常規(guī)塔與高位塔經(jīng)濟(jì)性比較

李越

（神華國華壽光發(fā)電有限責(zé)任公司，山東壽光 262714）

常規(guī)塔與高位塔經(jīng)濟(jì)性比較

李越

（神華國華壽光發(fā)電有限責(zé)任公司，山東壽光 262714）

介紹了常規(guī)塔和高位塔的基本情況，分別從初期投資、運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用和成本回收等方面，對兩種涼水塔的經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行了對比分析，得出高位塔在實(shí)際應(yīng)用中更具有優(yōu)勢和發(fā)展前景的結(jié)論。

高位塔；常規(guī)塔；運(yùn)行維護(hù)；初始投資；成本回收；經(jīng)濟(jì)性

1 常規(guī)塔與高位塔概況

1.1 常規(guī)自然通風(fēng)逆流式濕式冷卻塔

常規(guī)自然通風(fēng)逆流式濕式冷卻塔（以下簡稱常規(guī)塔）在我國電廠使用最多，這種塔型的通風(fēng)筒通常采用雙曲線型，用鋼筋混凝土澆制，如圖1所示。

圖1 常規(guī)塔

由圖1可知，熱水由管道通過豎管（豎井）送入熱水分配系統(tǒng)，然后通過噴濺設(shè)備將水灑到填料上，經(jīng)填料后成雨?duì)盥淙爰?，收集后循環(huán)冷卻使用。塔筒底部為進(jìn)風(fēng)口，塔外冷空氣從進(jìn)風(fēng)口進(jìn)入塔體，穿過填料下的雨區(qū)和熱水流動(dòng)成相反方向流過填料（故稱逆流式），通過收水器回收空氣中的水滴后再從塔筒出口排出。

常規(guī)塔冷卻效果好，但通氣阻力相對較大，所以填料體積小。現(xiàn)在大多采用薄膜式填料，其淋水密度不宜太大，一般采用6～8m3／（m2·h）。雖然一次性投資較高，但沒有機(jī)械設(shè)備，不耗電，日常運(yùn)行維護(hù)工作量小，運(yùn)行穩(wěn)定。

1.2 高位收水自然通風(fēng)逆流式濕式冷卻塔

在循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中產(chǎn)生的主要費(fèi)用是循環(huán)水泵的電耗。循環(huán)冷卻水量越大、揚(yáng)程越高、水泵所消耗的軸功率就越大，電耗就越高。通常，廠址所在地外部環(huán)境條件和機(jī)組容量決定了所需循環(huán)冷卻水量，因此，能否降低水泵揚(yáng)程就成了能否降低電耗的關(guān)鍵。

目前，常規(guī)塔采用冷卻水由塔進(jìn)風(fēng)口上部滴落到塔下部集水池的收水方式，冷卻水滴落的高差造成了水泵揚(yáng)程的浪費(fèi)。

高位收水自然通風(fēng)逆流式濕式冷卻塔（以下簡稱高位塔）不同于常規(guī)塔之處主要在于，取消了常規(guī)塔底部的集水池和雨區(qū)，取而代之的是在填料層下部直接采用收水裝置，使冷卻水經(jīng)過收水裝置收集后匯入高位集水槽，從而提高循環(huán)水泵吸水高度，降低循環(huán)水泵揚(yáng)程和水滴滴到水池的噪音，達(dá)到節(jié)能降噪的目的。

1.3 高位塔與常規(guī)塔工藝流程

雖然高位塔與常規(guī)塔在工藝設(shè)計(jì)和布置方面不盡相同，但傳熱的基本原理是相同的，即以焓差為熱傳導(dǎo)的推動(dòng)力進(jìn)行水氣之間的熱交換計(jì)算；而在空氣動(dòng)力計(jì)算方面，都是由塔筒內(nèi)、外空氣密度差提供抽力。高位塔與常規(guī)塔工藝流程對比如圖2所示。

2 常規(guī)塔與高位塔配置

某火力發(fā)電廠建設(shè)2臺1 000MW超超臨界濕冷機(jī)組，下面以該廠為例對2種配置方式的經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行比較，表1為汽輪機(jī)最大連續(xù)功率（TMCR）工況下循環(huán)水系統(tǒng)冷卻水量。高位塔和常規(guī)塔方案的配置比較見表2。

3 常規(guī)塔和高位塔經(jīng)濟(jì)性比較

3.1 2種塔型初投資

根據(jù)表3所列2種水塔投資初投資情況，可以計(jì)算得出2種水塔的初投資差值。初投資差值＝高位塔初投資-常規(guī)塔初投資＝32 206-16 900＝15 306（萬元）。

圖2 常規(guī)塔和高位塔工藝流程對比

表1 循環(huán)水冷卻水量

表2 常規(guī)塔和高位塔塔體配置比較

表3 2種水塔初投資比較 萬元

3.2 2種塔型方案運(yùn)行費(fèi)用

2種水塔方案年運(yùn)行費(fèi)用見表4，目前該廠發(fā)電成本為0.252元／（kW·h）（呈逐年上升趨勢），可計(jì)算出高位塔每年可比常規(guī)塔節(jié)省電費(fèi)數(shù)額

μ＝W×t×m＝5219×5500× 0.252÷10000＝723.3534（萬元）。

表4 2種水塔運(yùn)行電費(fèi)比較

3.3 2種塔型方案年總費(fèi)用

根據(jù)表5中數(shù)據(jù)計(jì)算2種水塔年總費(fèi)用差值NF＝P×AFCR+μ＝15306×13%+（-723.3534）＝1266.4266（萬元）。

表5 2種塔型年總費(fèi)用比較 萬元

3.4 成本回收年限

成本回收年限N＝P／μ＝15 306／723.353 4＝21.16（年）。一般電廠設(shè)計(jì)壽命為30年，成本回收期為21年，在壽命期的后9年可為電廠節(jié)省成本M＝9×μ＝9×723.3534＝6510.1806（萬元）。

從目前國家的發(fā)展形勢來看，隨著高位塔國產(chǎn)化和技術(shù)的日漸成熟，高位塔的初期投資會越來越低，發(fā)電成本逐年升高，成本回收年限會越來越短，所以，高位塔在降低成本方面表現(xiàn)出來的優(yōu)勢會越來越明顯。

4 結(jié)論

從上述2種冷卻塔方案的經(jīng)濟(jì)比較可以得出以下結(jié)論。

（1）冷卻塔體型和高度。在相同設(shè)計(jì)條件下，達(dá)到同樣出塔水溫時(shí)，高位塔較常規(guī)塔的塔筒尺寸小。

（2）淋水填料體積。高位塔的填料體積較常規(guī)塔少。

（3）初投資。常規(guī)塔初投資較高位塔低。

（4）年運(yùn)行費(fèi)用。高位塔年運(yùn)行費(fèi)用要遠(yuǎn)低于常規(guī)塔。

（5）年總費(fèi)用。電價(jià)對年總費(fèi)用有較大的影響，經(jīng)過對電價(jià)敏感性分析，當(dāng)電價(jià)上漲至0.495元／（kW·h）時(shí)，高位塔方案年總費(fèi)用低于常規(guī)塔方案。

（6）節(jié)能、降噪。高位塔裝設(shè)高位收水裝置后，由淋水填料底部下落的水滴經(jīng)過收水斜板在空中截流收集，高位塔比常規(guī)塔節(jié)約水頭8.3m。可見，高位塔比常規(guī)塔具有明顯的節(jié)能效果，且減少了水滴下落沖擊造成的噪聲污染。

綜合以上因素考慮，在相同設(shè)計(jì)條件下，達(dá)到同樣出塔水溫時(shí)，雖然高位塔工程初投資較高，但高位塔具有淋水填料體積小、節(jié)能、降噪、投資低等優(yōu)點(diǎn)，考慮到將來上網(wǎng)電價(jià)的上調(diào)，高位塔將更具優(yōu)勢。

［1］李磊.火力發(fā)電廠年固定分?jǐn)偮实倪x擇［J］.華電技術(shù)，2010，32（10）：40-42.

［2］張文斌，陳建功.電力工程水務(wù)設(shè)計(jì)手冊［M］.北京：中國電力出版社，2005.

（本文責(zé)編：白銀雷）

TK 414.21

B

1674-1951（2015）07-0038-02

李越（1985—），男，黑龍江牡丹江人，工程師，從事電廠集控運(yùn)行方面的工作（E-mail：271132120＠qq.com）。

2015-01-27；

2015-06-11