中華民居2012年1月電廠(chǎng)循環(huán)水優(yōu)化專(zhuān)題研究付智剛(貴州電力設(shè)計(jì)研究院)擴(kuò)要:本文通過(guò)西北電力設(shè)計(jì)研究院開(kāi)發(fā)的“循環(huán)水系統(tǒng)優(yōu)化CWO)程序?qū)﹄姟甘嚼鋮s系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化輸入內(nèi)容有氣象條件冷卻水量、冷卻溫差,及有關(guān)冷卻塔經(jīng)濟(jì)指標(biāo)輸出內(nèi)容包括各種冷卻塔面積凝汽器面積等方案組合的年費(fèi)用值背壓值及出塔水溫等通過(guò)對(duì)各個(gè)方案的比較選出最合適的方案組合,關(guān)輸詞:雙曲線(xiàn)自然通風(fēng)冷卻塔:10%氣象條件:年費(fèi)用最小法:恒倍率:變倍率電廠(chǎng)供水系統(tǒng)中,增大凝汽器的冷卻水量或降低水溫,可以降低汽愛(ài)3逆流式自然通風(fēng)冷卻塔主要技術(shù)參數(shù)輪機(jī)的背壓提高發(fā)電量但是需增大循環(huán)水泵功率成增加冷卻塔的面序號(hào)主要特教一酥面和w[350400[40500150積,從而增大工程的造價(jià),反之亦然,因此,本次可行性研究階段結(jié)合工程具體條件對(duì)循環(huán)水系統(tǒng)進(jìn)釘綜合優(yōu)化計(jì)算.即通過(guò)對(duì)冷卻塔面積冷塔總高度(m屠零米處直徑(m)94968卻倍率、凝汽器冷卻面積、循環(huán)水泵及循環(huán)水管(干管)等的組合方案進(jìn)填料處直仔m68713[乃56798「8行綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較優(yōu)化循環(huán)水系統(tǒng)選取最經(jīng)濟(jì)合理的配置進(jìn)風(fēng)口高度6468727680l工程概述5塔筒有效抽風(fēng)高度m834194%410l41104級(jí)金電化體化熱電歌產(chǎn)動(dòng)力車(chē)間新建工程位于費(fèi)州省畢節(jié)5風(fēng)口高處配m)0可x地縱金基八步鎮(zhèn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)工業(yè)園區(qū)內(nèi),電建設(shè)規(guī)模為4NW機(jī)進(jìn)風(fēng)口部624n1as0組,電廠(chǎng)除灰系統(tǒng)采用灰渣分除于灰干排方式,根據(jù)水源條件及氣象條8塔而積頂積2525252525件,循環(huán)水系統(tǒng)采用帶逆流式雙曲線(xiàn)自然通風(fēng)冷卻塔的循環(huán)供水系統(tǒng)11.0103120125補(bǔ)給水水源為洪家渡水庫(kù)。根據(jù)水源條件及本工程具體情況,電廠(chǎng)采用擴(kuò)大單元制循環(huán)供水系干球溫度239℃統(tǒng),每?jī)膳_(tái)機(jī)循環(huán)水管在循環(huán)水泵房出水側(cè)邐過(guò)聯(lián)絡(luò)蝶閥連通,每臺(tái)濕球溫度212℃50MW機(jī)組配兩臺(tái)循環(huán)水泵、座逆流式自然通風(fēng)冷卻搭、根循環(huán)水相對(duì)濕度80%進(jìn)捧水銅管(干管)和一條雙孔矩形锎筋混凝土自流溝,冷卻塔出水通過(guò)人氣壓力861.7hPa鋼筋混凝土雙孔溝自流至循環(huán)水泵房進(jìn)水間,由循環(huán)水泵升壓經(jīng)循環(huán)水平均風(fēng)速0.9/6進(jìn)水管送至凝汽器及輔助設(shè)備,凝汽器摔水由循環(huán)水排水管送至冷卻塔|25經(jīng)濟(jì)播標(biāo)冷卻,軸機(jī)設(shè)備排水由輔機(jī)回水管送至循環(huán)水泵房進(jìn)水問(wèn)冷卻冷卻后優(yōu)化計(jì)算中所采用的主婆經(jīng)濟(jì)指標(biāo)見(jiàn)表4循環(huán)使用,每?jī)膳_(tái)機(jī)合建一座循環(huán)水泵房,循環(huán)水泵房布置在兩座冷卻4主要經(jīng)濟(jì)塔之間2基礎(chǔ)資料及設(shè)備參數(shù)工程主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)2汽輪機(jī)技術(shù)參數(shù)發(fā)電成本元度020凝汽式汽輪機(jī)組主要技不參數(shù)見(jiàn)表2故年利用小時(shí)數(shù)機(jī)主要技術(shù)參數(shù)3燃料費(fèi)占發(fā)電成本的比率a優(yōu)化計(jì)算中經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)參數(shù)發(fā)電機(jī)功率3000投資利率(投資回收率凝汽量(uh688824工程經(jīng)濟(jì)使用年限固定費(fèi)用率22凝汽器方案資料人修費(fèi)率25%擬定凝汽器面積為1700m18000m2、19000m2共3種方案,凝汽器水費(fèi)材質(zhì)按不銹鋼管考慮其特性參數(shù)詳見(jiàn)表2陽(yáng)環(huán)水泵效率衰2凝汽方案特性參數(shù)7電機(jī)棕合效率8汽機(jī)微增功率的電價(jià)折減系數(shù)17000不銹鋼設(shè)備材料羊價(jià)、構(gòu)筑物造價(jià)凝汽器綜合造價(jià)190不銹銅2冷鄭塔綜合造價(jià)元423323冷卻塔方案資料麵環(huán)水管單價(jià)m4×0元m8含施工安裝費(fèi)用根據(jù)工程條件和設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn),擬定了5種淋水面積分別為3500m2D2220元№70含施工安裝費(fèi)用4000m2,4500m25000m25500m2的逆流式雙曲線(xiàn)自然通風(fēng)冷卻塔方案D]820×10含蓋工安裝費(fèi)用其主要技術(shù)參敗見(jiàn)表33優(yōu)化計(jì)算及結(jié)果冷卻塔的淋水填料參散哲按斜折波P”填料數(shù)據(jù)填料高度為31計(jì)算方法及主要設(shè)計(jì)原則Om(二層),片問(wèn)距為其特性數(shù)據(jù)如下熱力特性:N=1.844A0629利用計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù),根據(jù)最優(yōu)化理論,結(jié)合本工程的具體技術(shù)條件并參照實(shí)際工程的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)初步擬定可能的若干方案組合,按照計(jì)阻力特性;A=000611620.0342q+0.76算方法Ml000|4535g2+0.00835560+206中國(guó)煤化工24氣象條件按織金氣象站氣象資料進(jìn)行計(jì)算)水系統(tǒng)優(yōu)化計(jì)算程序進(jìn)行計(jì)算冷卻塔頻率為10%的氣象特征值如CNMHG中華民居2012年1月循環(huán)水系統(tǒng)優(yōu)化計(jì)算上要采用如下計(jì)算方法:(1)方案經(jīng)濟(jì)分析采用年總費(fèi)甩最小法(動(dòng)態(tài)),并采用年固定費(fèi)用冷卻倍數(shù)水管年總面用\優(yōu)劣名次求年費(fèi)用最小法。O元固定年總費(fèi)用:NF=Zx(AFCR)+U40180)45024998式中:Z—冷端設(shè)備總投資一年運(yùn)行費(fèi)用:401900024189270AFCR—一年固定分?jǐn)傎M(fèi)率;700450024189270MR大修費(fèi)率40180_4500221.973CR資金回收系數(shù)。變倍率,微增費(fèi)用=04倍發(fā)電成本45190004500241.89389(1+i)-1419004902218972式中:m工程的經(jīng)濟(jì)使用年限一投資利潤(rùn)率180004500241.897845(2)冷卻塔的熱力計(jì)算采用冷卻數(shù)法19005002418998(3)凝汽器冷凝管采用不銹銅管恒倍率微增責(zé)用=08倍發(fā)電成本(4)不問(wèn)方案組合的汽輪機(jī)背壓的不同所引起的熱耗或出力的不同190500241310%底2對(duì)經(jīng)濟(jì)效果的影響,以其相對(duì)應(yīng)的背壓與微增功率的修正曲線(xiàn)來(lái)橛括248109850將得出的微增功率以電費(fèi)形式(燃煤價(jià)格)參與經(jīng)濟(jì)計(jì)算19000550024.81m265312主要設(shè)計(jì)原財(cái)9000根據(jù)工程條件和有關(guān)規(guī)定,優(yōu)化計(jì)算中尚擬定了下列設(shè)計(jì)原則:218105.00(1)方案約束限制條件變率微增費(fèi)用=8倍發(fā)也成豐①在夏季最炎熱三個(gè)月球溫度統(tǒng)計(jì)頻率P=0%氣象條件下的運(yùn)19005024L811591t行背壓應(yīng)能滿(mǎn)足機(jī)組滿(mǎn)發(fā)的最高允許背壓要求,即小于118kPa(.12ata),冷卻水溫裕度為39005002418[1i762②凝汽器端差不應(yīng)小于28℃(指設(shè)計(jì)值),小于28℃取28℃19005002413「11kBs③凝汽器冷卻水管內(nèi)的流速:V=2Cm190502181252(2)汽輪機(jī)設(shè)計(jì)背壓采用相應(yīng)方案年逐月運(yùn)行背壓的平均值,另外從計(jì)算結(jié)果看出:對(duì)于相同方案組合,夏季冷卻倍率相同的情(3兩臺(tái)機(jī)組配網(wǎng)臺(tái)循環(huán)水泵環(huán)水系統(tǒng)的運(yùn)行考慮全年恒倍率況下變倍率運(yùn)行工況的方式較恒倍率運(yùn)行工況方式為優(yōu)和報(bào)郭季節(jié)氣象情況變倍二種運(yùn)行方式后者熱季運(yùn)行四臺(tái)泵冷季42推神方某則只運(yùn)行三臺(tái)泵。其三臺(tái)泵運(yùn)行的循環(huán)水量按四臺(tái)運(yùn)行總水量的85%根據(jù)循環(huán)水系統(tǒng)初步優(yōu)化計(jì)算結(jié)果及上述分析,參照其它同類(lèi)型電(4)設(shè)計(jì)方案組合廠(chǎng)的運(yùn)行實(shí)際情況,冷卻塔出水水溫留有一定的裕度,對(duì)于織金“煤電化凝汽器方案冷卻面積為170010003組其主要體化熱電聯(lián)產(chǎn)動(dòng)力車(chē)間新建工程的環(huán)水系統(tǒng)推薦方案組合為參數(shù)見(jiàn)表2冷卻塔方案:淋水面積為35005500m3,共5組,其主要參數(shù)見(jiàn)表3循環(huán)水鋼管(干管)DN2400冷卻倍率方案:m=40-60倍共5組,采用冷、熱季變倍率運(yùn)行時(shí),其凝汽器冷卻面積1900m2凈李運(yùn)行俗事技015B計(jì)12312月作為凈,熱季運(yùn)季果用使率運(yùn)行方式時(shí)卻倍本為m1390倍,即冷季3i行倍率按10(4060倍)計(jì)4、56、789、10月作為熱季循環(huán)水鋼管(f管)方案:D2440×10、D2220x9共2組12月份兩臺(tái)機(jī)共開(kāi)三臺(tái)泵m=425倍,熱季4、56、789、10月份兩臺(tái)機(jī)上述碳汽器凈卻塔、冷卻倍率、循環(huán)水管四個(gè)方案因素組合起來(lái)/共開(kāi)四臺(tái)泵m0倍其汽輪機(jī)年平均背壓為68LP冷卻塔年平均由水溫度2178℃;在P=10%氣象條件下,機(jī)組在校核工況下運(yùn)行,冷卻水構(gòu)成3×552個(gè)方案組合此外考比恒倍率和變倍率二種運(yùn)行方式因瘦滿(mǎn)足不小于3的要求,此時(shí)冷卻塔出水溫度為286汽輪機(jī)此優(yōu)化計(jì)算中的方案組合總數(shù)為150×2=300個(gè)背壓偵為910kPa32優(yōu)化計(jì)算結(jié)果顏汽器冷卻水進(jìn)水設(shè)計(jì)溫度推薦采用22℃汽輪機(jī)額定工況下的背教上述原始數(shù)和擬定的計(jì)算方案及其技術(shù)參數(shù)進(jìn)行計(jì)算(微增功壓推存值為6從P率收益采用燃料費(fèi)計(jì)算其單價(jià)占發(fā)電成本的400%),計(jì)算結(jié)果經(jīng)整理分全年恒倍率和冷熱季變倍率二種運(yùn)行方式進(jìn)行列表,另外,考慮計(jì)算的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)隨市場(chǎng)的變化影響,對(duì)優(yōu)化計(jì)算的微增功率收益進(jìn)行單價(jià)變化的敏感性分析,即將微增功率收益單價(jià)增加到占發(fā)電成本的80%,其余經(jīng)濟(jì)指標(biāo)不變化,見(jiàn)表5(鑒于篇幅限制優(yōu)劣順序索引表列出前5位的計(jì)算結(jié)果)4推薦方案41優(yōu)化計(jì)算結(jié)果分析由計(jì)算結(jié)果可知微增功率收益采用燃料費(fèi)計(jì)算(約占發(fā)電成本的40%),對(duì)相同的方案組合冷卻塔面積較小冷卻倍率較低,則年費(fèi)用越低,這是由于在優(yōu)化計(jì)算中微增出力計(jì)費(fèi)所用的燃煤價(jià)格較為低廉(僅為發(fā)電成本的40%,即008元Wh,因此微增功率對(duì)年費(fèi)用的影響很小本工程對(duì)其它經(jīng)濟(jì)指標(biāo)不變時(shí)微增計(jì)費(fèi)所采用的燃料費(fèi)用增加至中國(guó)煤化工發(fā)電成本的08倍年費(fèi)用轉(zhuǎn)序發(fā)生較大變化結(jié)果表明微增出力的取值提高對(duì)大冷卻塔面積、大凝汽器面積、大循環(huán)倍本有利CNMHG方數(shù)據(jù)