况初步改造方案的确定主要设计原则与推荐方案的确定主要设计原则推荐方案的确定蒸发式冷却器方案蒸发式冷却器简介蒸发式冷却器优点蒸发式冷却器方案改造工程系统工艺流程蒸发式冷却器方案的特点及优势蒸发式冷却器在国外运行状况与其他改造方案的比较第章改造方案技术经济比较编制原则和依据工程投资成本效益分析年收益计算年成本计算华北电力大学硕士学位论文空冷增容方案实施方案选择最终方案第章改造后技术经济分析投运率耗水率耗电率煤耗分析负荷率分析负荷率分析负荷率分析负荷率分析负荷率分析耗电率分析蒸发式冷却器直接经济效益分析燃料成本分析耗水成本分析节约除盐水费用结论投资回报分析第章结论与展望参考文献攻读硕士学位期间发表的学术论文及其它成果致谢作者简介华北电力大学硕士学位论文第章绪论选题背景及意义课题研究背景电厂空冷技术的提出已有余年的历史，经历了容量由小到大，技术由不成熟到成熟，应用地区由炎热的南方到寒冷的北方，由不受重视到大力提倡的过程，其发展前景越来越广阔。近年来，国内外发电厂空冷技术得到飞速发展。成果显著。在水冷凝汽器发电机组中，耗水量的以上是在冷却塔中蒸发掉的。采用空冷系统后由于不存在湿冷塔蒸发飘滴和排污损失减少了大量补水。与同容量的湿冷机组相比空冷机组冷却系统本身可节水以上，全厂节水约。由此可见空冷机组节水效果显著。采用空冷技术，由于电厂耗水量大大减少所以水源供水系统也会相应简单工程量减少，可以降低供水工程的投资提高电厂运行的经济效益。电厂是用水大户，电厂大量节约用水后对缓解水资源短缺，合理利用水资源，能够更加充分发挥水资源更大的社会效应。同时，电厂采用空冷后，废水可以达到零排放能够更好的保护当地的水体环境。总之，电厂采用空冷技术后其经济效益和环境效益是显著的。目前，我国已投运的单机容量在及以上的空冷机组中，直接空冷机组装机容量约占全部空冷机组装机总容量的居主导地位混合式凝汽器间接空冷如大同丰镇电厂模式装机容量占表面式凝汽器间接空冷如太原电厂模式占。已投运的直接空冷单机容量已达。直接空冷机组与间接空冷机组相比，其优势主要表现在首先，直接空冷的投资低于间接系统，对同等容量的火电机组，基建投资直接空冷为，表面凝汽式间接空冷为。混合凝汽式间接空冷为其次，空冷系统占地面积小第三直接空冷的运行方式方便可靠，操作灵活。我国电厂空冷技术起步并不晚。年在哈尔滨工业大学试验电站的机组上首次进行了直接空冷系统的试验。我国目前空冷技术配备的机组容量越来越大已经达到，从而使得空冷技术得到了很大的推广。年，由国电电力大同发电有限责任公司负责建设的直接空冷机组工程首台机组正式投产发电这是我国首台直接空冷机组投产，而在年内蒙古正蓝旗上都发电厂台机组，采用有德国巴克杜尔公司设计的直接空冷系统，投华北电力大学硕士学位论文运发电，近几年我国将有山发电有限责任公司以传真方式委托山西电力勘探设计院对二期工程机组空冷系统改造编制可行性研究报告的工作。年月日，山西电力勘探设计院成立了漳山二期工程空冷系统改造的项目组，并开展相关的工作。华北电力大学硕士学位论文年月日，由山西电力勘探设计院项目经理主持，副总参加，召集山西电力勘探设计院各有关专业召开了本工程可研报告编制工作开工会，安排了可研报告的编制原则与分工，资料的交接与设计进度等事项。年月日，山西电力勘探设计院由分管副总项目经理带队，空冷专业热机专业化学电气热控水工工艺水工结构总交结构专业人员参加，共同赴漳山公司现场就可研报告的编制工作进行了现场踏勘收资。年月日收到了空冷厂家公司关于机组背压降低的抽汽量。主要设计原则与推荐方案的确定主要设计原则设计依据上海锅炉厂集团股份有限公司上海汽轮机有限公司上海电机有限公司分别签订的本工程主机技术协议及上述主机厂提供的主机设计资料。斯必克斯冷却技术北京有限公司签订的本工程直接空冷系统技术协议及厂家提供的设计资料。电厂有限公司提供的相关运行资料有效版本的国家标准规范及行业标准规范。计算原则设计分流排汽量按工况的进行计算，同时考虑设计裕量，确定分流排汽量为。尖峰凝汽器运行方式为夏季尖峰时段运行，通过经济性比较及实际运行经验，依据项目地典型年逐时干球温度，以经济最大化为原则，设备于月共月运行。依据汽轮机特性数据随背压的变化，项目地典型年逐时干球温度，利用加权平均的方法计算出空冷机组背压每变化，对热耗影响约，折算为供电标准煤耗约为。在年月日，山西电力勘探设计院有关专业人员赴漳山公司现场，就二种湿式尖峰冷却器方案的编制进行现场踏勘与收资的基础上，与漳山公司的主要领导与有关专业负责人就湿式尖峰冷却器方案确定了以下设计原则在空冷管道列外的二根竖直排汽管道上分别引接二根管道，进入到凝汽器，注意避开排汽管道上的双铰链膨胀节和连通管，也要注意空冷平台下的凝结水补水箱母线桥架等设备设施华北电力大学硕士学位论文在二期工程主厂房列外的西边空地上，按照便于自空冷系统大排汽管道引接乏汽的原则，分别布置湿式尖峰冷却器系统中的机的凝汽器与其它附属设备对于“开式循环尖峰冷却”方案的循环水管道的引接和走向进行了实地的踏勘，确定了从漳泽电厂供水管上分别引接，再汇总成母管，管道向北进入厂区通过期空冷平台前的马路，引到二期空冷平台下的新增凝汽器接口处“闭式循环尖峰冷却”方案的冷却塔和泵房布置在二期升压站的西边，紧靠厂区的围墙“闭式循环尖峰冷却”方案的循环水管道从空冷平台下的凝汽器中引出，在西边的马路下通过，再向西和机力通风塔和泵房连接。“闭式循环尖峰冷却”方案的补水为深度处理后的中水，目前大概还有的中水可供使用。依照可提供的循环水量和可利用的场地，按最大可能选择设备出力，力求尽量多的降低背压，增大系统凝汽量，以减小机组夏季运行背压，降低煤耗，尽可能的提高改造后的经济效益。从降低工程投资，减少交叉跨越，特别是地下管线密集这些因素考虑，循环水管道二台机组将采用母管制布置，即条供水管，条回水管，布置台循环水泵，不设备用。为便于电源的引接，循环水泵拟采用电压等级。对列外湿式尖峰冷却器方案中的凝汽器以及相关设备的选用，为降低工程投资，尽量减化系统，不设备用，能用已有设备尽量采用已有设备，如抽真空系统。新增的湿式尖峰冷却器系统，应接入机组的系统统控制。主厂房区域的附属设备电源由期工程主厂房内引接中水处理厂区内的相关设备，循环水泵自炉后系统引接，其余设备自中水处理厂侧引接。由于现有厂区西侧和北侧围墙外紧邻有少数的村民住宅，因此，要考虑噪音扰民问题，要考虑设置隔音墙。推荐方案的确定自年月日第次沟通后，按照与业主方初步的要求，二种方案不同之处有循环水源的选择循环水管路的走向有无积极通风塔和循环水泵房以及相应的配电控制等。其他对空冷排汽管道改造新增凝汽器等相关设备的改造相同。按照空冷厂家核算的结果，在工况下，背压和抽汽量的关系如下华北电力大学硕士学位论文表背压和抽汽量的关系表序号背压抽汽量备注和漳山公司领导与有关专业负责同志沟通后，本阶段暂按机组背压考虑计算。对于“开式循环尖峰冷却”和“闭式循环尖峰冷却”二个方案，在设计背压相同的条件下，空冷排汽管道的改造和凝汽器胶球清洗等设备设施的布置是相同的，主要区别在循环水管道的走向是否设机力通风塔和循环水泵房以及相关的电气热控等配套设备上。方案在现有空冷系统条件下，按目前的抽汽量，从空冷二根的排汽管道上分别接出二根每台机组最大可用循环水量为，需配两台面积约为的湿式尖峰凝汽器，循环水管道为，供回水管道总长约为方案二空冷管道的管径凝汽器的面积和循环水量与方案相同循环水母管为单台机组的机力通风塔拟配台直径的轴流风机，其平面尺寸为二台机组供配四台立式斜流泵，泵房的平面占地尺寸包含控制室和检修场地。水泵参数流量，扬程。循环水系统仍采用母管制供水系统，即两台机配组五格机力通风冷却塔，台循环水泵，条供水管，条回水管，管道流速。但以上改造方案还存在以下问题由于以上改造方案都将由原有的空冷系统内抽出较大的汽量，因此，将对原有的空冷系统内蒸汽的分配流速等产生定影响由于要抽出较大的汽量，故需对原有的排汽大管道进行相应的改造，这也将对原有的大排汽管道系统的强度与支点的受力及管系的平衡产生定的影响。同时，由于空冷设备已运行五年多的时间，这种改造对原有系统会造成多大影响，均需与原有的空冷设备提供厂商的技术部门有关人员做进步的探讨和计算。由于受场地条件限制，循环水管道的走向和机力通风塔的布置都是比较难解决的问题，并且方案二中的机力通风塔的噪音都是需重点考虑的问题。由于方案和方案二存在上述问题，设计部门在此基础上提出了方案三即采用全新的蒸发式冷却器方案。华北电力大学硕士学位论文蒸发式冷却器方案蒸发式冷却器简介蒸发式冷却器是最近开始大规模运用的种新型节能换热器，它和传统的换热器相比在换热机理上有较大不同。空冷换热直接空冷凝汽器利用环境空冷直接冷凝汽轮机排汽，冷凝效果受环境干球温度直接影响。国内直接空冷设计值左右，此时机组经济运行国内空冷机组额定工况下设计气温远低于最高大气干球温度，空冷换热在环境温度较高时，换热温差降低，冷凝效果差，排汽压力升高，机组出力下降严重。蒸发换热蒸发式冷凝是种以潜热换热为主，以传质带动传热的高效节能节水环保的换热方式。根据传热学理论，主要利用水蒸发潜热换热替代显热换热，冷却水温升带走热量，而冷却水蒸发带走热量干球温度不同，汽化潜热略有不同，其换热效果取决于当地的湿球温度即和当地大气的干湿度有密切关系，由于水的蒸发潜热大，故较少的循环水量即可满足需要，换热效率高。汽轮机排汽由蒸汽进口进入换热模块管内冷凝放热管外喷淋水吸收管内蒸汽冷凝放热蒸发变成水蒸气，在风机的作用下排到大气中未蒸发的水份经收水器作用下落到水箱中循环使用。凝结水经管道汇集于凝结水箱不凝性气体由抽真空装置排出。蒸发式冷却器主要利用水的蒸发潜热换热，换热机理先进高效，其换热效果取决于当地的湿球温度，冷凝温度背压低，由于水的蒸发潜热大，故较少的用水即可满足换热需要，效率高运行费用小次投资较低。蒸发式冷却器的工作原理如图所示，其结构组成如图所示。蒸发式冷却器的典型结构，主要由换热模块水循环系统及风机等部分组成。汽轮机排汽从蒸汽进口进入换热模块内，凝