發(fā)電廠擴(kuò)建工程間接空冷系統(tǒng)可行性研究報告[Word完整版可編輯]

發(fā)電廠擴(kuò)建 工程 可行性研究階段 間 接空 冷系統(tǒng)可行性研究報告 目 錄 1 概述 . 1 工程概況 . 1 任務(wù)來源 . 1 主要設(shè)計原則 . 1 2 廠址條件 . 2 廠址位置 . 2 氣象條件 . 2 工程地質(zhì) . 8 3 海勒式 間接空冷系統(tǒng) 及機(jī)械通風(fēng)直接空冷系統(tǒng) 簡介 . 10 海勒式間接空冷 系統(tǒng) . 10 機(jī)械通風(fēng)直接空冷 系統(tǒng) （ . 錯誤 !未定義書簽。 國內(nèi)外間接空冷系統(tǒng)運行、生產(chǎn)概況 . 17 4 間接空冷系統(tǒng)優(yōu)化和計算 . 錯誤 !未定義書簽。 設(shè)計基礎(chǔ)資料 . 18 各系統(tǒng)方案 優(yōu)化和計算 . 19 綜合經(jīng)濟(jì)比較分析 5 混合式 間接空冷系統(tǒng)配置方案 . 2 6 間接空冷系統(tǒng)的煙塔合一方案 . 7 間接空冷系統(tǒng)的煙塔合一方案概述 . 7 間接空冷系統(tǒng)的煙塔合一方案特點 . 10 煙塔合一方案對環(huán)境保護(hù)的影響 . 12 7 本期工程間接空冷有關(guān)系統(tǒng)設(shè)計方案 . 16 總平面布置 . 16 主機(jī)選型 及熱力系統(tǒng)描述 . 16 主廠房布置 . 20 電氣系統(tǒng) . 22 自動化控制系統(tǒng) . 25 用水量及耗水率 . 25 水化學(xué)工況和凝結(jié)水精 處理系統(tǒng) . 27 脫硫系統(tǒng) . 27 主廠房通風(fēng) . 31 結(jié)構(gòu)設(shè)計與地基處理 . 31 8 空冷系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)方面比較 . 34 投資費用比較 . 34 年凈發(fā)電量 及 標(biāo)準(zhǔn)煤耗 比較 . 36 綜合經(jīng)濟(jì)分析比較 . 37 9 外部條件的變化及核實 10 結(jié)論與建議 . 37 第 1 頁 1 概述 工程概況 電廠位于 X 市鳳翔縣 長青鎮(zhèn)石頭坡村西，距 X 市 32 公里，距鳳翔縣 19 公里，西臨千河和寶中鐵路，東靠石頭坡村和寶馮公路，南面 里為陳村車站，交通比較便利。電廠現(xiàn)已建成規(guī)模為 4 300裝機(jī)容量。 國電 電廠二期工程系擴(kuò)建電廠性質(zhì)，本期建設(shè)規(guī)模為 2 600產(chǎn)超臨界 間 接 空冷凝汽式燃煤機(jī)組，不堵死擴(kuò)建條件。 電廠 按 接入系統(tǒng)報告及審查意見 以 750壓接入系統(tǒng)。 國電 電廠擴(kuò)建工程的建設(shè)，不僅是陜西電力負(fù)荷增長的需要，更為重要的是西部大開發(fā)、 750網(wǎng)建設(shè)的戰(zhàn)略需要，根據(jù)西北電網(wǎng)總體規(guī)劃， 電廠擴(kuò)建工 程建成后將作為西北 750網(wǎng)南線可靠的電源支撐點，本廠的建設(shè)可以促進(jìn)西北地區(qū)煤炭資源的開發(fā)利用，推動西北 750網(wǎng)的建設(shè)，全國聯(lián)網(wǎng)的實施具有積極的促進(jìn)作用 ，對資源 優(yōu)化配置，提高電網(wǎng)運行的靈活性和可靠性有重要意義，將促進(jìn)陜西特別是 X 地區(qū)的經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展。 本工程 2006年 6月完成 國電 600于 2006年 7月 1日在北京由電力規(guī)劃設(shè)計總院電規(guī)發(fā)電【 2006】 458號通過了審查。 于 2006年 12 月完成了可行性研究收口報告并電規(guī)院進(jìn)行了收口審查。 任務(wù)來源 2006年 10月 國電集團(tuán)在北京召開會議，要求設(shè)計院對直接空冷和 海勒式 間接空冷系統(tǒng) 、方案、煙塔合一進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，經(jīng)過設(shè)計院與 有關(guān)制造商 在西安進(jìn)行 技術(shù)交流，同時多次向國電集團(tuán)匯報，最終 于 2006年 11 月 形成了 綜合專題匯報材料和總平面布置并向國 電集團(tuán)進(jìn)行了匯報。在此會上，國電集團(tuán)委托西北院開展間接空冷的 可 性行研 究 報告。 主要設(shè)計原則 （ 1）根據(jù)已完成的國電 600臨界直接空冷機(jī)組的可研專題報告和電規(guī)院的審查意見進(jìn)行修改。 （ 2） 本期 建設(shè) 2 600 機(jī)組 。 （ 3）間接空冷系統(tǒng)按混合式間接空冷系統(tǒng) （ ，空冷散熱器采用立式布置方式。 （ 4）本工程 根據(jù)國電集團(tuán) 2007 年 2 月 8 日的會議精神， 采用海勒式間接空冷系 第 2 頁 統(tǒng)、煙塔合一、煙氣脫硫的主要工藝裝置布置在空冷塔內(nèi)的“三合一方案”。 （ 5）按工程可行性研究報告（最終版），采用 直接空冷系統(tǒng)時，給水泵采用 333配液力耦合器調(diào)節(jié)的電動調(diào)速給水泵， 三 臺運行。對于間接空冷系統(tǒng)，其給水泵擬采用 2 50汽動給水泵 1 30 電動 啟動給水泵。 2 廠址條件 廠址位置 電廠位于 X 市轄鳳翔縣長 青鎮(zhèn)，地處 X 市東北 32，東距鳳翔縣城 19臨千河和寶中鐵路，東靠石頭坡村和寶馮公路。 電廠一期工程 4 300煤機(jī)組， 1996 年開工， 2001 年 4 月 4 臺機(jī)組全部建成投產(chǎn)。本期工程系擴(kuò)建性質(zhì)。本期建設(shè)規(guī)模為 2 600 產(chǎn)超臨界空冷機(jī)組，同步建設(shè)煙氣脫硫設(shè)施。本期工程計劃于 2008 年 3 月開工 ， 第一臺機(jī)組計劃于 2010 年 7 月投產(chǎn) ， X 臺機(jī)組計劃于 2010 年 9 月投產(chǎn) 。 廠址位于千河 階地，地形為狹長形帶狀地形，地表開闊平坦，長 900m，寬800m，廠區(qū)自然地面標(biāo)高為 643m 660m，自 然坡率 ，地質(zhì)為 -級自重濕陷性黃土。廠址有少量拆遷，場地下無礦藏，無文物。 氣象條件 電廠所處地區(qū) 屬大陸性季風(fēng)氣候區(qū)，冬寒少雨，夏熱多雨有伏旱、春暖干旱、秋涼濕潤，為暖濕帶半濕潤氣候。 鳳翔縣氣象站位于鳳翔縣城南門外雷家臺“鄉(xiāng)村”，于1958年 12月建站，至今已有 40多年的長系列實測資料；氣象站觀測場拔海高度 經(jīng) 10723 ，北緯 343 1 。氣象站西距廠址約 10同一氣候區(qū)，中間又無大的阻擋物，有一定的代表性，其基本氣象要素可直接移用于廠 址。 電廠氣象要素年特征值如下： 歷年平均氣壓 歷年平均氣溫 極端最高氣溫 極端最低氣溫 均相對濕度 71% 最小相對濕度 0 年平均降水量 第 3 頁 一日最大降水量 平均蒸發(fā)量 年日照時數(shù) 時 日照百分率 48% 最大積雪深度 18 大凍土深度 33均風(fēng)速 s 最大風(fēng)速 19m/s（ 水日數(shù) n 雷暴日數(shù) n 盛行風(fēng)向 庫潰壩水位 多年逐月氣象資料 根據(jù)鳳翔縣氣象站多年實測氣象資料，統(tǒng)計出多年逐月平均的氣象要素如下表 1： 表 1 逐月平均氣象要素表 月份 一 二 三 四 五 六 七 八 九 十 十一 十二 全年 氣溫 速 m/s 對濕度 % 62 63 67 69 71 67 73 78 82 77 72 64 70 氣壓 雨量發(fā)量五十年一遇 10m 高 10均最大風(fēng)速及相應(yīng)風(fēng)壓 根據(jù)現(xiàn)場踏勘、大風(fēng)調(diào)查及鳳翔縣氣象站實測風(fēng)速資料，采用極值 型法進(jìn)行統(tǒng)計計算，并參照國家的建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范 的風(fēng)壓等值線圖，確定出電廠 廠址處：三十年一遇 10m 高 10均最大風(fēng)速為 s，其相應(yīng)的風(fēng)壓為 第 4 頁 十年一遇 10m 高 10均最大風(fēng)速為 s，應(yīng)最低氣溫為 根據(jù)鳳翔縣氣象站多年實測的年最低氣溫資料，采用 P 型頻率曲線的適線法進(jìn)行統(tǒng)計計算，得三十年一遇最低氣溫為 ,相應(yīng)風(fēng)速為 s。 根據(jù)鳳翔縣氣象站多年實測的年最大積雪深度資料，采用 P 型頻率曲線的適線法進(jìn)行統(tǒng)計計算，并參照國家的建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范 的全國基本雪壓等值線圖，確定出電廠廠址處五十年一遇最大積雪深度為 19 根據(jù)鳳翔縣氣象站多年的氣溫實測資料統(tǒng)計，年最多凍融交替循環(huán)次數(shù)為 51 次。 6 5 ()19式中： L/S/a) 于電廠與氣象站之 間相距約 10拔、地形等方面存在一定差異，根據(jù)廠址處設(shè)立的氣象觀測站對比觀測結(jié)果： 觀測期間廠址與鳳翔氣象站平均氣溫變化趨勢一致， 但干球溫度廠址處較氣象站高 廠址處 典型年氣溫 小時及利用小時分布見表 表 典型年干球氣溫逐時累積頻率及機(jī)組利用小時數(shù)統(tǒng)計表 （ 2001 年） 氣溫分級 累計 時數(shù) 機(jī)組利用小時數(shù)（ h） 出現(xiàn)頻率累計（ %） 氣溫分級 累計時數(shù) 機(jī)組利用小時數(shù)（ h） 出現(xiàn)頻率累計（ %） 2 637 210 第 5 頁 1 5 965 206 1 13 184 138 7 23 423 150 28 38 646 140 08 50 902 161 05 61 154 158 24 75 392 149 66 89 569 111 28 102 761 121 26 62 958 124 041 135 209 158 222 114 432 140 447 141 717 179 672 141 052 210 924 154 308 161 178 159 468 100 475 186 607 87 799 203 676 43 108 195 727 32 412 193 750 14 679 168 759 6 966 180 760 1 100 304 212 關(guān)于空冷氣象條件的說明 對于空冷氣象條件宜 采用從近 5 年的氣象參數(shù)中選取設(shè)計氣溫，從最近 10 年的氣象參數(shù)中分析大風(fēng)的影響。但 由于本工程可行性研究階段所采用的空冷氣象條件為 最近五年內(nèi)（ 1998資料，正在收集整理 2003 2006年的氣象資料。因此 ，在獲得相應(yīng)有關(guān)氣象資料后，將對本工程有關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行修正。 。 第 6 頁 第 7 頁 第 8 頁 第 9 頁 第 10 頁 第 11 頁 工程地質(zhì) 區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造與地震 根據(jù) X 二電廠廠址區(qū)斷裂活動性和區(qū)域穩(wěn)定性評價（國家地震地質(zhì)研究所 1988年 12 月）資 料，廠區(qū)在大地構(gòu)造上位于鄂爾多斯斷塊的西南邊緣，即位于華北斷塊與祁連 秦嶺斷褶這兩個不同性質(zhì)的大地構(gòu)造單元的交界部位。在新構(gòu)造時期，則演變?yōu)榍嗖馗咴∑饏^(qū)東北邊緣同穩(wěn)定的鄂爾多斯斷塊之間的地殼形變帶，形成了圍繞鄂爾多斯斷塊西南邊緣的弧形活動斷裂束，廠區(qū)即位于弧形斷裂束的最南端，表現(xiàn)為以北西向斷裂為主體、并北東、東西向斷裂互相交切的構(gòu)造格式，構(gòu)造上較為復(fù)雜。鄂爾多斯斷塊西南邊緣的弧形活動斷裂束南端是由隴縣 X 斷裂帶組成（見附圖）。該斷裂帶主要由 4 條長期活動的斷裂構(gòu)成，他們由西北向東南呈帚狀延入渭河斷陷帶的 西端，其中以八渡 虢鎮(zhèn)斷裂和隴縣 岐山 馬召斷裂規(guī)模較大。 八渡 虢鎮(zhèn)斷裂總體走向在 325 335之間，長約 56新街以南分為兩支。一支過縣功，沿金陵河谷延伸；另一支即主斷裂，經(jīng)八渡的吳家山，新街的田家溝、鼻梁，縣功的高莊，最后達(dá)虢鎮(zhèn)，是距廠區(qū)最近的一條斷裂（約為 斷裂的產(chǎn)狀、活動的持續(xù)時間、強(qiáng)度及活動方式均有明顯的變化。主斷裂可分為三段，即北段（八渡 縣功高莊），走向 330，傾向西南，傾角 60 70，為正走滑斷層，長 20 多公里。中段（高莊 劉家嘴頭），走向與北段大體相同 ，但斷面變陡，傾角在 70 85之間。南段千河段，斷裂在此段處于隱伏狀態(tài)，地表難以找到斷裂活動的直接證據(jù)。另外還有金陵河支斷裂，走向 340，傾向北東，長約 30裂發(fā)育于上第三系砂礫巖中，控制了金陵河的流向和兩岸的階地。第四紀(jì)以來八渡 虢鎮(zhèn)斷裂活動的總水平在空間上有北、南段強(qiáng)，中段弱的特點，廠址靠近該斷裂中段?；顒訒r間北段持續(xù)長，直至全新世都有明顯斷錯；而中段中更新世以來沒有斷錯運動，南段全新世以來也沒有斷錯跡象。 隴縣 岐山 馬召斷裂是隴縣 X 斷裂帶的東界主干斷裂，它緊接鄂爾多斯斷塊的西南 邊緣，斷裂規(guī)模大，活動性明顯。北段走向 320，南段偏轉(zhuǎn)為 305，總長達(dá) 200由三條傾向不同的斷裂組成。北段為新集川 隴縣斷裂，傾向北東，傾角 50 80，保存完好的斷層三角面。中段稱隴縣 岐山斷裂，傾向南西，在岐山 第 12 頁 北斷裂截切了渭河北山，上第三系受強(qiáng)烈擠壓變形，見幾十米寬的斷層破碎帶。南段岐山 馬召斷裂在扶風(fēng)一帶黃土塬上顯示為一道陡坎，西高東低，傾向北東，往南伏于渭河斷陷帶。隴縣 岐山 馬召斷裂在第四紀(jì)中晚期仍有活動。而且晚更新世以來的主要活動地段之一在岐山附近。歷史上本區(qū)最 大的兩次地震為 1704 年隴縣 6 級和公元前 780 年岐山 6 7 級，他們都與隴縣 岐山 馬召斷裂的強(qiáng)烈活動有關(guān)。因此，可以認(rèn)為它是一條位于廠址以東 20 多公里、具有孕育強(qiáng)震條件的活動斷裂。 桃園 龜川寺斷裂和千陽 彪角斷裂是隴縣至 X 斷裂帶上的兩條規(guī)模較小的斷裂。前者走向 310 330，傾向北東，傾角 70，為隴縣 X 斷裂帶的西界斷裂。有歷史記載以來，沿斷裂沒有地震活動。后者走向 310，傾向北東，斷續(xù)分布于景福山 千陽嶺斷陷的東坡，其南段隱伏于鳳翔黃土塬下而延入渭河谷地，地表形跡不顯。 柳林 賈 村隱伏斷裂又稱姜河 西吳頭斷裂，總體走向大約為 30 40。在與北西向的八渡 虢鎮(zhèn)斷裂和岐山 馬召斷裂的交叉部位則分別發(fā)生過 （ 1976）、 （ 1972）和 （ 1977）地震，這說明其仍具有一定的活動性。 渭河斷裂西起 X，經(jīng)咸陽向東延至潼關(guān)，縱貫渭河斷陷帶中央，長約 350體走向近東西。它是一條隱伏斷裂。為一高角度正斷層。以咸陽為界斷裂分為東西兩段。在 X 咸陽段，斷裂向南傾，傾角 65 80；咸陽以東斷裂向北傾，傾角 68 70，渭河斷裂活動歷史長，新生代以來斷裂一直很活躍 。歷史上渭河斷裂西段或其與北西向斷裂的交匯處有多次地震發(fā)生，最大震級為 51 2 級（ 秦嶺北麓斷裂西起 X，經(jīng)過馬召至藍(lán)田，長約 220馬召為界分為兩段，西段呈北西西向延伸，東段為近東西向延伸。該斷裂為渭河斷陷帶與秦嶺山地的分界線。斷層面北傾，傾角 60 80該斷裂西段還沒有地震記載。 雖然本區(qū)東鄰汾渭地震帶，西近著名的中國南北地震帶北段，歷史上都曾發(fā)生過多次 7 8 級地震。但廠區(qū)則位于這兩個地震帶之間的區(qū)域，表現(xiàn)出為受北西向、北東向和近東西向斷裂控制的 5 612 級地震的活動 特征，總體上構(gòu)成了一個沿鄂爾多斯塊體西南邊緣分布的北西向中等強(qiáng)度的地震條帶，而且，此帶的北段和南段的地震活動水平相對較高，中小地震較為頻繁，歷史上發(fā)生過隴縣 6 級和岐山東 6 7 級兩次最大地震。實際上該區(qū)的地震活動主要是沿北西向的隴縣 岐山 馬召斷裂及附近分布，而廠區(qū)所處的中段地震活動水平相對較弱，僅發(fā)生過一次 43 4 級地震（ 1920 年），其余均 第 13 頁 為 2 4 級的非破壞性地震，而且比較分散。在以廠址為中心 30范圍內(nèi)無記載有過破壞性地震發(fā)生，如 1900 年前僅記載 18 次有感地震， 1900 年至 1986 年底也只有 12次有感地震。由此可見，廠區(qū)及其附近地區(qū)的地震活動具小、弱、散的時空分布特點。 綜上所述，通過廠址西北的北西向八渡 虢鎮(zhèn)斷裂中南段的最新活動性由西北向東南減弱的趨勢，南段隱伏于千河河谷，全新世以來無明顯的位錯活動。認(rèn)為廠區(qū)附近的北西向和北東向斷裂的最新活動性相對較弱，地殼比較穩(wěn)定。但距廠址 20隴縣 馬召斷裂帶具有發(fā)生 5 6 級地震的構(gòu)造條件，本區(qū)周圍地震帶的地震活動也會對廠區(qū)造成一定的影響。不過，總的來說，區(qū)域穩(wěn)定性也是相對較好的。建議在下一階段進(jìn)行地震安全性評價工作。根據(jù)中國地震動峰值加速度 區(qū)劃圖（ 1： 400 萬）、中國地震反應(yīng)譜特征周期區(qū)劃圖（ 1： 400 萬），地震動峰值加速度為 震反應(yīng)譜特征周期值為 震設(shè)防烈度為 7 度。 地層巖性 根據(jù)陜西 電廠一期工程勘測資料，場地地層上部為全新統(tǒng)（ 土；中部為上更新統(tǒng)（ 土及砂卵石層；下部為第三系（ 質(zhì)粘土，砂卵石互層，其中缺失下更新統(tǒng)（ Q 1）地層。中更新統(tǒng)（ Q 2）地層一般分布于高級階地，低級階地呈不連續(xù)分布。主要巖性特征如下： 全新統(tǒng) (層：主要為黃土狀粉質(zhì)粘土，稍濕，上部土質(zhì) 疏松且不均，夾有碎石透鏡體，具高壓縮性和較強(qiáng)列的濕陷性，層底深度 5 10m，地基承載力特征值 30170 上更新統(tǒng)（ 層：主要為黃土狀粉質(zhì)粘土，褐黃、黃褐棕黃色，稍濕濕，可塑、硬塑堅硬，具大孔隙、垂直節(jié)理發(fā)育，含鈣質(zhì)、鐵質(zhì)，見有云母和姜結(jié)石顆粒。其次為砂礫卵石層，呈雜色，濕，中密，成分以姜結(jié)石、變質(zhì)巖為主，粒徑 3 80底深度 25 32m。黃土狀粉質(zhì)粘土地基承載力特征值 40 190礫卵石層地基承載力特征值 30 350 中更新統(tǒng)（ 層：主要為粉質(zhì)粘土混卵石，棕褐、棕黃色，濕，硬塑堅硬，見有較多黑色斑點，土質(zhì)較致密，局部呈半膠結(jié)現(xiàn)象。卵石呈雜色，密實，成分主要為變質(zhì)巖，地基承載力特征值 50 450 根據(jù) 電廠一期工程的有關(guān)資料，廠區(qū)濕陷性土層為：全新統(tǒng) (黃土狀粉 第 14 頁 質(zhì)粘土和上更新統(tǒng)（ 土狀粉質(zhì)粘土，其濕陷下限為 17 23m。場地為自重濕陷性黃土場地，地基濕陷等級為級。 地基條件分析 廠區(qū)黃土狀土具自重濕陷性，且敏感、強(qiáng)烈，不能直接作為建筑物的天然地基，應(yīng)根據(jù)地層的性質(zhì)及分布 特點，針對不同建筑物的具體要求，采取不同的地基方案或樁基，如墊層法、擠密法、灌注樁等，并結(jié)合防水及結(jié)構(gòu)措施，達(dá)到全部或部分消除地基土濕陷的目的，一期工程按照上述思路處理，運行效果良好，值得二期借鑒。 地下水埋藏條件 根據(jù) 電廠一期資料，廠區(qū)地下水類型為孔隙潛水，主要接受降水、深層承壓水的越流補(bǔ)給和高階地滲流補(bǔ)給，地下水流向基本與地形相一致，即由北東向南西排泄入千河。廠區(qū)周圍地表水系也較發(fā)育，西南方 2有千河，其上游約 6下游約 5分別為馮家山水庫和王家崖水庫，東北側(cè)山頭溝有常 年細(xì)流穿廠區(qū)而過，自水庫建成以來，地下水位有所抬升。廠區(qū)地下水位埋深大于 26m，年變化幅度約為 1m。 結(jié)論與建議 通過對廠址西北的北西向八渡 虢鎮(zhèn)斷裂中南段的最新活動性分析，該斷裂全新世以來無明顯的位錯活動，并認(rèn)為廠區(qū)附近的北西向和北東向斷裂的最新活動性相對較弱，地殼比較穩(wěn)定。但距廠址 20隴縣 馬召斷裂帶具有發(fā)生 5 6 級地震的構(gòu)造條件，本區(qū)周圍地震帶的地震活動也會對廠區(qū)造成一定的影響。二期工程的抗震設(shè)防工作應(yīng)予重視?？偟膩碚f，區(qū)域穩(wěn)定性相對較好，適宜建廠。建議在下一階段進(jìn)行地震安 全性評價工作予以確認(rèn)。 根據(jù)中國地震動峰值加速度區(qū)劃圖（ 1： 400 萬）、中國地震反應(yīng)譜特征周期區(qū)劃圖（ 1： 400 萬），廠址區(qū)地震峰值加速度為 震特征周期為 震設(shè)防烈度為 7 度。 根據(jù) 電廠一期資料，廠區(qū)地下水類型為孔隙潛水，主要接受降水、深層承壓水的越流補(bǔ)給和高階地滲流補(bǔ)給，地下水流向基本與地形相一致，即由北東向南西排泄入千河。廠區(qū)地下水位埋深大于 26m，年變化幅度約為 1m。 廠區(qū)為自重濕陷性黃土場地，地基濕陷等級為級；全新統(tǒng) (黃土狀粉質(zhì)粘土和 上更新統(tǒng)（ 土狀粉質(zhì)粘土濕陷強(qiáng)烈且敏感，不能直接作為建筑物的天然 第 15 頁 地基 , 需采用人工地基或樁基。 3 海勒式間接 空冷系統(tǒng) 及 機(jī)械通風(fēng)直接空冷系統(tǒng) 簡介 目前空冷電廠的冷卻系統(tǒng)主要有三種方式，即機(jī)械通風(fēng)直接空冷系統(tǒng)、表面式凝汽器間接空冷系統(tǒng)和 海勒式 間接空冷系統(tǒng)。根據(jù) 2006 年 10月、 2007年 1月 10 日和 2006年 2月 8日中國國電集團(tuán)的會議紀(jì)要精神，本報告對械通風(fēng)直接空冷系統(tǒng)和 海勒式 間接空冷系統(tǒng)簡介如下： 勒式 間接空冷系統(tǒng) 海勒式 間接空冷系統(tǒng)采用具有凝結(jié)水水質(zhì)的循環(huán)冷卻水，在噴射混合式凝汽器中噴成水 膜與汽輪機(jī)排汽直接接觸將其凝結(jié)。循環(huán)冷卻水吸熱升溫后大部分經(jīng)循環(huán)水泵輸送至空冷塔的 空冷散熱器 冷卻，通過水輪機(jī)調(diào)壓并回收部分能量后進(jìn)入凝汽器。循環(huán)冷卻水中的一小部分作為凝結(jié)水，經(jīng)凝結(jié)水泵送到凝結(jié)水精處理裝置，再經(jīng)凝結(jié)水升壓泵送到汽輪機(jī)熱力系統(tǒng)。 混合式凝汽器間接空冷系統(tǒng)見圖 3 圖 3混合式凝汽器間接空冷系統(tǒng)流程圖 帶噴射式混合凝汽器的空冷系統(tǒng)是由匈牙利 海勒教授所創(chuàng)建，故又稱海勒（ 統(tǒng)， 目前在發(fā)電廠應(yīng)用 統(tǒng) 的 空冷散熱器均為福哥型。其特點是基管及翅片均為純鋁（ 制成，在集束基管上配以大面積的板式翅片代替通用的每根基管配置翅片的制造工藝。 第 16 頁 立式布置間接空冷系統(tǒng)指 空冷散熱器垂直布置在冷卻塔進(jìn)風(fēng)口外側(cè)。 機(jī)械通風(fēng)直接空冷系統(tǒng)是以布置在主廠房外的空氣冷卻凝汽器（ 稱 替布置在汽輪機(jī)下方的常規(guī)的水冷卻凝汽器。到目前為止，所有投產(chǎn)的 汽器由許多翅片管組成。大型空氣冷卻凝汽器及 風(fēng)機(jī)布置在汽機(jī)房外側(cè)高度為 2045m 的上方，不影響變壓器及出線的布置。 機(jī)械通風(fēng)直接空冷系統(tǒng)的熱力系統(tǒng)簡圖見圖 輪機(jī)排汽通過粗大的排氣管道送至室外的空氣冷卻凝汽器內(nèi)。軸流風(fēng)機(jī)使空氣流過凝汽器翅片管束的外側(cè)，將排汽冷凝為水。凝結(jié)水靠重力自流匯集于布置在下方的凝水箱內(nèi)，由凝結(jié)水泵送回汽輪機(jī)的回?zé)嵯到y(tǒng)。 機(jī)械通風(fēng)直接空冷系統(tǒng) 見圖 3 圖 3機(jī)械通風(fēng)直接空冷系統(tǒng) 流程圖 其中 : 1 鍋爐， 2 過熱器， 3456789101112131415617 發(fā)電機(jī) 第 17 頁 國內(nèi)外間接空冷系統(tǒng)運行、生產(chǎn)概況 統(tǒng) 目前國內(nèi)在建和投產(chǎn) 的 600級 空冷機(jī)組大多采用 統(tǒng) 。國外也有較多業(yè)績。眾已周知，不一一列舉。 在八、九十年代前，建設(shè)的單機(jī)容量小， 混合式間接空冷系統(tǒng)在 國外多用于 100200內(nèi) 1987 發(fā)電廠 5、 6號機(jī)組； 1993 6號機(jī)組和近期投產(chǎn)的卓資發(fā)電廠 1 4機(jī)組均為 200合式間接空冷系統(tǒng) 。 近年來隨著單機(jī)容量增加，在國外海勒系統(tǒng)技術(shù)也有較大發(fā)展，國外已有用于相當(dāng)于 200 550汽式汽輪機(jī)的發(fā)電廠業(yè)績，尚有土耳其 700合循環(huán)機(jī)組 和 3 777合循環(huán)機(jī)組 （均相當(dāng)于凝汽輪機(jī)的 300級冷卻負(fù)荷） 。亞美尼亞 2 300廠采用 兩機(jī)一塔方案，冷卻塔的散熱能力與 600海勒系統(tǒng)的福哥式散熱器已用于在建的山西陽城發(fā)電廠的 2 600 國內(nèi)外間接空冷系統(tǒng) 設(shè)備生產(chǎn)情況 主要設(shè)備制造 （ 1） 統(tǒng) 空冷凝汽器可以 是 國外技術(shù)國內(nèi)制造，也可以完全國產(chǎn)，它們價格基本持平；風(fēng)機(jī)可以國產(chǎn)，也可以進(jìn)口品牌、國內(nèi)生產(chǎn)；齒輪箱需著名進(jìn)口或進(jìn)口品牌產(chǎn)品；其它如電動機(jī)、變頻器、真空隔絕閥等可以進(jìn)口也可以國產(chǎn) 或進(jìn)口品牌 ，但有一定性價差距。 在國內(nèi)能制造該 散熱器的 制造廠有 哈空調(diào) 、 江蘇雙良 、 現(xiàn)屬 的原德國 國 西捷益等。 （ 2）海勒間接空冷系統(tǒng) 目前在發(fā)電廠應(yīng)用的該空冷散熱器均為福哥型散熱器，該散熱管束原由匈牙利 特點是基管及翅片均為純鋁（ 制成，在集束基管上配以大面積的板式翅片代替通用的每根基管配置翅片的制造工藝。 由于 立式布置散熱器長度等原因，目前 尚無其他型式空冷散熱器在 立式布置方式 第 18 頁 應(yīng)用 的情況。 但國內(nèi)的 混合式間接空冷系統(tǒng) 設(shè)計、制造能力基本停留在 90 年代初的 200組水平上，尚無大型機(jī)組應(yīng)用的業(yè)績 。系統(tǒng)的主要設(shè)備：混合式凝汽器、散熱器、循環(huán)泵水輪機(jī)組、閥門、百葉窗控制機(jī)構(gòu)則需進(jìn)口或進(jìn)口技術(shù)制造。 4 間接空冷系統(tǒng)優(yōu)化和計算 根據(jù)本工程的廠址條件同步分別進(jìn)行了 出了兩個系統(tǒng)的優(yōu)化方案，由于海勒系統(tǒng)最優(yōu)方案的 較低、設(shè)計背壓較低、因此投資較高，為此增加計算了海勒系統(tǒng)采用與 簡稱“海勒高背壓”）的配置方案，該方案對海勒系統(tǒng)雖然從投資和運行綜合經(jīng)濟(jì)性考慮不是最優(yōu)方案，但是在與 包括冷卻系統(tǒng)耗電）是海勒系 統(tǒng)投資最低方案，此外海勒系統(tǒng)為電廠采用煙塔合一乃至部分主要脫硫裝置進(jìn)塔提供了條件。因此對海勒系統(tǒng)又增加了煙塔合一和主要脫硫裝置進(jìn)空冷塔方案，為論證方便，各方案編號如下： （ 1） 方案 1： 常規(guī)煙囪方案 （ 2） 方案 2：海勒系統(tǒng)方案 方案 2勒高背壓方案 +常規(guī)煙囪方案 方案 2勒高背壓方案 +煙塔合一方案 方案 2勒優(yōu)化方案 +常規(guī)煙囪方案 方案 2勒優(yōu)化方案 +煙塔合一方案 方案比較中， 統(tǒng)小機(jī)冷卻采用濕冷，海勒系統(tǒng)優(yōu)化方案的小機(jī)冷卻進(jìn)入海勒系統(tǒng)。 設(shè)計基礎(chǔ)資料 主機(jī)資料為參考值，本階段最終目的是進(jìn)行 步優(yōu)化以確定比較合理主機(jī)背壓。 氣象資料按本工程 2004 年 9 月出版的可研階段水文氣象報告統(tǒng)計 ,主要數(shù)據(jù)如下： 設(shè)計氣溫為 15； 夏季滿發(fā)氣溫為 32； 10m 高平均環(huán)境風(fēng)速 2m/s。 第 19 頁 成本電價： /網(wǎng)電價： /固定費率： 年利用運行小時數(shù)： 5500h 統(tǒng)優(yōu)化采用年總費用最小法，即 將 每一方案的一次投資 分?jǐn)偟侥?，分?jǐn)偮士紤]工程的經(jīng) 濟(jì) 服務(wù)年限 和投資利潤率，加上各方案每年的運行費用（包括機(jī)組出力、輔機(jī)耗電等）和折舊費用，得到該方案的年總費用 ，取年 總費用 最小的方案作為最 優(yōu) 方案 。年運行小時數(shù) 5500h，經(jīng)濟(jì)運行年限 20 年。 各系統(tǒng)方案 優(yōu)化和計算 統(tǒng)和海勒系統(tǒng)方案設(shè)計及優(yōu)化 以下計算、配置均為 1 臺 660組數(shù)據(jù)，根據(jù)主機(jī)招標(biāo)結(jié)果如汽機(jī)參數(shù)與本次計算的參考值有出入，則有關(guān)配置參數(shù)會有相應(yīng)修改。 案 1 統(tǒng) （ 1）系統(tǒng)優(yōu)化 本次根據(jù)參考的汽機(jī)資料對 統(tǒng)方案進(jìn)行了初步優(yōu)化，以期確定 統(tǒng)合理優(yōu)化的主機(jī)背壓。 空冷系統(tǒng)的規(guī)模可以用 體現(xiàn)， 排汽溫度與大氣干球溫度之差， 空冷系統(tǒng)一次性投資小，但機(jī)組的凈發(fā)電量減少，因此國內(nèi)外對空冷系統(tǒng)的總體方案優(yōu)化均采用 選。首先按經(jīng)驗選取 1、 34、 36、 38、 41等 五個方案進(jìn)行優(yōu)化計算。優(yōu)化結(jié)果見下圖 4 圖 4 統(tǒng)優(yōu)化曲線 第 20 頁 由上圖可知，本工程 統(tǒng)最優(yōu) 圍在 3638，根據(jù)優(yōu)化結(jié)果 終選定為 38，相應(yīng) 統(tǒng)主機(jī)設(shè)計背壓為 15發(fā)背壓為 32 （ 2）系 統(tǒng)方案配置 散熱器總冷卻面積： 163170 萬 風(fēng)面積為： 1325013820卻段數(shù)： 56 順、逆流段面積比： 迎風(fēng)面風(fēng)速： s 風(fēng)機(jī)型式：軸流風(fēng)機(jī) 風(fēng)機(jī)直徑： 機(jī)風(fēng)量： 520 m3/s 風(fēng)機(jī)靜壓： 90 第 21 頁 電機(jī)功率： 132冷平臺高度： 45m 2級平面占地尺寸： 3）系統(tǒng)布置 統(tǒng)圖 見 4 置圖 見 4。 案 2 海勒系統(tǒng) 以下海勒系統(tǒng)技術(shù)方案設(shè)計和優(yōu)化是在 司技術(shù)專家配合下完成的。 （ 1）海勒高背壓方案設(shè)計（方案 1 該方案采用與 化方案相同的 設(shè)計背壓進(jìn)行系統(tǒng)配置，具體見表 4 （ 2）海勒優(yōu)化方案設(shè)計（方案 1 本次根據(jù)參考的汽機(jī)資料對海勒式間接空冷系統(tǒng)方案進(jìn)行了初步優(yōu)化，以期確定海勒系統(tǒng)合理優(yōu)化的主機(jī)背壓。 首先按經(jīng)驗選取 6、 28、 32、 36、 40等 五個方案進(jìn)行優(yōu)化計算。優(yōu)化結(jié)果見下圖 4 O pt s fo r MW 6 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40v a aE ne r T ec hn ol og v i s i TD ra 第 1 頁 第 2 頁 第 3 頁 第 4 頁 第 1 頁 由上圖可知，本工程海勒系統(tǒng)最優(yōu) 圍在 在此范圍內(nèi)年總費用相差無幾， 為減少一次性投資，本工程 據(jù)優(yōu)化結(jié)果選定為 相應(yīng)設(shè)計背壓為 整設(shè)計背壓定為 11發(fā)背壓為 24 （ 3）海勒系統(tǒng)的煙塔合一方案 為充分利用海勒冷卻塔內(nèi)空地，煙塔合一方案中塔內(nèi)還布置脫硫吸收塔、循環(huán)泵、氧化風(fēng)機(jī)等。 冷卻散熱系統(tǒng)配置與常規(guī)方案相同，考慮煙道進(jìn) 入尺寸和排煙要求，塔底部直徑和高度略有增加。 （ 4）方案 2 系統(tǒng)主要配置如下表 4 （下表配置僅供本專題分析、比較用，最終配置根據(jù)主機(jī)招標(biāo)結(jié)果調(diào)整） 表 4 海勒系統(tǒng)各方案主要配置一覽表 序號 項 目 海勒高背壓方案 海勒優(yōu)化方案 方案 2常規(guī)煙囪 方案 2塔合一 方案 2規(guī)煙囪 方案 2塔合一 1 總散熱冷卻面積 （萬 110 110 150 150 2 散熱單元個數(shù)（個） 176 176 176 176 3 冷卻塔底部散熱器外側(cè)直徑（ m） 144 150 144 150 4 冷卻塔總高（ m） 140155 145160 155170 158170 5 噴射式混合凝汽器數(shù)量（臺） 2 2 2 2 6 設(shè)計背壓點端差（ ） 冷卻倍數(shù) 3540 3540 3540 3540 8 循環(huán)水管直徑（ 設(shè)計背壓 / 滿發(fā)背壓（ 15/32 15/32 11/24 11/24 統(tǒng)和 統(tǒng)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較分析 （ 1） 統(tǒng)和 統(tǒng) 技術(shù)比較 見表 4 第 2 頁 表 4 統(tǒng)和 統(tǒng) 技術(shù)比較 表 序號 比較項目 方案 1 統(tǒng) 方案 2 海勒系統(tǒng) 1 散熱器及 凝汽器 空冷散熱器即為凝汽器。根據(jù)國內(nèi)經(jīng)驗， 統(tǒng)可以采用單排管或多排管。單排管 為 覆鋁鋼管釬焊鋁翅片結(jié)構(gòu)，單排扁平管規(guī)格為 219 19厚為 片規(guī)格為 190 19厚為 片間距 采用福哥式散熱器，由1618形鋁管套以 600150大片鋁翅片，直布置在自然通風(fēng)冷卻塔進(jìn)風(fēng)口外側(cè)。 凝汽器采用噴射式混合凝汽器。 2 防凍控制及運行 通過控制風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速和開啟臺數(shù)。 容易控制。 冬季過冷度大，最低運行背壓在 89響運行經(jīng)濟(jì)性。 切斷部分冷卻單元 和 控制百葉窗開啟度調(diào)節(jié)進(jìn)風(fēng)量進(jìn)行防凍控制 。 比較容易控制。 冬季運行端差在 ，最低運行背壓在 以利用低溫環(huán)境獲得經(jīng)濟(jì)性。 3 環(huán)境條件影響 受大氣溫度變化影響大；尤其受環(huán)境風(fēng)影響大（影響進(jìn)風(fēng)排風(fēng)條件，不利 風(fēng)向會出現(xiàn)大幅熱回流，高溫時影響機(jī)組安全）。 受大氣溫度變化影響比較大；對環(huán)境風(fēng)的敏感程度低于 統(tǒng)，基本不存在熱風(fēng)回流問題。 5 噪聲 運行時產(chǎn)生噪聲 基本無噪聲 6 散熱器臟污影響和清洗性能 臟物影響程度一般，容易清洗。置在 45m 高的平臺上，沉積在散熱器表面的臟污主要來自空氣中的粉塵和少量飛揚(yáng)絮狀物， 臟物影響程度較 大，比較容易清洗。 散熱器在塔外從距地面 度垂直布置，臟污來源除了空氣中粉塵和少量飛揚(yáng)絮狀物、還會截留 少量 地面雜 第 3 頁 質(zhì)。 7 抽真空系統(tǒng) 系統(tǒng)規(guī)模大 系統(tǒng)規(guī)模 小 （ 2） 經(jīng)濟(jì)比較 以下費用僅作方案經(jīng)濟(jì)分析比較用，不完全代表實際投資運行費用。表 42組投資費用。 表 4 2組投資費用比較表 序號 項目 方案 1： 統(tǒng) 方案 2：海勒系統(tǒng) 高背壓方案 優(yōu)化方案 常規(guī)煙囪 煙塔合一 常規(guī)煙囪 煙塔合一 1 主冷卻系統(tǒng) 47800 50500 51500 59500 60500 2 小機(jī)冷卻系統(tǒng) 1800 0 0 0 0 3 煙囪 3000 3000 0 3000 0 4 脫硫 400 3400 0 3400 0 5 煙道及附屬材料等 0 0 300 0 300 5 凝結(jié)水精處理費用 200 0 0 0 0 6 合計 56200 56900 51800 65900 60800 7 投資差值 0 +700 9700 +4600 注： 主冷卻系統(tǒng)指整個冷卻系統(tǒng)，包括設(shè)備、土建、安裝等項目； 表中采用海勒系統(tǒng)方案的小機(jī)進(jìn)入海勒冷卻系統(tǒng)， 統(tǒng)方案小機(jī)暫按濕冷計； 煙道、凝結(jié)水精處理、征地費用只列差值；上表中未包括因背壓不同所發(fā)生的主機(jī)費用差別。 合經(jīng)濟(jì)比較 分析 通過以上分析， 統(tǒng)和海勒系統(tǒng)在技術(shù)上均是可行的，經(jīng)濟(jì)性方面海勒系統(tǒng)有一定優(yōu)勢， 海勒系統(tǒng) 2組煙塔