試析發(fā)電廠百萬機(jī)組節(jié)水研究與探討

馬博慧

山東電力工程咨詢院有限公司

試析發(fā)電廠百萬機(jī)組節(jié)水研究與探討

馬博慧

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本文首先對濕冷機(jī)組節(jié)水進(jìn)行了研究，然后對百萬千瓦空冷機(jī)組節(jié)水情況作了探討，最后將兩種節(jié)水方案進(jìn)行了對比分析與探討。

水平衡設(shè)計；節(jié)水；耗水量

隨著社會經(jīng)濟(jì)以及工農(nóng)業(yè)的不斷發(fā)展，我國的水資源越來越緊張，節(jié)約用水是現(xiàn)階段的重要國策之一，因此，本文對于發(fā)電廠百萬機(jī)組節(jié)水的不同方案分別作了研究分析，希望減輕水資源貧乏地區(qū)的用水壓力。

一、濕冷機(jī)組節(jié)水研究

1、水平衡設(shè)計

本次研究中采用水平衡設(shè)計方案以及有效的節(jié)水措施，最終電廠本期2X1000MW機(jī)組在沒有增加運(yùn)行難度與投資的情況下實現(xiàn)了年最小平均耗水的目標(biāo)，表1反應(yīng)了具體的用水指標(biāo)。

表1　全廠用水指標(biāo)

2、對于百萬千瓦濕冷機(jī)組節(jié)水研究的探討

（1）與我國節(jié)約用水的產(chǎn)業(yè)政策完全相吻合，使地表的水量消耗得到了有效的減少。

（2）循環(huán)水中有一部分排污水處理之后二次應(yīng)用于鍋爐補(bǔ)給水，剩下的部分循環(huán)水排污水用于輸煤系統(tǒng)以及除灰脫硫等，這樣做的效果是減小了電廠的耗水量。

（3）采用節(jié)水措施以后，整個電廠的耗水量已經(jīng)發(fā)到了最小，在經(jīng)濟(jì)方面更加合理，實施起來也是可靠的。

（4）采用了水量平衡設(shè)計方案以及節(jié)水方案之后，在電廠2X1000MW機(jī)組增加運(yùn)行難度不大的情況下，耗水量達(dá)到了全年的最小值，耗水指標(biāo)已經(jīng)達(dá)到了國家的領(lǐng)先水平。

二、百萬千瓦空冷機(jī)組節(jié)水分析與探討

電廠空冷技術(shù)的應(yīng)用主要是為了節(jié)約用水，這一特點對在水量缺乏的地區(qū)建設(shè)火電廠時，能作出較大的貢獻(xiàn)，電廠的建設(shè)容量因此可以在水資源有限的情況下得以擴(kuò)大，使當(dāng)?shù)氐纳钣盟?、農(nóng)業(yè)用水不至于因此而被爭搶，保證了缺水地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展。

空冷系統(tǒng)在現(xiàn)階段有三種形式，一種是直接空冷系統(tǒng)，另外兩種是間接空冷系統(tǒng)。間接空冷系統(tǒng)中有一種采用的是鋼管鋼片的表凝式間接空冷系統(tǒng)，還有一種采用的是鋁管鋁片的混凝式間接空冷系統(tǒng)，在費(fèi)用方面，這三種空冷系統(tǒng)都差不多，但經(jīng)過總體的分析，也能得出它們各自不同的特性，尤其是直接空冷系統(tǒng)，它的一次性投入比其它兩種更低，也就是說，其門檻比較低，并且，在占地面積方面，它也相對來說更小一些，在寒冷的冬天，氣溫雖低，但是直接空冷系統(tǒng)卻具有較好的防凍效果。

1、輔機(jī)循環(huán)水冷卻系統(tǒng)

依據(jù)供水的廠家地址以及供水的水源可以將輔機(jī)的供水系統(tǒng)分為不同的形式，（1）第一種是采用帶機(jī)力通風(fēng)冷卻塔的母管制循環(huán)供水系統(tǒng)；（2）第二種是采用板式換熱器的閉式單元制循環(huán)供水系統(tǒng)；（3）第三種是采用帶蒸發(fā)式冷卻塔的閉式單元制循環(huán)供水系統(tǒng)。

2、地表水

地表水一般都是淡水，電廠水源采用地表水時，淡水的水質(zhì)基本可以達(dá)到電廠輔機(jī)循環(huán)水系統(tǒng)的要求。輔機(jī)供水系統(tǒng)一般會采取兩種形式，第一種為帶自然通風(fēng)冷卻塔的循環(huán)供水系統(tǒng)，第二種為采用帶機(jī)力通風(fēng)冷卻塔的循環(huán)供水系統(tǒng)。

3、城市中水

電廠水源要想采用城市中的水，需要進(jìn)行深度的處理，經(jīng)深度處理之后，水質(zhì)基本上能夠滿足凝汽器循環(huán)冷卻水的標(biāo)準(zhǔn)要求，但根據(jù)大火規(guī)要求，電廠轉(zhuǎn)動機(jī)械軸承冷卻水在水質(zhì)方面有著很高的要求，因此將輔機(jī)冷卻器以及機(jī)械真空泵冷卻器等都需要有良好的密封效果，電動給水泵軸承以及凝結(jié)水泵軸承等的系統(tǒng)同時也應(yīng)該設(shè)計為密封的形式，冷卻水運(yùn)用的是高級的除鹽水，除鹽水系統(tǒng)為閉式系統(tǒng)啟動時和正常運(yùn)行的過程中提供補(bǔ)水來源，系統(tǒng)內(nèi)的泄漏損失為正常運(yùn)行閉式系統(tǒng)唯一補(bǔ)充的水源。城市中水可以直接的用作開式系統(tǒng)的冷卻水水源。

4、蒸發(fā)式機(jī)力通風(fēng)冷卻塔的閉式循環(huán)冷卻系統(tǒng)

單元制供水系，也就是蒸發(fā)式機(jī)力通風(fēng)冷卻塔的閉式循環(huán)冷卻系統(tǒng)是輔機(jī)系統(tǒng)采用的系統(tǒng)，它將傳熱與傳質(zhì)以及水冷與空冷這幾樣元素緊密結(jié)合，融為一體，它是一種效率非常高的節(jié)能設(shè)備，集各種優(yōu)勢于一身，其工作原理是：通過蒸發(fā)冷卻塔，冷卻介質(zhì)把熱量傳給塔內(nèi)管束外壁的水膜，熱量在水膜迅速蒸發(fā)的過程中被帶走，然后由上方的風(fēng)機(jī)抽走蒸發(fā)后的濕空氣，下方會有新的冷空氣進(jìn)來填補(bǔ)空缺，實現(xiàn)冷卻的效果，周而復(fù)始，循環(huán)往復(fù)。（閉式循環(huán)水量是噴淋水量的三倍）。

5、板式換熱器的閉式循環(huán)冷卻系統(tǒng)

輔機(jī)系統(tǒng)采用板式換熱器的閉式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)，它的工作原理是利用開式循環(huán)水來冷卻閉式循環(huán)冷卻水，閉式水冷卻并帶走生產(chǎn)流程中部分設(shè)備在工作過程中所產(chǎn)生的大量熱量以及冷卻由于機(jī)械設(shè)備自身的轉(zhuǎn)動摩擦的過程中所產(chǎn)生的熱量，還可將能量轉(zhuǎn)換過程中產(chǎn)生熱量的設(shè)備進(jìn)行冷卻，有了這層保障，電廠的運(yùn)行安全就有了保障。

三、百萬千瓦機(jī)組采用濕冷與空冷機(jī)組節(jié)水比較

在采取了有效的節(jié)水措施，空冷機(jī)組與常規(guī)濕冷機(jī)組用水量的比例是1∶4，也就是說，百萬千瓦濕冷機(jī)組的用水量是百萬千瓦空冷機(jī)組電廠用水量的四倍，所以，經(jīng)研究分析得出，在富煤缺水地區(qū)建設(shè)火力發(fā)電廠首先就應(yīng)該考慮建設(shè)空冷機(jī)組。

結(jié)束語

本文分別對兩種機(jī)組節(jié)水的情況進(jìn)行了研究，經(jīng)大量的數(shù)據(jù)對比分析，最終得出百萬千瓦空冷機(jī)組的用水量只有百萬千瓦濕冷機(jī)組電廠用水量的四分之一，所以，建設(shè)空冷機(jī)組是水資源匱乏地區(qū)建設(shè)火力發(fā)電廠的首選。

［1］劉喆，孫樹哲，王忠寶等.600MW火力發(fā)電機(jī)組節(jié)水降耗研究［C］.中國電機(jī)工程學(xué)會清潔高效發(fā)電技術(shù)協(xié)作網(wǎng)2014年會論文集.2014∶1-10.

［2］周一工.中國燃煤發(fā)電節(jié)能技術(shù)的發(fā)展及前景［J］.中外能源，2011，16（7）∶91-95.

［3］劉喆，孫樹哲.600MW火力發(fā)電機(jī)組節(jié)水降耗研究［C］.中國資源綜合利用協(xié)會2013年發(fā)電行業(yè)資源綜合利用大會論文集.2013∶42-48.