凝汽器冷却方式比选.doc

凝汽器冷却方式的比选汽轮机组凝汽器的冷却就是通过凝汽器将做完功的乏汽冷却成冷凝水，通过热循环系统重复使用。冷却方式有空气冷却系统与水冷却系统之分，水冷却系统又分为开式与闭式循环冷却系统。下面分别从技术、直接投资、运行费用、土地占用、环保、社会效益和国家政策等方面对凝汽器冷却方式进行论述比选。一、技术方面比选空冷系统的工作流程（图1）为：汽轮机乏汽经主排汽管并通过空冷凝汽器顶部的配汽联箱进入空冷凝汽器的翅片管束，此时与轴流风机吸入的冷空气进行表面换热凝结为水。凝结水排至凝结水箱，由凝结水泵送至汽轮机热力系统。水冷系统的工作流程为（图2）：循环冷却水自吸水井经循环水泵升压后，送至凝汽器，吸热后经循环水管送至冷却塔。经冷却塔冷却后的低温水经回水管自流至综合泵房外循环水泵吸水前池，依次循环使用。冷却塔可为自然通风冷却塔或机力通风塔。图1 空冷系统流程图 图2 水冷系统流程图n 耗水量方面：空冷机组采用空气直接冷却，水的消耗量要小得多。参考12Mw机组，水冷机组循环冷却水量约3300t/h,循环冷却水补充水量约需130t/h, 空冷机组的耗水量约30t/h, 节水效果非常明显，耗水量仅相当于同容量湿冷机组的2030。n 换热面积方面：由于空气的换热系数要远小于水，因此，空气冷凝器所需要的换热面积和冷却管道很大，体积庞大，如12MW机组空气冷凝器换热面积约15000，而水冷凝器换热面积约1200。n 机组效率方面通常，空冷汽轮机排汽压力为15-30kPa，高于排汽压力8kPa左右的水冷式汽轮机，故在相同的主蒸汽流量下，空冷机组的热效率低于水冷机组。如12MW机组，在保证额定输出功率时，空冷机组所需蒸汽流量为62t/h,要高于水冷机组59t/h,机组热效率降低5.35%。由于空冷机组的运行背压高，且随大气温度变化而有较大幅度变化，正常运行背压6-40kPa，安全背压为50kPa以上。而水冷机组正常运行背压范围4.5-11.8kPa, 安全背压为18-19kPa,由于空冷机组运行背压高，绝热膨胀焓降较小，电厂综合运行效率降低5-8%。n 受环境大气温度影响方面经试验和实际运行证明，环境大气温度是影响空冷机组以及空冷塔经济运行的一个主要因素。环境温度升高会使空冷塔换热温差减小，冷却效率下降，空冷塔出水温度升高，凝汽器背压升高，机组热耗增加，出力下降，经济性降低。按空冷、湿冷机组排汽温度tk、背压Pk与大气温度ta关系曲线，见右图，可以方便地查出某一温度区间空冷、湿冷机组背压差值。n 安全运行方面在火力发电行业，经过 60多年的运行和不断地技术改进，空冷发电技术已日趋完善，目前在使用安全上已没有问题。水冷发电技术现已十分完善，系统运行安全可靠，在此不再赘述。二、直接投资方面比选（参考国内某50MW机组） 水冷却凝汽器（1）凝汽器200万元（2）900 循环泵（2 台）、管路250万元（3）冷却塔 500万元共计950万元 空气冷却凝汽器 共计2800万元空冷比水冷发电机组多投资1850万元三、运行费用方面比选（参考国内某50MW机组） 水冷机组：（1） 年水耗：290万元（2） 年电耗：140万元（3） 人工维修费：12万元。合计442万元。 空冷机组：（1）电耗费用：冷却风机 12 台，每台 75kW 共 900kW，年运行按 8000小时计算，负荷系数取 0.8，电价按上网价 0.245 元 / 度90080000.80.245=141.12 万元（2）发电量减少费用：同功率发电机组“空冷”比“水冷”效率低 5%，考虑年 发电按 8000 小时计算，电价按上网价 0.245 元 / 度500005%80000.245=490 万元（3）人工维修费：15万元合计：646.12万元从以上分析，水价按 1.45 元 /t 计算，空冷发电机组比水冷发电机组运行费用多 203 万元。从上面的分析可以看出，空冷机组比水冷机组直接投资多1850 万元，年运行费用多203万元，在经济效益上没有上空冷机组的价值。四、在土地占用方面比选（参考国内某50MW机组）空气冷却凝汽器几乎不占用土地，可以将其安装在主厂房顶，或安装在升压站上空（用立柱支撑）。水冷发电机组在不考虑其他占地的情况下，仅冷却塔就占地10000平方米，约15亩。五、环保、社会效益和国家政策方面比选用水冷发电机组每年消耗约 200 万吨水，从长期来看不利于当地环保的持续改进和企业的可持续发展。假如用空冷机组，可节约用水而用于农业灌溉和环保，从政策上与国家倡导的建立节约型社会相一致。另一方面，用空冷机组可以避免与其他企业当供水紧张时，而造成争水的麻烦。六、结论1 、水冷机组优缺点（1）优点：水冷却系统投资少，技术可靠，运行效率高。（2）缺点：水耗高，占地面积大，运行费用受水价影响较大。2、空冷机组优缺点（1）空冷系统投资大；（2）厂用电率增加；（3）随天气和季节影响较大，调整多；（4）冬季防冻工艺复杂；（5）夏季负荷高了真