應(yīng)用技術(shù)電廠中循環(huán)水冷卻設(shè)施的比選易釧1楊文濤2(1武漢都市環(huán)保工程技術(shù)股份有限公司湖北武漢4300712總后建筑設(shè)計(jì)研究院武漢分院湖北武漢430010)摘要:通過對(duì)自 然通風(fēng)冷卻塔和機(jī)械通風(fēng)冷卻塔各種性能的分析，全面比較了兩種冷卻設(shè)施的優(yōu)缺點(diǎn);并結(jié)合工程投資、建設(shè)周期、運(yùn)行費(fèi)用等因素進(jìn)行了技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析。論述了電廠中循環(huán)水冷卻設(shè)施選用的基本原則以及在工程設(shè)計(jì)中需要注意的各種因素,提出了選擇最優(yōu)冷卻設(shè)施的建議。關(guān)鍵詞:自然通風(fēng)冷卻塔;機(jī)械通鳳冷卻塔;冷卻效率;技術(shù)分析;經(jīng)濟(jì)分析中圖分類號(hào):TM621.7文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:Adoi :10.3969/j.issn.1665- 2272.2013.05.081電廠中汽輪機(jī)凝汽器、油冷卻通風(fēng)塔大得多,氣水進(jìn)行熱交換的境，與計(jì)算溫度的逼近度要求大器及發(fā)電機(jī)空氣冷卻器所需的冷推動(dòng)力大,填料的利用率高,故冷(一般≥79)。卻水水量較大,該冷卻水通常采用卻效率高。冷卻塔的設(shè)計(jì)計(jì)算中與(4)設(shè)備占地面積。自然通風(fēng)兩種供給系統(tǒng):直流冷卻水系統(tǒng)或含濕量差有關(guān)的淋水填料的容積塔要保證一定的氣水比則塔內(nèi)必循環(huán)冷卻水系統(tǒng)。由于直流冷卻水散質(zhì)系數(shù)βxw,在機(jī)械通風(fēng)冷卻塔須有一定的過風(fēng)面積,占地面積比系統(tǒng)需要有豐富的水源作保障,且中βxv=12 000~15 000kg/(m3 .h),機(jī)械通風(fēng)塔大得多;而要保證- -定冷卻使用后的溫排水會(huì)使水體水.而自然通風(fēng)塔Bxv=3 000~4 000kg/的抽力,塔體高度也較機(jī)械通風(fēng)塔溫升高,引起水體的各種參數(shù)發(fā)生(m2'h)。高得多。自然通風(fēng)塔淋水密度一般.變化，防礙水生物的正常生長,對(duì)(2)回流影響。機(jī)械通風(fēng)塔出在4~7m/(m2.h),機(jī)械通風(fēng)塔淋水環(huán)境造成不利影響,因此直流冷卻口 位置較靠近地面，有一定回流,密度可以做到15.5m2/(m2.h), 甚水系統(tǒng)的選用必須謹(jǐn)慎,需進(jìn)行環(huán)使環(huán)境溫度增加從而降低冷卻效至16.5m2/(m2.h), 塔體平面尺寸境影響評(píng)價(jià)。從節(jié)約用水、保護(hù)環(huán)果,塔群密集度不高時(shí)可忽略此影可以根據(jù)工程用地的情況進(jìn)行調(diào)境的角度考慮，循環(huán)冷卻水系統(tǒng)是.響。自然通風(fēng)塔則由于出風(fēng)口較高整,對(duì)用地緊張、平面形狀不規(guī)則首選,該系統(tǒng)的冷卻設(shè)施可以采用而影響較小。的地方,機(jī)械通風(fēng)塔的適應(yīng)性強(qiáng)得機(jī)械通風(fēng)冷卻塔或自然通風(fēng)冷卻(3)對(duì)氣象條件的適應(yīng)能力。多。塔。工程中需要綜合氣象、用地、地自然通風(fēng)塔的正常工作主要靠塔(5)動(dòng)力系統(tǒng)維護(hù)保養(yǎng)。機(jī)械質(zhì)、投資等各方面的因素,通過技內(nèi)上下的空氣密度差來完成,當(dāng)外通風(fēng)塔由于設(shè)置機(jī)械通風(fēng)系統(tǒng)而術(shù)經(jīng)濟(jì)分析，進(jìn)行冷卻設(shè)施的選界氣象條件不利于產(chǎn)生這種密度增加了該部分的維護(hù)保養(yǎng)工作。擇。差(如空氣濕度較大)時(shí),塔的熱工(6)運(yùn)行安全可靠性。自然通性能下降明顯。而機(jī)械通風(fēng)塔對(duì)氣風(fēng)塔沒有動(dòng)力設(shè)備,塔內(nèi)主要由除1技術(shù)分析候的適應(yīng)能力則較強(qiáng)，在熱水下淋水器、配水系統(tǒng)、淋水填料組成,該機(jī)械通風(fēng)冷卻塔和自然通風(fēng)過程中，由于有機(jī)械外動(dòng)力抽風(fēng)，部分設(shè)施3~5年才檢修一次,一般冷卻塔由于各自的特點(diǎn),在技術(shù)上風(fēng)量能充分滿足水氣熱交換的需與電廠主機(jī)大修同步,故運(yùn)行安全各有優(yōu)勢(shì)。目前冷卻塔以逆流式為要 ,能適應(yīng)負(fù)荷的不穩(wěn)定性。機(jī)械可靠。而機(jī)械通風(fēng)塔存在風(fēng)機(jī)、電主,因此以下分析都是基于逆流式通風(fēng)塔進(jìn)出水溫差A(yù)t可較大，而機(jī)設(shè)備可能出現(xiàn)故障的情況,相比冷卻塔的。與計(jì)算濕球溫度的通近度要求低而言,運(yùn)行的可靠性要低一些。目.(1)冷卻效率。由于機(jī)械通風(fēng)(可 實(shí)現(xiàn)3~5C);自然通風(fēng)塔則適前大型機(jī)械通風(fēng)塔均配置有風(fēng)機(jī)塔的單位塔斷面的過風(fēng)量較自然用于濕球溫度低,相對(duì)濕度低的環(huán)運(yùn)行監(jiān)控系統(tǒng)，確保風(fēng)機(jī)安全運(yùn)收稿日期:2013-02-20i科技創(chuàng)業(yè)舞電廠中循環(huán)水冷卻設(shè)施的比選轉(zhuǎn)。當(dāng)風(fēng)機(jī)需要檢修時(shí),冷卻塔仍的逆流式雙曲線自然通風(fēng)塔;機(jī)械定優(yōu)勢(shì)?？赏ㄋぷ?，由于自然通風(fēng)的作通風(fēng)逆流塔方案:采用9座單塔處3建議與結(jié)論用,仍可保留開風(fēng)機(jī)時(shí)1/3 的冷卻理量為4 700m?/h的逆流式鋼混結(jié)能力，對(duì)系統(tǒng)影響小。當(dāng)塔群臺(tái)構(gòu)機(jī)械通風(fēng)塔，配用電機(jī)功率通過上述技術(shù)、經(jīng)濟(jì)分析可以數(shù)≥3時(shí)，短期內(nèi)風(fēng)機(jī)事故對(duì)系統(tǒng)185kW/臺(tái)。具體分析見表1?？闯?工程中采用自然通風(fēng)塔還是運(yùn)行影響不大。以上分析中機(jī)械通風(fēng)塔以砼機(jī)械通風(fēng)塔作為循環(huán)水的冷卻設(shè)(7)受地質(zhì)條件的影響。機(jī)械框架、砼圍護(hù)板、玻璃鋼風(fēng)筒的鋼施,需要結(jié)合各方面的因素進(jìn)行綜通風(fēng)塔重量輕、高度低,對(duì)地基承混結(jié)構(gòu)冷卻塔測算;不包括征地，合考慮。工藝系統(tǒng)對(duì)冷卻水溫要求載力要求小。自然通風(fēng)塔則剛好相拆遷部分費(fèi)用;不包括地基處理部的嚴(yán)格程度、供回水水溫的溫差大反，在地質(zhì)條件不好的地區(qū),地基分費(fèi)用;電價(jià)按發(fā)電成本價(jià)0.20小、氣象條件(計(jì)算干濕球溫度、相處理的技術(shù)難度高。元/kW.h計(jì)，機(jī)組年運(yùn)行時(shí)間7200h對(duì)濕度等)、用地情況、地質(zhì)條件等(8)設(shè)備運(yùn)行噪聲。機(jī)械通風(fēng)計(jì);設(shè)備部分使用年限為15年,土技術(shù)條件,投資方資金狀況、工程塔淋水高度低,淋水噪聲和風(fēng)機(jī)噪建部分使用年限為30年;修理費(fèi)運(yùn)行使用年限、工程建設(shè)周期等經(jīng)聲均較低，單塔標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)噪聲:75dB率為2.5%。實(shí)際使用中,機(jī)械通風(fēng)濟(jì)條件都關(guān)系到塔型的選用。筆者(A)。自然通風(fēng)塔淋水高度大,產(chǎn)生塔可根據(jù)季節(jié)不同、氣象條件不同經(jīng)過這幾年的工程設(shè)計(jì)實(shí)踐總結(jié)，的淋水噪聲高且不易得到控制。適當(dāng)停開部分或全部風(fēng)機(jī)，此時(shí)不.建議在高溫高濕地區(qū)、出水水溫要存在風(fēng)機(jī)能耗,以上比較中未考慮求嚴(yán)格、用地受限、建設(shè)周期短的2經(jīng)濟(jì)分析此項(xiàng)內(nèi)容。工程中使用機(jī)械通風(fēng)冷卻塔,目前以循環(huán)冷卻水量42000m/h通過經(jīng)濟(jì)分析比較，在8.5年國內(nèi)機(jī)械通風(fēng)塔的技術(shù)已經(jīng)很成.為例，進(jìn)行塔型的選擇和經(jīng)濟(jì)分期間內(nèi),自然通風(fēng)塔與機(jī)械通風(fēng)塔熟，從使用的工程情況看性能可析。在氣象條件和進(jìn)出水溫度要求之間總投資費(fèi)用差額、8.5年年費(fèi)靠、冷卻效果穩(wěn)定,風(fēng)機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)相同的情況下,自然通風(fēng)冷卻塔方用總計(jì)差額趨于相等。但是,自然滿足各項(xiàng)要求;而且單臺(tái)處理水量案:采用2座淋水面積為3500m?通風(fēng)塔的年費(fèi)用較低,經(jīng)濟(jì)上有一可以做到5000~5 500m2/h,減少了大水量時(shí)冷卻塔的臺(tái)數(shù)，便于維護(hù)管理;如加上風(fēng)機(jī)電機(jī)分級(jí)調(diào)速或表1自然通風(fēng)塔與機(jī)械通風(fēng)塔的比較經(jīng)濟(jì)分析變頻技術(shù),根據(jù)冷卻塔出水水溫控分析項(xiàng)目機(jī)械通風(fēng)塔自然通風(fēng)塔設(shè)備總投資(含設(shè)備投資:9座x110萬 設(shè)備、土建投資總由于自然通風(fēng)塔冷卻效率低,占制風(fēng)機(jī)的運(yùn)行參數(shù),則可以更好地上部土建、下部元/座=990 萬元計(jì):2座x2700萬地面積大,結(jié)構(gòu)要求較高，因而材節(jié)能降耗。自然通風(fēng)冷卻塔則在低水池及配電)土建投資;9座 x270.3元/座=5 400萬元料消耗及 土建投資相應(yīng)較高。能耗、易維護(hù)方面具有明顯的優(yōu)萬元/座=2432.7萬元?jiǎng)?，在我國北方地區(qū)廣泛采用,從配電裝置:112萬元系統(tǒng)長期運(yùn)行來看,在滿足冷卻水總計(jì):3 534.7萬元要求的前提下,自然通風(fēng)塔的運(yùn)行運(yùn)行能耗高無機(jī)械通風(fēng)塔的運(yùn)行能耗主要為風(fēng)[N≈0.039kW/(m/h)]機(jī)運(yùn)行所消耗的電能，自然通風(fēng)費(fèi)用較低,是經(jīng)濟(jì)實(shí)用的塔型。在塔由于無風(fēng)機(jī)因而運(yùn)行能耗低。工程設(shè)計(jì)中需要注意各方面的因機(jī)械通風(fēng)塔冬季運(yùn)行時(shí)可根據(jù)工素影響,選擇最優(yōu)的冷卻設(shè)施。藝要求，只通水而停開- -定數(shù)量(責(zé)任編輯梁工)的風(fēng)機(jī),運(yùn)行能耗將大大降低;還可配置雙速或三速電機(jī)根據(jù)不同季節(jié)的水溫情況進(jìn)行調(diào)節(jié)，以達(dá)到節(jié)能運(yùn)行的目的。施工周期長機(jī)械通風(fēng)塔基建量小，利于工廠(含設(shè)備安裝周[2~3個(gè)月][7-8個(gè)月]化生產(chǎn)從而縮短了工期。自然通期風(fēng)塔由于有高大的風(fēng)筒，基建周期較長。年費(fèi)用總計(jì)運(yùn)行電費(fèi):239.76萬元運(yùn)行電費(fèi):無修理費(fèi):27.55萬元修理費(fèi):10萬元固定投資年費(fèi)用分?jǐn)?固定投資年費(fèi)用分154.56萬元攤:180萬元總計(jì):421.87萬元總計(jì):190萬元