燃气—蒸汽联合电厂冷却塔选型配置研究_吴颖文.pdf
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1、38http:/电 力 勘 测 设 计第7期DOI:10.13500/j.dlkcsj.issn1671-9913.2023.07.008燃气蒸汽联合电厂冷却塔选型配置研究吴颖文,廖 骏,汪 彪,李建伟,曾 华(中国电力工程顾问集团西南电力设计院有限公司,四川 成都 610021)摘要:冷却塔塔型的合理选择是电厂安全可靠、经济高效运行的重要保证。以某1470MW 级燃气蒸汽联合电厂为例,首先针对带机械通风冷却塔的二次循环供水系统进行优化分析计算,然后采用“冷效相同”原则,对本工程循环水系统采用不同塔型的方案进行技术经济比较。关键词:燃气蒸汽联合循环电厂;循环水系统优化;机械通风冷却塔;自然通风
2、冷却塔中图分类号:TM621 文献标志码:A 文章编号:1671-9913(2023)07-38-04Research on Choice of Cooling Tower in Combined-Cycle Power PlantWUYingwen,LIAOJun,WANGBiao,LIJianwei,ZENGHua(Southwest Electric Power Design Institute Co.,Ltd.of China Power Engineering Consulting Group,Chengdu 610021,China)Abstract:Reasonableselec
3、tionofcoolingtowertypeisanimportantguaranteeforsafe,reliable,economicalandefficientoperationofpowerplant.Taking1470MWcombined-cyclepowerplantasanexample,thefirstforsecondarycirculatingwatersystemwithmechanicallyvntilatedcoolingtowerisoptimizedanalysisandcalculation,andthentheprincipleofsamecoolingef
4、fectisadopted,thisprojectschemeofcirculatingwatersystemwithdifferenttowertypetechnicalandeconomiccomparison,theselectionofgasturbinepowerplantcoolingtowersisofgreatsignificance.Keywords:combined-cyclepowerplant;optimizationforcirculatingwatersystem;mechanicallyvntilatedcoolingtower;naturaldraftcooli
5、ngtower*收稿日期:2021-11-22 第一作者简介:吴颖文(1991),女,工程师,主要从事火力发电厂水工设计工作。0 引言近年来,节能减排已成为火力发电厂可持续发展的重要途径。燃气蒸汽联合循环电厂因整体循环效率高,对环境污染小、调峰性能好、建厂周期短、投产快、占地少、耗水量少、自动化程度高、厂用电率低等优点得到快速发展。循环水系统优化是火力发电厂水工设计的核心之一。其中,冷却塔的选型配置更是循环水系统优化中的重要组成部分。本文在保证满足汽机热力性能要求的前提下,对自然通风冷却塔和机械通风冷却塔在燃机电厂中应用的技术、经济条件进行研究。1 燃气蒸汽联合循环机组的分类1.1 调峰机组由
6、于用电负荷波动大。在用电高峰时,电网往往超负荷。此时需投入调峰机组以满足需求。调峰机组要求启动和停止方便快捷,年利39燃气蒸汽联合电厂冷却塔选型配置研究http:/ 火力发电 第7期 用小时数较低。调峰电厂多采用纯凝机组,循环水系统以纯凝工况作为设计工况进行优化。1.2 热电联产机组热电联产机组既生产电能,又利用汽轮发电机产生的蒸汽对用户供热。热电联产具有节约能源、改善环境、提高供热质量、增加电力供应等综合效益。热电联产机组一般采用抽凝机组或抽凝机+背压机组。DL/T 53392018 火力发电厂水工设计规范1 4.2.2 规定,供热机组的冷却水量按最小热负荷时的凝汽量计算。2 项目概况本文以
7、某 1470 MW 级燃气蒸汽联合循环热电联产机组为例。该工程位于西南地区某工业园区,园区附近为农田,无去工业化需求,天然地基。1台燃气轮发电机组配1台余热锅炉,和 1 台抽凝式蒸汽轮发电机组。最小供热工况(燃机满负荷运行,机组对外供热 157 t/h,年平均气象条件见表 1 所列),凝汽量为 272.4 t/h。表1 冷端优化年平均基本气象参数干球温度/相对湿度/%大气压力/hPa18.481988.73 循环水系统配置计算循环水系统优化,可首先确定一种塔型进行优化,根据优化的结果采用冷效相当的原则,与出塔水温相同的另一塔型进行比较。该方法较为便捷清晰,经济比较仅用对比冷却塔(含风机)和循泵
8、费用。3.1 机械通风冷却塔参数结合项目情况,本次优化计算拟按配置 5 段、6 段、7 段、8 段逆流式机械通风冷却塔。主要参数见表 2 所列。表2 机械通风冷却塔主要参数塔平面尺寸 /(mm)进风口高度/m风机平台高度/m风机电机直径/m风机电机功率/kW20.420.44.613.5 10.062503.2 凝汽器参数根据本工程水质条件,凝汽器管材采用304 不锈钢,为双流程单背压表面式管凝汽器。根据主厂房布置条件,凝汽器面积为 13 500 m2。3.3 冷却倍率参数本项目为热电联产机组,拟以最小供热工况作为优化设计工况,其循环水倍率以此工况计算,兼顾纯凝设计工况,初步拟定 90、100
9、、110 倍三个冷却倍率进行配置比较计算。3.4 基本技术经济参数根据本工程汽轮发电机组的技术经济条件,计算各备选方案采取的基本技术经济参数(预测值)为:机组运行小时数:8 000 h凝汽器单位面积价格:700 元/m2冷却塔造价(土建):220 万元/段塔冷却塔造价(设备):80 万元/段塔成本电价:0.292 元/kWh(成本电价)冷却塔大修费率:2%占地费用:120 元/m2投资回收率:8经济使用年限:20 a微增功率收益电价折减系数:0.903.5 优化计算中的限制条件凝汽器按单背压双流程配置,其冷却管长度不超过 8 m;凝汽器计算端差小于 2.8按2.8取值。3.6 优化计算方法优化
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