循环供水系统设计流量计算方法的探讨

(西北电力设计院有限公司，陕西 西安 710075)

1 概述

循环冷却水系统是电厂的最重要部分之一，其设计直接关系到汽轮机的热效率及汽轮机的安全运行，其冷却效果直接影响电厂运行的安全性及经济性。循环水系统设计流量又是循环水系统设计最基本也是最重要的参数，其确定对整个循环水系统相关设备的选型及设计起着决定性作用。

本文依托于伊拉克南部地区某燃机单循环电站改二次联合循环电站工程，针对外方业主咨询方和国内设计方对该工程循环供水系统循环水设计流量计算方法的不同理解，就其原因及结果进行分析探讨。

2 工程概况

某单循环电站扩建为联合循环电站，项目现场位于伊拉克南部巴士拉省，紧邻波斯湾，扩建后汽轮机出力约为650 MW。单台机组汽轮机参数见表1。

3 循环水系统计算思路

国内工程计算方法：根据循环水优化结果确定循环水倍率，进而得出设计考核工况下设计循环水流量及循环水系统温升，按照确定的循环水系统设计流量进行循环水泵及冷却塔设计选型，然后反算其余工况循环水系统温升，复核其余工况冷却塔出水温度是否满足汽轮机参数要求，若满足则整个循环水系统计算完成，初步配置确定。

根据循环水系统优化结果，该工程ISO工况循环水倍率为60倍，各工况循环水系统计算结果见表2。

表1 汽轮机参数

计算结果提交业主咨询方后，咨询方对该计算结果及计算方法提出异议，并提出循环水系统流量的计算方法：各个工况循环水系统流量的选取均以满足汽轮机出力为目标，根据各个工况汽轮机背压确定冷却塔的出水温度，进而得出循环水系统温升，反算出各个工况循环水倍率，最终得出各工况循环水系统流量，然后取各工况最大的循环水流量作为整个循环水系统的设计流量选配系统设施。按照外方咨询工程师计算思路得到的计算结果见表3。

表2 循环水系统计算结果1

表3 循环水系统计算结果2

根据表3可以看出，按照业主咨询方意见得出的计算结果，夏季、冬季工况的循环水系统温升过大。

将根据业主咨询方意见计算出的结果提交咨询方后，咨询方也认为循环水系统温升过大，

各工况循环水系统温升均不应超过10℃。最终经过与外方业主咨询方讨论、协商，认为ISO工况下循环水温升按照8.34℃，其余工况均按照温升9℃重新进行循环水系统的流量计算，结果见表4。

表4 循环水系统计算结果3

最终，业主咨询方认可该计算结果，并确定循环水系统设计流量为ISO工况下循环水系统流量。

4 总结

经过分析总结，在循环水系统设计流量计算问题上，与业主咨询方存在分歧的原因分析有以下几点。

(1)汽轮机热平衡图背压值的确定

国内工程热平衡图上最终确定的设计工况背压值是根据前期优化结果得出的，其余工况背压是根据设计工况下冷却系统配置方案及相应气象参数核算后确定，通常情况下还留有一定富余量，尤其是夏季工况，一般出塔水温留有3℃左右的余量，这样冷却系统配置满足设计工况的同时，自然满足其余工况。

而国外业主咨询方认为热平衡图完全由汽轮机厂根据汽轮机固有的特性得到，所以冷却系统配置要满足各种工况要求，并且从中选取最不利的冷却系统配置作为最终配置；这也是外方业主咨询师要求计算各个工况循环水系统流量，然后从中选取最大循环水系统流量作为设计流量的根本原因。

(2)冷却系统配置问题

上述循环水系统流量计算过程中，业主咨询方与我们在计算思路上存在较大的分歧。

我们基于前期的优化结果，得到设计工况即为各工况的最不利工况，因而认为设计工况下的冷却系统配置即为系统最优配置，并且在计算其余工况循环水系统流量时，均按照设计工况下的冷却系统配置进行反算。由于夏季工况本身就留有较大的余量，所以在按照外方业主咨询方意见进行循环水系统流量计算时，造成夏季工况的循环水系统温升过大。

外方业主咨询方的理解为循环水系统流量及冷却系统配置在各工况下均为不同，均以满足汽轮机出力为目标，然后选取最不利工况配置作为系统最终配置。事实上，这些就是我们前期优化计算所进行的工作，只是业主咨询方采用另外一种方式提出要求而已。

综上所述，该项目循环水系统设计流量问题最终在双方共同努力下采取折中的办法最终达成共识。表面上看来，双方对于循环水系统设计流量的计算思路存在较大的差异，但最终确定的循环水系统设计流量是一致的。

5 建议

基于以上分析及得出的结论，建议国外工程外方咨询师审查阶段应做好以下工作：

首先，根据工程要求及主机参数，基于考核工况进行循环水系统优化工作，得出考核工况下循环水系统的初步配置。

其次，根据汽轮机不同工况出力要求，选取不同的循环水系统参数进行不同工况下的循环水系统配置，得到不同工况下循环水系统的不同配置，进而得到循环水系统的最不利工况。

最后，综合考核工况循环水系统优化结果以及根据汽轮机不同工况出力要求选取的循环水系统最不利工况进行分析。