第14卷第11期中國(guó)水運(yùn)Vol. 14No. 112014年11月China Water TransportNovember2014某燃機(jī)電廠循環(huán)水系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)謝麗霖(中國(guó)能源建設(shè)集團(tuán)廣東省電力設(shè)計(jì)研究院，廣東廣州510663 )摘要:本著因地制宜的原則，提出以電廠現(xiàn)有水庫(kù)作為冷卻池的系統(tǒng)方案，并與傳統(tǒng)的機(jī)力塔方案進(jìn)行了深入的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，實(shí)現(xiàn)節(jié)能、可靠的供水系統(tǒng)。關(guān)鍵詞:循環(huán)水泵;冷卻池;機(jī)力塔;循環(huán)水管;優(yōu)化中圖分類(lèi)號(hào): X703文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A文章編號(hào): 1006-7973 (2014) 11-0192-02- -、循環(huán)水供水系統(tǒng)概述觀等問(wèn)題，對(duì)電廠周邊環(huán)境影響較大。本工程2x 400MW機(jī)組為南方某燃機(jī)電廠擴(kuò)建項(xiàng)目,如果采用機(jī)力塔方案，本期2x 400MW級(jí)機(jī)組循環(huán)水地處城市中心地段，土地資源珍貴。因此，在滿足電廠安全系統(tǒng)共配置10臺(tái)設(shè)計(jì)冷卻水量為5,700m3/h的逆流式機(jī)械可靠運(yùn)行的前提下，最大限度的節(jié)省廠用地,營(yíng)造綠化美觀通風(fēng)冷卻塔，其主要技術(shù)參數(shù)詳見(jiàn)表1.的廠區(qū)環(huán)境并保證廠區(qū)與周邊環(huán)境的和諧統(tǒng)-一, 具有十分重表1本工程機(jī)械通風(fēng)冷卻塔設(shè)計(jì)技術(shù)參數(shù)要的作用。項(xiàng)目名稱(chēng)工藝參數(shù)結(jié)合電廠實(shí)際，通過(guò)嚴(yán)格的數(shù)值模擬計(jì)算，提出了“景鋼混蛄構(gòu)遞流式塔體結(jié)構(gòu)觀明渠溢流冷卻+廢棄水庫(kù)作冷卻池冷卻”的機(jī)組循環(huán)水系機(jī)械通鳳冷卻塔干球溫度θ (C)30.6統(tǒng)冷卻方案。本方案以電廠北側(cè)廢棄的水庫(kù)作為冷卻池，同時(shí)布置總長(zhǎng)約700m景觀明渠，并根據(jù)數(shù)值模擬計(jì)算優(yōu)化結(jié)夏李109%多年平均氣象參數(shù)濕璩溫度τ (C)2697大氣壓P(kPa)100.145果在排水明渠兩側(cè)設(shè)置排水溢流暗涵，電廠凝汽器排出的溫相對(duì)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(kù)作冷卻池冷卻,進(jìn)一步降低水溫，以保證機(jī)組運(yùn)行的要求。琳水密度q(m'/(m'.h) )14.8二、電廠循環(huán)冷卻水量性能參數(shù)氣水比λ0.516 .根據(jù)冷端優(yōu)化計(jì)算結(jié)果，本期2x 400MW熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)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(jì))≤0.001%為56,736m2/h， 冬季氣象條件時(shí)的總冷卻水量為風(fēng)機(jī)類(lèi)型玻璃鋼軸流鳳機(jī)風(fēng)機(jī)直徑φ (mm)10.1435,473m2/h.設(shè)計(jì)風(fēng)量G (m'/h)2,520.000三、供水系統(tǒng)流程風(fēng)機(jī)及電機(jī)風(fēng)機(jī)動(dòng)壓Pd(Pa)37.284本工程循環(huán)冷卻水系統(tǒng)采用一臺(tái)機(jī)組配二臺(tái)循環(huán)水泵的鳳機(jī)全壓SP (P2)174.434供水方式。循環(huán)冷卻水由冷卻池(廢棄水庫(kù))自流至循環(huán)水配用電機(jī)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(景觀河) ,然后輸送至冷卻池(廢塔型參數(shù).單塔平面名義尺寸(m)棄水庫(kù))， 經(jīng)過(guò)溢流面和水庫(kù)水面的對(duì)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(fù)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(景觀河)→冷卻池(廢本工程2x 400MW熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組的循環(huán)冷卻供水系統(tǒng)棄水庫(kù))以廢棄水庫(kù)作為冷卻池，并在排水明渠兩側(cè)設(shè)置排水溢流暗四、機(jī)械通風(fēng)冷卻塔方案和冷卻池方案比較涵，總長(zhǎng)約700m,通過(guò)冷卻池水面與暗涵溢流面和大氣間1.機(jī)械通風(fēng)冷卻塔方案的熱交換，滿足機(jī)組冷卻用水要求。近年來(lái)國(guó)內(nèi)燃機(jī)機(jī)組多采用機(jī)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(shè)備性能穩(wěn)定，但占地面積大，設(shè)備采本期每臺(tái)機(jī)組設(shè)嚳一座琊海鋼筋砼虹吸井，虹吸井后設(shè)購(gòu)、安裝、土建費(fèi)用高，運(yùn)行維護(hù)難度大，儒考慮降噪、最1根DN180中國(guó)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(guó)能源建設(shè)集團(tuán)廣東省電力設(shè)計(jì)研究院。第11期謝麗霖:某燃機(jī)電廠循環(huán)水系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)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(jī)力塔方案系統(tǒng)設(shè)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(xiàng)目(冷卻池方案)(機(jī)力塔方囊)1.5mX2.0m。排水濫流暗涵位于排水明渠兩側(cè)，總長(zhǎng)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(zhǎng)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(kù))自流引水營(yíng)采用兩根DN2400自泥引水鋼管Q235A).一機(jī)一管，總長(zhǎng)的80m廢棄水庫(kù)位于廠區(qū)北側(cè)，屬電廠可利用資源。目前，該策間及進(jìn)水間全地下式布置水庫(kù)占地面積約為2.5萬(wàn)m2,總庫(kù)容約為17.64萬(wàn)m',平循環(huán)水泵唐結(jié)構(gòu)幾何尺+: 長(zhǎng)(服水波方向)x寬x漯=21.0anx 26.0m x5.20m均水深約為7m,庫(kù)底標(biāo)高約為51.50m, 死水位約為x寬x蔽=15mx 3mx 15m.果房上部結(jié)構(gòu)幾何尺寸:長(zhǎng)(順?biāo)鞣较?x寬x高(傈底) -15/0m 46 8mx9m:58.50m。乘用10臺(tái)S70m/h通流式機(jī)械通鳳嶺卻塔,(3)冷卻池及溢流暗涵冷卻能力數(shù)值模擬計(jì)算機(jī)械通風(fēng)單嗒平面暴礎(chǔ)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(jī)選用直徑為10.14m的玻璃鋼軸流風(fēng)機(jī)，夏季10%氣象條件純凝工況條件下,利用FLUENT13.0軟民機(jī)功單: 20w。件對(duì)溢流暗涵溢流面降溫效果進(jìn)行三維數(shù)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(jì)算結(jié)果見(jiàn)表2。設(shè)一座虹吸井。面幾何尺寸:表2 各工況下冷卻池計(jì)算出水溫度妃暖井長(zhǎng)x寬18.Ssmx 14.2m，井內(nèi)順前底標(biāo)高為-8 4(m.年平均氣象條件夏李10%氣象條件思長(zhǎng)約70m.每權(quán)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(duì)濕度(%)77.2575.2明象總長(zhǎng)均471m.渠底標(biāo)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(shè)計(jì)水深為20m.無(wú)進(jìn)冷卻池(冼屋水庫(kù))3.036設(shè)計(jì)波迷為0.69m/.水溫T2(C)全年運(yùn)行5000.0全年運(yùn)行5000出冷卻池(冼屋水庫(kù))其中制冷期(性能保證工況6的月)占水溫τ2(C)28.933運(yùn)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(kù))冷卻能加C)1月)占912h制冷期(冬李工觀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(kù)水面表4冷卻池與機(jī)力塔方 案技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較表的對(duì)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(jī)力塔方案)達(dá)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(fèi))冷卻池導(dǎo)流墻(萬(wàn)元)174(1)系統(tǒng)設(shè)備差異設(shè)7108冷卻池和機(jī)力塔方案的系統(tǒng)設(shè)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(jì)比較冷卻池和機(jī)力塔方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較詳見(jiàn)下表4。.循環(huán)水泵房(萬(wàn)元)1.03879234.結(jié)論靜根據(jù)上表經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較可以看出，方案一“冷卻池方投貴裝1.250機(jī)械通鳳冷卻塔(萬(wàn)元)案”較方案二“機(jī)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(yùn)行費(fèi)用比方案二低719.2萬(wàn)，從綜合經(jīng)濟(jì)指數(shù)年循環(huán)水管(萬(wàn)元)621.6費(fèi)用總值上看，方案- -較方案二低1,103.4萬(wàn)元。同時(shí)結(jié)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(fèi)用上還是運(yùn)行安全及運(yùn)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(xiàng)目循環(huán)水系統(tǒng)推合計(jì)(萬(wàn)元)3.956.27.0297薦采用以廢棄水庫(kù)作為冷卻池、排水明渠兩側(cè)設(shè)益流暗涵的差異(萬(wàn)元)+3.073.5循環(huán)水泵運(yùn)行費(fèi)用(萬(wàn)元}535.2624.4循環(huán)冷卻供水方式。本方案大大節(jié)省了工程造價(jià)和運(yùn)行費(fèi)用，運(yùn)行機(jī)力塔運(yùn)行費(fèi)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(yùn)行費(fèi)用，同時(shí)利費(fèi)用合計(jì)中國(guó)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(tǒng)-一的廠 內(nèi)景觀河，具年費(fèi)用總值1IYHCNMHG2.1331有良好的環(huán)境效益。年費(fèi)用總值差值+1,103.4.