循環(huán)冷卻水系統(tǒng)改造工程經(jīng)濟(jì)分析

摘 要：A發(fā)電公司現(xiàn)有8臺汽輪發(fā)電機(jī)組（4臺100MW、4臺200MW），改造前冷卻水系統(tǒng)全部采用水庫的水直流供水或以水庫為冷卻水池循環(huán)供水。改造后的循環(huán)供水系統(tǒng)主要包括一個補(bǔ)給水泵房、兩個循環(huán)水泵房和兩個冷水塔。與項目確定前的比較，冷卻水系統(tǒng)改造后理論設(shè)計每年節(jié)約開支2198萬元，實(shí)際測試每年節(jié)約開支2061萬元。

關(guān)鍵詞：火力發(fā)電廠；冷卻水系統(tǒng)；改造；經(jīng)濟(jì)性

引言

循環(huán)冷卻水系統(tǒng)在火力發(fā)電廠中是一個相對獨(dú)立的系統(tǒng)，也是對機(jī)組在經(jīng)濟(jì)性方面有著很大的影響作用重大輔助性質(zhì)的系統(tǒng)，同時，也是汽輪發(fā)電機(jī)組冷卻設(shè)備的重要輔助系統(tǒng)。在電廠之中，循環(huán)系統(tǒng)作為循環(huán)冷卻水系統(tǒng)內(nèi)的核心，其耗電量約占整個系統(tǒng)發(fā)電量的1.5%～2%左右[1]。因此，在日常的生產(chǎn)過程中采用合理有效的改造方案，優(yōu)化設(shè)計合理使用減少水資源的浪費(fèi)。這樣既能保證生產(chǎn)和設(shè)備的安全運(yùn)行又能節(jié)約水資源水的消耗，成本效益與環(huán)境效益收效明顯[2]。

1 冷卻水系統(tǒng)方案

1.1 改造前的冷卻水系統(tǒng)

改造前冷卻水系統(tǒng)全部采用水庫的水直流供水或以水庫為冷卻水池循環(huán)供水。供水通過地下水泵房8臺循環(huán)水供水泵將水庫水輸送到供水閘門井，再通過兩根供水母管供給8臺汽輪發(fā)電機(jī)組冷卻用水；回水是通過兩根回水母管回至明渠，再用10臺排水泵將明渠回水送回到水庫。

在灌溉期，當(dāng)農(nóng)灌用水等于或大于A發(fā)電公司的直流冷卻水量時，排水經(jīng)排水明渠排往下游農(nóng)灌水渠。當(dāng)農(nóng)灌用水小于A發(fā)電公司的直流冷卻水量時，排水經(jīng)排水明渠部分排往下游農(nóng)灌水渠，部分排往排水泵房，由排水升壓泵送回水庫循環(huán)利用。

非灌溉期，全部冷卻水經(jīng)排水明渠排往排水泵房，由排水升壓泵送回水庫循環(huán)利用。

1.2 存在的主要問題

原有的進(jìn)排水系統(tǒng)路徑長，進(jìn)水隧道及管路長約3.5km，排水明渠長5km，已經(jīng)運(yùn)行30多年，系統(tǒng)漏損水量較大。特別是5km的排水明渠，蒸發(fā)及滲漏損失均很大，導(dǎo)致A發(fā)電公司的耗水量遠(yuǎn)比正常發(fā)電用的耗水量大，既浪費(fèi)了可貴的水資源，又增加了該公司的水費(fèi)負(fù)擔(dān)。近年隨著國家用水政策的變化，水價不斷上漲，公司支付的水費(fèi)也不斷上漲。

1.3 改造方案

改造后的循環(huán)供水系統(tǒng)主要包括一個補(bǔ)給水泵房、兩個循環(huán)水泵房和兩個冷水塔。補(bǔ)給水泵房是在原地下水泵房基礎(chǔ)上改造而成，將原來的8臺循環(huán)水供水泵改造為4臺補(bǔ)給水泵，重新敷設(shè)兩根DN1200補(bǔ)給水母管，廢除原來的兩根供水母管、明渠及10臺排水泵。兩個循環(huán)水泵房和兩個冷水塔均為新建項目，并在每個循環(huán)水泵房內(nèi)分別安裝兩臺軸流式循環(huán)水泵。

改造后的循環(huán)水系統(tǒng)運(yùn)行方式，由補(bǔ)給水泵房4臺補(bǔ)給水泵，通過兩根補(bǔ)給水母管，分別作為兩個冷水塔的補(bǔ)充水源、5～8號機(jī)夏季參混水水源及至1～4號機(jī)的DN800補(bǔ)水管。1號循環(huán)水泵房向1號循環(huán)水母管供水，該母管主要向每臺機(jī)的1號凝汽器及8號機(jī)2號凝汽器供水。2號循環(huán)水泵房向2號循環(huán)水母管供水，該母管主要向除8號外的每臺機(jī)的2號凝汽器及8號機(jī)3號凝汽器供水。各機(jī)組循環(huán)水回水，1～4號機(jī)回至#1冷水塔；5～8號機(jī)回至#2冷水塔。為保證20MW機(jī)組夏季冷卻水需求，在5～8號機(jī)側(cè)新裝兩臺兌水泵，以便在循環(huán)水溫度過高時使用。

2 冷卻水系統(tǒng)改造后的經(jīng)濟(jì)效益分析

2.1 耗水量及水費(fèi)

A發(fā)電公司共安裝8臺汽輪發(fā)電機(jī)組，裝機(jī)容量為1250MW。以項目確定前的2003年為例，則全年機(jī)組的利用小時數(shù)平均為5547.41小時，全年繳納水費(fèi)4217萬元，按單價為0.52元/m3計算，相當(dāng)于耗水量8109.615×104m3。冷卻水系統(tǒng)改造后，實(shí)測補(bǔ)水流量為0.97m3/s，折合全年（按365天，每天24小時計算）耗水量為3058.99×104m3，按單價為0.52元/m3計算，全年水費(fèi)為1590萬元。與2003年相比節(jié)約水費(fèi)2627萬元。

2.2 冷卻水系統(tǒng)電耗

以項目確定前的2003年為例，全年取排水泵及5號機(jī)組循環(huán)水泵合計用電量為9456×104kWh，排水站發(fā)電量為894.06×104kWh，冷卻水系統(tǒng)實(shí)際用電8562×104kWh。系統(tǒng)改造后，轉(zhuǎn)三臺循環(huán)水泵時實(shí)測循環(huán)水泵耗電量8160kWh/h，補(bǔ)水泵耗電量為110kW/h，轉(zhuǎn)4臺循環(huán)水泵時實(shí)測循環(huán)水泵耗電量11640kWh/h，補(bǔ)水泵耗電量為110kW/h，按設(shè)計每年5個月4臺循環(huán)水泵運(yùn)行，7個月3臺循環(huán)水泵運(yùn)行，則改造后每年耗電量為8522×104kWh，改造后每年用電量與2003年相比減少40×104kWh，按稅后上網(wǎng)電價0.19689元/kWh計算，每年節(jié)約電費(fèi)7.8萬元。

2.3 對煤耗的影響

冷卻水系統(tǒng)改造后，按2～8號7臺機(jī)組年利用小時5500小時計算，在凝汽器端差與2003年保持一致的情況下，在設(shè)計工況下7臺機(jī)組年增加標(biāo)準(zhǔn)煤耗量20607t。標(biāo)準(zhǔn)煤價按2003年的278元/t計算，則改造后每年增加煤耗費(fèi)用573萬元。

3 結(jié)束語

冷卻水系統(tǒng)改造后，按2～8號7臺機(jī)組年利用5500小時、水塔全年運(yùn)行考慮，實(shí)際測試全年耗水量為3058.99×104m3，耗電量為8522×104kWh，年增加標(biāo)準(zhǔn)煤耗量20607t。2003年交納水費(fèi)4217萬元，水費(fèi)單價為0.52元/m3，冷卻水系統(tǒng)實(shí)際用電量為8562×104kWh，稅后上網(wǎng)電價為0.19689元/kWh，標(biāo)準(zhǔn)煤價278元/t。以此為基準(zhǔn)，冷卻水系統(tǒng)改造后，理論計算每年節(jié)約水費(fèi)3033萬元，節(jié)約電費(fèi)7.8萬元，增加煤費(fèi)用843萬元，三項合計每年節(jié)約開支2198萬元。實(shí)際測試每年節(jié)約水費(fèi)2627萬元，節(jié)約電費(fèi)7.8萬元，增加煤費(fèi)用573萬元，三項合計每年節(jié)約2061萬元。

理論計算與實(shí)際測試機(jī)組耗水量偏差較大的主要原因是現(xiàn)有的冷卻水系統(tǒng)及運(yùn)行方式不合理，對現(xiàn)行冷卻水系統(tǒng)及運(yùn)行方式進(jìn)行改造，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益。冷卻水系統(tǒng)改造后，不再向廠外排放工業(yè)用水，有效地保護(hù)了水資源，具有顯著的社會效益。

參考文獻(xiàn)

[1]田曉光.有關(guān)300MW機(jī)組循環(huán)冷卻水系統(tǒng)節(jié)能優(yōu)化應(yīng)用研究[J].科技與企業(yè)，2015：209.

[2]孫志君，段原鋒.除塵風(fēng)機(jī)冷卻系統(tǒng)的節(jié)水改造[J].現(xiàn)代制造技術(shù)與裝備，2007（3）：161-162.

作者簡介：李昂（1983，11-），男，遼寧省鐵嶺市人，華北電力大學(xué)在讀，研究方向：動力工程技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析。