2×460MW燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)機(jī)組冷卻塔選型對比分析

侯龍通

摘要：本文通過冷卻塔熱力計(jì)算數(shù)學(xué)模型，對比分析了2×460MW燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)機(jī)組機(jī)械通風(fēng)冷卻塔和自然通風(fēng)冷卻塔的設(shè)計(jì)計(jì)算參數(shù)以及兩種冷卻塔形式所用循環(huán)水系統(tǒng)的水利計(jì)算結(jié)果，并從多方面對兩種冷卻形式進(jìn)行了綜合經(jīng)濟(jì)比較和動態(tài)經(jīng)濟(jì)分析。計(jì)算結(jié)果顯示在滿足冷卻任務(wù)的前提條件下，考慮到熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組運(yùn)行多樣的特點(diǎn)，機(jī)械通風(fēng)冷卻塔更具有技術(shù)優(yōu)勢；動態(tài)經(jīng)濟(jì)方面，機(jī)械通風(fēng)冷卻塔年總費(fèi)用要低于自然通風(fēng)冷卻塔約2.5%。

關(guān)鍵詞：熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組；冷卻塔；機(jī)械通風(fēng)；自然通風(fēng)

隨著我國天然氣工業(yè)的高速發(fā)展，天然氣熱電聯(lián)產(chǎn)項(xiàng)目以其節(jié)能減排，綠色環(huán)保的顯著優(yōu)勢得到大規(guī)模的推廣。冷卻塔作為電廠冷卻系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)備，其合理選型直接影響經(jīng)濟(jì)成本和機(jī)組運(yùn)行多樣化，因此冷卻塔選型的對比與分析具有重要的意義。本文針對2×460MW燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)機(jī)組對這兩種冷卻塔型式分別進(jìn)行技術(shù)分析與經(jīng)濟(jì)分析。

1 熱力計(jì)算數(shù)學(xué)模型

冷卻塔的熱力計(jì)算采用相對成熟的焓差法，基本方程式[1～4]如下：

N=kβxvV1000Q=∫t1t2Cwi″-tdt

式中：N為冷卻數(shù)；βxv為填料容積散質(zhì)系數(shù)，kg/m3.h；V為填料總體積，m3；Q為單塔處理水量，m3/h；t1為冷卻塔進(jìn)水溫度，℃；t2為冷卻塔出水溫度，℃；i為冷卻塔淋水裝置中對應(yīng)于某點(diǎn)溫度的空氣比焓，kJ/kg；Cw為水的比熱，4184kJ/kg.℃；i″為與i對應(yīng)的飽和空氣焓，kJ/kg；k為蒸發(fā)水量帶走的熱量系數(shù)。

計(jì)算采用的淋水填料為1.25m 國產(chǎn)高效斜波，填料熱力、阻力特性系數(shù)為：

式中：q為淋水密度，m3/m2.h；λ為氣水比。

2 計(jì)算結(jié)果對比分析

分別就兩種冷卻塔的技術(shù)參數(shù)進(jìn)行對比分析。表中方案一表示機(jī)械通風(fēng)冷卻塔，方案二表示自然通風(fēng)冷卻塔。自然通風(fēng)逆流式冷卻塔，淋水面積5500m2。塔底部直徑DB=91.5m、總高度Hges=127.96m、喉部直徑DT=51.65m、出口直徑DA=55m、進(jìn)風(fēng)口高度HLE=8.15m，填料頂部直徑為84.48m、填料層面積為5500m2。

3 經(jīng)濟(jì)性分析

兩臺機(jī)組在熱季和冷季的循環(huán)水量分別為59446 m3/h和43542m3/h。循環(huán)水泵運(yùn)行臺數(shù)為熱季2機(jī)4泵，冷季2機(jī)3泵。循環(huán)水系統(tǒng)運(yùn)行時間按供熱年利用小時數(shù)5665小時計(jì)算、經(jīng)濟(jì)使用年限20年、大修費(fèi)率按0.025計(jì)算、投資回收率按0.08計(jì)算。

4 結(jié)論

（1）從技術(shù)比較結(jié)果來看，2×460MW燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)機(jī)組采用12 座機(jī)械通風(fēng)逆流式冷卻塔和兩座淋水面積為5500m2的常規(guī)自然通風(fēng)逆流式冷卻塔兩種塔型方案都是可行的。

（2）方案二 （自然塔方案）運(yùn)行安全穩(wěn)定，維護(hù)量少，但是占地較大。方案一（機(jī)械通風(fēng)冷卻塔方案）具有占地少、布置靈活、投資省、工期短、可根據(jù)不同季節(jié)的循環(huán)水量調(diào)整風(fēng)機(jī)運(yùn)行臺數(shù)、啟停靈活、對地基承載力要求較低等優(yōu)點(diǎn)，對于本工程場地條件限制和供熱機(jī)組運(yùn)行方式多樣的特點(diǎn)，機(jī)械通風(fēng)冷卻塔有一定技術(shù)優(yōu)勢。

（3）從經(jīng)濟(jì)比較結(jié)果來看，方案一的年運(yùn)行費(fèi)用較方案二高573.24萬元，但方案一的初投資較方案二低約5018 萬元；動態(tài)經(jīng)濟(jì)分析顯示方案一較方案二年總費(fèi)用值低71.3萬元，占年費(fèi)用總值的比例約為2.5%。

參考文獻(xiàn)：

[1]曾國安HYPERLINK"https：//scholar.ixueshu.com/scholar/search.html？name=%E6%9B%BE%E5%9B%BD%E5%AE%89".冷卻塔的設(shè)計(jì)計(jì)算HYPERLINK"http：//www.ixueshu.com/document/86afeffc6f1b9bbe.html"[J].機(jī)電產(chǎn)品開發(fā)與創(chuàng)新HYPERLINK"http：//jdcpkfycx.ixueshu.com/"，2009（04）：8688.

[2]黃偉謀，等編.電力工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)匯編 火電卷9，水工篇，第七章 冷卻塔，中國電力工業(yè)聯(lián)合會標(biāo)準(zhǔn)化部編，中國電力工業(yè)出版社，1996.

[3]火力發(fā)電廠水工設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定NDGJ588，能源部西南電力設(shè)計(jì)院，1988，10.

[4]工業(yè)冷卻塔測試技術(shù)規(guī)定，NDGJ8989，1989.