亚临界直接空冷机组火力发电厂节水技术探讨

2015-07-16李靖锋新疆天业集团天伟热电厂新疆石河子832000

山东工业技术 2015年14期

李靖锋（新疆天业集团天伟热电厂,新疆　石河子　832000）

李靖锋
（新疆天业集团天伟热电厂,新疆石河子832000）

摘要：随着我国经济技术的发展，能源消耗在不断的增加，而在能源的利用过程中如何做好有效节约消耗成本以及提高能源利用水平成为现在能源界发展的主要议题。本文以加强火电发电厂水务的管理为议题，围绕有效降低火力发电企业的水源消耗，提高企业的安全性以及经济效益，从亚临界直接空冷组的技术特点进行分析，从而提出其节水技术的具体方法的探讨。

关键词：空冷机组;火力发电;节水技术

0　引言

随着我国能源消耗的不断增加，如何有效的降低能源的消耗成本成为能源领域的重要课题。亚临界直接空冷技术经过几十年的发展，其在节水方面效果较为明显。我们都知道火力发电的用水量在整个工业的用水量的比重比较大，而随着我国水资源的不断匮乏，如何更好的节约发电过程中的用水问题成为火电发电厂不断发展的关键环节，而亚临界直接空冷技术的运用为提高火力发电厂的节水要求提供了可靠的保证。

1　亚临界直接空冷技术的特点

1.1直接空冷机组的流程分析

直接空冷技术是这几年国内外广泛采用的系统之一，其主要组成包括：排气管道、散热器组件以及各个类型的风机组设备等。直接空冷系统是在其主要组成部分的汽轮机组的排气直接运用空气进行冷凝聚，从而形成制造的蒸汽和外界的空气进行热量上的交换。而其主要的工作流程主要包括汽轮机所排出的气体，通过排气管道将气体运输到室外的空冷凝汽器的设备内，然后在通过轴流冷却风机是外部的空气不断流过冷却器的外部，进而将汽轮机排出的气体进行冷凝从而形成水，而凝结水后还要通过水泵将其运送到锅炉内，从而形成整个空冷过程。

1.2直接空冷机组节水效果明显

对于那些湿冷机组来说因其具有较高的耗水量，从而与空冷机组存在着较大差异，湿冷机组的通风冷却塔在循环用水方面所运用的水量要占到其用水总量的75%以上，而对于直接空冷机组来说没有循环水的损失，在运行的过程中仅仅是需要一些锅炉补水和其它环节的局部用水。因此直接空冷机组就有较好的节水效果。

1.3直接空冷与间接空冷机组的特点对比

间接空冷是空冷系统的另外的一种型式，它主要的工作原理就是利用汽轮机进行排气，然后利用水为中间的介质，就是将排出的气体与空气进行两次不同形式的交换，最后形成整个节水的过程。

依其具体特点分析来看，直接空冷系统通过直接利用空气来进行冷却排气的目的，从而减少了中间的部分环节，在一定程度上提高冷却的时间和效率，在其内部构造上将凝汽器和散热器等设备进行有效的整合，从而形成一个整体空冷凝汽器，并且将其位置放置在机房较高的位置上，从节省用地的方面来考虑，比间接轮机节省设备用地，从投资方面来看，直接空冷系统一次性投入较低，在系统的使用上也比较灵活，而在冬季进行使用的过程中，为了能更好的防治设备结冻，可以根据调解风机的转速以及风机的数量来完成防冻的效果。而其主要缺点就是，运行费用比较高，耗煤量也比较大，大型风机的数量也比较多，也存在噪音的问题。

间接空冷系统其背压数值要低于直接空冷系统，虽然在耗煤量以及噪音的问题上比直接空冷系统要好，但是在具体的运行过程中，循环冷却水和锅炉补给水发生了混淆，对循环水的水质也要求比较高，还有就是间接空冷系统的设备比较多，设备占用的空间位置也比较大，在整个系统的控制上也比较复杂，从而造成了一定程度的安全隐患。

2　直接空冷技术节水技术分析

2.1热量交换分析

在我们常见的热电厂汽轮机排气冷却技术当中湿冷技术是最为传统的一个，湿冷技术在工作原理上主要是在冷却塔中通过空气的蒸发以及具体的接触传热为中心，而其循环水的温度在一定条件下取决于当时大气的湿度状况，比如：如果环境的温度为30℃时，其所相对的湿度值就会达到75%，而与之相对应的湿球的温度也将在19℃左右。所以其在运行中循环水温度在一定条件下必然要低于环境的绝对温度，而该机组的与其它机组相比，其排气背压值也较低。而直接空冷系统在进行换热的过程中，主要是通过对空气和蒸汽等物质进行直接的对流，空气中的热量传输的系数也在一定条件下低于水传输的速度，在一定条件下存在一定的传热偏差，循环水的温度也不能低于所在环境的温度。

2.2经济性分析

直接空冷机组在耗水量方面大约是湿冷机组耗水量的一半以下，比如：如果按照小时来进行计算，一台700MW的直接空冷机组在一年的节水量上大约是500万吨左右，节水费用就高达1500万元，而在耗煤量上来计算的话，一台直接空冷机组比湿冷机组的耗煤量要多出30g/kW·h，每年在煤量的投入费用达到2500万元左右，而且直接空冷机组在初期投资比起湿冷投资费用上也要高出很多，从中可以看出直接空设备在运行费用上比起湿冷设备来说要高出许多，但是从长远的角度来考虑，其还是具有一定的技术和经济优势。

3　直冷技术节水措施

直接空冷技术节水工作原理。汽轮机排气进入空冷凝气器中，被空气冷却凝结成水，而排气和空气之间的交换是在空气凝气器中来完成的。在直接空冷运转的过程中，通过内部散热器的相应翅片及外部流过的冷空气的利用，将凝汽器中还处在真空状态下的热介质不断饱和成蒸汽冷凝，然后把冷凝后的水集中收集作为凝结水，通过给水泵注入汽包继续加热循环做功。在其中省去了较大一部分水资源的利用，从而实现了节水的目的。