直接空冷机组尖峰冷却系统的选型对比研究

2020-01-19吴迪河北蔚州能源综合开发有限公司

环球市场 2020年32期

吴迪河北蔚州能源综合开发有限公司

在某660MW超超临界空冷机组的选型设计中，由于受到外界环境的影响，造成整体机组的经济性较低。相关技术人员重视对机组的改造，能够有效提高尖峰冷却系统运行的效率。技术人员重视结合尖峰冷却系统设计的理论基础，对于整体设计方案进行改进，延长整体机组的使用寿命。

一、尖峰冷却系统概述

结合我国能源结构调整的政策方针，在我国北部区域重视空冷电站的建设，为我国经济发展提供充沛电能。当前技术人员重视自身能力的提升，重视对整体电站设计方案的优化，将创新意识应用于冷却机组选型设计中，从而提高整体设备的使用效率。

660MW超超临界空冷机组建设中，相关技术人员重视整体设计，为机组添加尖峰冷却系统，从而提升整体设备的运行效率。技术人员在使用阶段，通过对该添加排气管道与凝结水管道等基础设施，便于尖峰冷却系统能够在机组运行阶段正常使用，发挥该技术的重要作用[1]。

在使用阶段尖峰冷却系统主要通过循环水的模式，能够有效节约水资源，保证尖峰系统能够在日常使用阶段，完成对机组的冷却工作。尖峰冷却机组在使用阶段，需要技术人员为其安装排汽管道系统、抽真空管道系统，以及水泵等设备，能够在正常使用阶段，有效发挥尖峰冷却系统的重要作用，对机组进行降温，尽可能提高循环水的回收效率，在整体设备建设阶段，增加一套化学处理设施，对循环水进行净化，便于该循环水能够继续参与尖峰冷却系统，发挥该设备的重要作用。

二、直接空冷机组改造

在整体设计方案制定之初，相关技术人员充分考虑了不同的季节变化，并且制定了相应的预案，逐步提升整体设备的运行质量。现阶段技术人员在综合设计中，允许该设备超频运行，确保该冷却系统，在夏季高温的环境下，能够正常发挥自身重要作用。在该设备超频使用阶段，会消耗更多的电力，不利于节能环保理念在日常生活中的应用。现阶段技术人员在使用阶段，应该增加空冷散热单元，在综合使用阶段，充分考虑当前工作的不足，逐步提高整体设计质量，但是该方案在制定阶段，由于整体建设周期较长，会造成当前设备难以较快投入使用，在整体改造中，设计人员对于该方案并不认同[2]。

结合我国空冷机组整体技术发展历史，可以发现在该设备添加空冷散热器表面喷水装置是一项不成熟的技术。以往电站自身发展中，曾经使用该技术，结果造成整体设备腐蚀较为严重，并且整体机组的使用寿命大幅度降低，给电站自身发展带来了较大的经济损失。

技术人员结合部分电厂具体案例，在电站原有设备中加装立式空冷三角装置，能够有效降低机组温度。立式空冷三角系统的应用，其主要原理与平台式空冷凝汽器一致，在使用阶段，能够对整体设备进行有效管理，切实提出可行性建设方案，便于该设备能够正常发挥自身重要作用。但该设备的类型属于空冷设备，在使用阶段，如果外界的温度过高，将会造成整体设备的工作效率降低，并且整体投入巨大，严重影响电力企业自身发展，一般情况下，并不适用于当前方案改造。

目前，较为成熟的改造方案有以下两种，第一种加装带蒸发冷的尖峰系统，第二种是添加表面凝汽器与湿冷尖峰系统。

加装带蒸发冷的尖峰系统，在使用阶段，主要有换热模块，水循环系统与风机等组成，在使用阶段，能够有效发挥自身重要作用，对于整体机组起到冷却作用。该技术在使用阶段，主要是通过管内蒸汽凝结，对外放热，而管内淋水，在一定程度上，能够吸收热量，并且在风机的作用下，能够有效带走设备的热量。在使用阶段，该设备需要消耗大量水资源，因此，技术人员还应该重视对水资源的存储与回收利用。而加装带表面式凝汽器以及机力塔的湿冷设备，在一定程度上，能够显著提升整体设备的制冷性能，能够在使用中发挥自身重要作用，还能够降低整体建设成本。在该方案设计中，重视对冷却水的循环利用，在后续使用阶段，能够节约水资源，有效提升电站节能减排工作[3]。

三、尖峰冷却系统选择对比

（一）凝气量的确定

当前技术人员主要选择加带蒸发冷的尖峰系统与机立塔湿冷方案作为对比，从而探讨更为有效的尖峰冷却系统，提高空冷电站自身经济效益。一般情况下，在直接空冷机组尖峰冷却装置改造中，如果凝汽量降低，在日常工作中，应该切实提升自身经济效益，逐步降低机组背压，能够降低机组的煤量消耗，从而节约资源。但在使用阶段，尖峰冷却系统会消耗更多的水资源。随着水资源的消耗，在一定程度上，原本的空冷方案将会演变为湿冷方案，造成空冷机组的优势缺失，严重影响整体尖峰冷却系统的运行质量。

其中带蒸发冷的机组在使用阶段，存在一定的不足之处，并且在后续使用阶段，会造成整体设备消耗的蒸汽量增多。技术人员结合660MW超超临界空冷机组使用场景，计算得出加带蒸发冷的尖峰系统的最大凝气量为240t/h。至于另一种设计方案，在使用阶段会受到外界环境的变化以及机组的运行情况的变化而出现较多的变化。

（二）尖峰冷却方案对比

在对两种设计方案进行对比时，技术人员应该重视对整体项目的对比，并且制定更为有效的应对措施，其中带蒸发冷机组简称方案一，而表面凝气器与机力塔设计方案简称为方案二。技术人员对两种设计方案进行对比，其中主要设备的设计与提供商方面，两个方案都能够依靠国内厂家得以实现。至于换热特点，方案一主要为一次换热，在使用阶段，该过程主要在蒸发冷却器内完成。至于方案二，在使用阶段主要为二次换热，并且循环水主要为显热换热，并且在后续机力塔使用阶段，再次发生潜热换热，整体表现为两次换热。

在整体施工周期方面，方案一整体施工周期较短，施工技术人员通过模块化升级改造，能够显著提升整体设备的运行效率。至于方案二，在施工阶段不仅需要在尖峰冷却装置中添加表面凝气器，还需要建设机力塔，造成当前设备整体建设时间较长。

方案一与方案二均为低负荷供电，技术人员对于这两种不同的设计方案进行对比，可以发现两者耗电量并不存在较大差异。

（三）系统配置方案对比

在整体系统配置阶段，技术人员对整体设备进行有效分析，可以发现当前技术人员在使用阶段，选择方案一比方案二需要更好的施工技术与制造技术要求。其中方案一需要12台风机，而方案二仅仅需要2台风机。并且在后续建设中，技术人员还应该重视蒸汽隔离阀与蒸汽分配管的应用，以便于方案一能够正常使用。在整体方案设计中，方案一整体建设面积较大，约为128m*40.8m，而方案二整体建设面积较小，主要为16.8m*33.6m。

（四）运行参数对比

技术人员对于方案一进行有效测算，发现该设备在使用阶段，需要消耗的水量为4082t/h，而方案二消耗的水量较多，为9600t/h。在方案一使用阶段，技术人员对于整体设备消耗的水量进行分析，结合循环水的使用，分别测算当前设备的使用性能，可以发现方案一在使用阶段需要补充水量273t，而方案二仅需要补充水268t。目前技术人员结合整体设备的功率进行统计，方案一的功率为986kW，而方案二为1375kW。

（五）工程造价对比

工程造价人员对两种不同的设计方案进行有效计算，对于两种不同的设计方案进行核算，可以发现方案二整体建设费用较低。其中方案一在主辅工程施工阶段，需要空冷电站投入基础资金4809万元，而方案二仅仅需要投入4620万元。结合该项目建设的其他费用，其中方案一为134万元，方案二为290万元。对于两种不同方案建设阶段应该支出的基本预备费，方案一为308万元，而方案二为289万元。在设计中还存在另外一项支出，方案一与厂址相关的单项工程费用为186万元，方案二为79万元。整体建设成本比较时，其中方案一为5437万元，方案二为5260万元，两者之间相差177万元。在后续使用阶段，结合标煤消耗与成本电价等费用消耗，选择方案二能够具有较大的经济效益。