的作用。項目名稱(chēng)工藝參數結合電廠(chǎng)實(shí)際，通過(guò)嚴格的數值模擬計算，提出了“景鋼混蛄構遞流式塔體結構觀(guān)明渠溢流冷卻+廢棄水庫作冷卻池冷卻”的機組循環(huán)水系機械通鳳冷卻塔干球溫度θ (C)30.6統冷卻方案。本方案以電廠(chǎng)北側廢棄的水庫作為冷卻池，同時(shí)布置總長(cháng)約700m景觀(guān)明渠，并根據數值模擬計算優(yōu)化結夏李109%多年平均氣象參數濕璩溫度τ (C)2697大氣壓P(kPa)100.145果在排水明渠兩側設置排水溢流暗涵，電廠(chǎng)凝汽器排出的溫相對濕度ψ0.75排水以“排水溢流暗涵”為配水管渠，將溫排水均勻益流排夏季10%氣象條件下純凝工進(jìn)塔水溫T, (c}4245入一定深度的明渠，利用溢流斷面形成的“小瀑布”充分與水溫出塔水溫T,(C)3.68總冷卻水量(m'/h)56.736大氣接觸并進(jìn)行熱交換，以保證冷卻效果;同時(shí)利用廢棄水單塔冷卻水量( m'h )5,700庫作冷卻池冷卻,進(jìn)一步降低水溫，以保證機組運行的要求。琳水密度q(m'/(m'.h) )14.8二、電廠(chǎng)循環(huán)冷卻水量性能參數氣水比λ0.516 .根據冷端優(yōu)化計算結果，本期2x 400MW熱電聯(lián)產(chǎn)機組在夏季10%氣象條件和年平均氣象條件下的總冷卻水量飄滴損失率(按循環(huán)水量計)≤0.001%為56,736m2/h， 冬季氣象條件時(shí)的總冷卻水量為風(fēng)機類(lèi)型玻璃鋼軸流鳳機風(fēng)機直徑φ (mm)10.1435,473m2/h.設計風(fēng)量G (m'/h)2,520.000三、供水系統流程風(fēng)機及電機風(fēng)機動(dòng)壓Pd(Pa)37.284本工程循環(huán)冷卻水系統采用一臺機組配二臺循環(huán)水泵的鳳機全壓SP (P2)174.434供水方式。循環(huán)冷卻水由冷卻池(廢棄水庫)自流至循環(huán)水配用電機功率N(kW)泵房前池，經(jīng)循環(huán)水泵升壓后通過(guò)壓力水管送至主廠(chǎng)房的凝塔高度(m)17.7鳳筒高度(m)12.94汽器，經(jīng)熱交換后的溫排水由管道排至虹吸井,再通過(guò)排水進(jìn)風(fēng)口高度(m)5.76溢流暗涵溢流至排水明渠(景觀(guān)河) ,然后輸送至冷卻池(廢塔型參數.單塔平面名義尺寸(m)棄水庫)， 經(jīng)過(guò)溢流面和水庫水面的對流換熱后回到循環(huán)水1.25m高性能填料類(lèi)型泵房前池，重復循環(huán)使用。其供水流程為:取水頭部-→自流薄膜式填料引水鋼管- +循環(huán)水泵房+壓力進(jìn)水鋼管→冷凝器+排水鋼管2. 冷卻池方案概述- +虹吸井- +排水溢流暗涵+排水明渠(景觀(guān)河)→冷卻池(廢本工程2x 400MW熱電聯(lián)產(chǎn)機組的循環(huán)冷卻供水系統棄水庫)以廢棄水庫作為冷卻池，并在排水明渠兩側設置排水溢流暗四、機械通風(fēng)冷卻塔方案和冷卻池方案比較涵，總長(cháng)約700m,通過(guò)冷卻池水面與暗涵溢流面和大氣間1.機械通風(fēng)冷卻塔方案的熱交換，滿(mǎn)足機組冷卻用水要求。近年來(lái)國內燃機機組多采用機械通風(fēng)逆流式冷卻塔，該(1)排水溢流暗涵工藝技術(shù)比較成熟，設備性能穩定，但占地面積大，設備采本期每臺機組設嚳一座琊海鋼筋砼虹吸井，虹吸井后設購、安裝、土建費用高，運行維護難度大，儒考慮降噪、最1根DN180中國煤化工。其中DN1800鋼收稿日期: 2014-09-20YHCNM HG作者簡(jiǎn)介:謝麗霖，中國能源建設集團廣東省電力設計研究院。第11期謝麗霖:某燃機電廠(chǎng)循環(huán)水系統優(yōu)化設計193管接入1條265m排水溢流暗涵，前130m 斷面尺寸為表3冷 卻池與機力塔方案系統設備差異表3.0mx 2.5m,后135m斷面尺寸為2.0m x 2.5m;DN 1000方案二鋼管接入1條85m排水溢流暗涵，斷面尺寸為項目(冷卻池方案)(機力塔方囊)1.5mX2.0m。排水濫流暗涵位于排水明渠兩側，總長(cháng)約采用箱式正面進(jìn)水的取水共部。取水頭郁外型尺寸: 2x長(cháng)x寬x高-2xhamx700m。循環(huán)水通過(guò)溢流孔溢流至排水明渠，再流向廢棄水1.5mx 4m:車(chē)。(2)冷卻池(廢棄水庫)自流引水營(yíng)采用兩根DN2400自泥引水鋼管Q235A).一機一管，總長(cháng)的80m廢棄水庫位于廠(chǎng)區北側，屬電廠(chǎng)可利用資源。目前，該策間及進(jìn)水間全地下式布置水庫占地面積約為2.5萬(wàn)m2,總庫容約為17.64萬(wàn)m',平循環(huán)水泵唐結構幾何尺+: 長(cháng)(服水波方向)x寬x漯=21.0anx 26.0m x5.20m均水深約為7m,庫底標高約為51.50m, 死水位約為x寬x蔽=15mx 3mx 15m.果房上部結構幾何尺寸:長(cháng)(順水流方向)x寬x高(傈底) -15/0m 46 8mx9m:58.50m。乘用10臺S70m/h通流式機械通鳳嶺卻塔,(3)冷卻池及溢流暗涵冷卻能力數值模擬計算機械通風(fēng)單嗒平面暴礎尺寸為196* 196m.在年平均氣象條件純凝I況、年平均氣象條件供熱工況、冷卻塔風(fēng)機選用直徑為10.14m的玻璃鋼軸流風(fēng)機，夏季10%氣象條件純凝工況條件下,利用FLUENT13.0軟民機功單: 20w。件對溢流暗涵溢流面降溫效果進(jìn)行三維數值模擬，得出溢流搋環(huán)水菅DN2000焊接鋼管(Q235A)，IN200 譚接鋼營(yíng){Q235A)。L-=86um,L=42m.菅頂覆土高度2.5m.管頂覆土高度25m。暗涵出水水溫，具體計算結果見(jiàn)表2。設一座虹吸井。面幾何尺寸:表2 各工況下冷卻池計算出水溫度妃暖井長(cháng)x寬18.Ssmx 14.2m，井內順前底標高為-8 4(m.年平均氣象條件夏李10%氣象條件思長(cháng)約70m.每權2條。循環(huán)水量(m's)15.761條265m:干球溫度θ (C)2.4排水溢流暗涵濕球溫度τ (C)19.6426.97后1.5m: 2.0mx25m.大氣壓P (kPa)100.99100.1451條8Sm: 20mx1.5sm.相對濕度(%)77.2575.2明象總長(cháng)均471m.渠底標離為-5.0m,進(jìn)溢流暗涵水溫T1 (Cc: )8.142.45排水明渠平均寬度為 15m.設計水深為20m.無(wú)進(jìn)冷卻池(冼屋水庫)3.036設計波迷為0.69m/.水溫T2(C)全年運行5000.0全年運行5000出冷卻池(冼屋水庫)其中制冷期(性能保證工況6的月)占水溫τ2(C)28.933運行方式.440. 過(guò)渡期(3.4.5. 10. 11月)其中制冷期(性能保述工況6的月)占240h.0過(guò)犍期(3.4.5、10. 11月)占164h,非濫流暗灑冷卻能力(C.)3.15.6占1648h， 非制冷期(冬季工況12-2 .冷卻泡(冼屋水庫)冷卻能加C)1月)占912h制冷期(冬李工觀(guān)12-2月)占912h.總冷卻能力(C)8.85從表2可以看出，通過(guò)濫流暗涵溢流面和冼屋水庫水面表4冷卻池與機力塔方 案技術(shù)經(jīng)濟比較表的對流換熱，年平均氣象條件下供熱工況時(shí)，循環(huán)水溫降可方(冷卻池方案) .方案一(機力塔方案)達9.2C，冷卻效果良好。3.方案比較取水頭部(萬(wàn)元) 58(含 30萬(wàn)抽水措施費)冷卻池導流墻(萬(wàn)元)174(1)系統設備差異設7108冷卻池和機力塔方案的系統設備差異詳見(jiàn)下表3。自流引水管(萬(wàn)元)安229.1(2)技術(shù)經(jīng)濟比較冷卻池和機力塔方案的技術(shù)經(jīng)濟比較詳見(jiàn)下表4。.循環(huán)水泵房(萬(wàn)元)1.03879234.結論靜根據上表經(jīng)濟技術(shù)比較可以看出，方案一“冷卻池方投貴裝1.250機械通鳳冷卻塔(萬(wàn)元)案”較方案二“機力塔方案”靜態(tài)投資低3,073.5萬(wàn)元，方建1,750降噪,907.1案-的年運行費用比方案二低719.2萬(wàn)，從綜合經(jīng)濟指數年循環(huán)水管(萬(wàn)元)621.6費用總值上看，方案- -較方案二低1,103.4萬(wàn)元。同時(shí)結合虹吸井(萬(wàn)元)126.5排水明梁(萬(wàn)元)254.6各方案優(yōu)缺點(diǎn)的分析,無(wú)論年總費用上還是運行安全及運行排水溘流暗涵(萬(wàn)元)357管理難易上，方案-均優(yōu)于方案二，故本項目循環(huán)水系統推合計(萬(wàn)元)3.956.27.0297薦采用以廢棄水庫作為冷卻池、排水明渠兩側設益流暗涵的差異(萬(wàn)元)+3.073.5循環(huán)水泵運行費用(萬(wàn)元}535.2624.4循環(huán)冷卻供水方式。本方案大大節省了工程造價(jià)和運行費用，運行機力塔運行費用(萬(wàn)元)630尤其是避免了冷卻塔的降噪問(wèn)題和高昂的運行費用，同時(shí)利費用合計中國煤化工+719.21.254.46異用排水明渠和益流暗涵打造出了和諧統-一的廠(chǎng) 內景觀(guān)河，具年費用總值1IYHCNMHG2.1331有良好的環(huán)境效益。年費用總值差值+1,103.4.