350MW火力发电厂高位塔与常规塔比选

350MW 火力发电厂高位塔与常规塔比选

张琪

大唐河北发电有限公司马头热电分公司 ,河北 邯郸 056000

摘要：从技术经济角度对冷却塔布置方案进行比较，在相同设计条件下，达到同样冷却效果时，两机一塔高位塔具有占地面积小、更易平面布置、淋水填料体积少、节能、降噪、运行费用低等优点，然后按照两机一塔的配置进行冷端优化计算和方案比较分析，通过优化计算，对不同的冷却倍数、凝汽器面积、冷却塔面积等几个可变参数进行组合，选择出冷端主要参数经济合理的组合和配置。

关键词：冷却塔；经济性；优化比选

1 循环水系统及湿式冷却塔简介

循环供水系统的冷却水进入凝汽器加热后，再送到冷却塔中冷却，冷却后重复进入凝汽器，如此进行再循环。 湿式冷却塔及其循环水系统，在运行、控制、操作、维护等方面都较为简单，运行中循环冷却水的损耗量也不太多(大约为循环水总量的1.5%)，对补充水源的水量、水质要求不高，一般工程条件都能满足，投资费用也相对较低，目前国内在火力发电厂中被广泛应用。

2 可供选择的自然通风湿式冷却塔方案

冷却水系统采用循环供水系统。可供选择的冷却塔布置形式有：

方案一：两机一塔高位塔方案，即两台机组共用一座高位塔

方案二：两机一塔常规塔方案，即两台机组采用一座常规塔

2.1各方案配置

2.1.1 方案一(两机一塔高位塔)冷端系统配置如下：

冷却倍率：55倍；冷却塔面积：9000m^2；凝汽器冷却面积：2×20000m²；设计平均背压：4.90 kPa；循环水总管管径：2400mm；循环水支管管径：1800mm。

2.1.2方案二(两机一塔常规塔)冷端系统配置如下：

冷却倍率：55倍；冷却塔面积：10000m^2；凝汽器冷却面积：2×20000m²；设计平均背压：4.90 kPa；循环水总管管径：2400mm；循环水支管管径：1800mm。

3技术经济比较

3.1 高位塔、常规塔特点及应用业绩比较

3.1.1高位塔

优点：1)节能。常规大型冷却塔填料下部水滴降落高度较大，对于冷却水量为2×35000m3/h的冷却塔来说，常规冷却塔循环水泵静扬程约为16. 0m，而高位塔循环水泵静扬程约为8.0m，即下落水滴的势能节约约为8.0米。而且冷却塔越大，势能回收越多，节能就越多。2) 降噪。常规塔由于雨区密集，水滴溅落在集水池中时产生的噪声较大，一般在80～85Db(A)。装设高位收水装置后，由淋水填料底部下落的水滴经过收水斜板在空中截流收集，落差小，减少了水滴下落冲击造成的冷却塔对环境的噪声污染，噪声比常规冷却塔可减少约10Db(A)。3) 相对于常规塔，高位收水装置的优化布置可以使配风更加均匀，减少的雨区也减少了风阻。虽然减少雨区减少了少量的散热，但总体上比较，高位塔比常规塔在相同规格条件下冷却能力更好些。4) 使地基更加安全。由于高位收水塔取消了落地大面积水池，只架设架空的集水槽，可防止塔基范围内的循环水下渗浸泡地基，使基础更加安全。

缺点：1) 初投资费用高。2) 收水装置复杂，设备材料制造、安装、维护费用及要求较高。

业绩：蒲城电厂；山东国华寿光发电厂一期(2X1000MW)工程；安庆电厂二期2×1000MW机组扩建工程；神华神东电力重庆万州发电厂2×1000MW工程

3.1.2常规塔：

优点：冷却效果高；塔芯构造简单，日常运行维护工作量小，运行稳定。

缺点：通气阻力相对较大；供水高度较高位塔高。

业绩：在国内的火力发电厂中使用最多

3.2 技术比较

3.2.1 淋水填料体积：在相同设计条件下，达到同样出塔水温时，方案一(两机一塔高位塔)、方案二(两机一塔常规塔))的淋水面积分别为9000m2、10000m2。由此可知，在相同气象条件下，若采用相同的淋水面积，方案一比方案二的冷却能力高，从而可以降低机组背压，减少煤耗。

3.2.2 冷却塔体型和高度：在相同设计条件下，达到同样出塔水温时，方案一较方案二的总塔筒尺寸小，填料体积也小，但是方案一的塔高较高。

3.2.3 噪音：湿式冷却塔的噪声主要是水滴溅落引起的中低频噪声，高位塔装设高位收水装置后，由淋水填料底部下落的水滴经过收水斜板在空中截流收集，落差小，高位塔的落水高度较常规塔小很多，减少了水滴下落冲击造成的冷却塔对环境的噪声污染。

3.2.4 业绩：大中型火力发电机组采用一机一塔方案的业绩较多，出于占地等方面考虑，近年来两机一塔方案也逐渐增多。目前国内高位塔应用虽然比较少，但随着我国在建火力发电机组向超大型容量发展趋势，高位塔的节能、降噪等优点将会更加突出，将成为超大容量机组湿式冷却塔的又一个选择。

3.3经济比较

以下费用仅作方案经济分析比较用，不完全代表实际投资运行费用。

3.3.1 两种方案经济比较见下表3.3-1。 单位：万元

3.3.2 两种方案年运行电费比较见下表3.3-2

3.3.3 由于两种方案的冷却能力相当，只需比较以年固定投资和年运行费用组成的年总费用即可。以方案一 (两机一塔高位塔)为基准，方案二 (两机一塔常规塔)：初投资差值少1636.1万元；年固定费用差值少212.693万元；年运行费用差值多357.93万元；年总费用差值多145.24万元。

4结论与建议

从上述方案经济技术比较可以得出以下结论：

1. 从年总费用来看，方案一的年总费用最低。

2. 虽然方案一比方案二的初投资高1636.1万元，但是高位塔的高位收水装置可回收的势能较多，高位塔较常规塔的节能效果明显，方案一比方案二的年运行费用低357.93万元。

3. 在相同设计条件下，达到同样出塔水温时，方案一(两机一塔高位塔)具有占地面积小、淋水填料体积小、节能、降噪、年总费用低等优点。本着总平面布置紧凑、征地少、土地利用率高的原则，推荐采用占地少、综合经济效益优的方案一(两机一塔高位塔)。

参考文献

[1]苏占.浅谈热能动力系统优化与节能改造[J].中小企业管理与科技(下旬刊),2019(07):133-134.

[2]宋健,谭慎迁,刘朝青.基于火电厂热能动力联产系统节能改革问题[J].科技资讯,2018,16(35):41+43.

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