亞臨界直接空冷機組火力發電廠節水技術探討

2015-07-16 18:09:26李靖鋒新疆天業集團天偉熱電廠新疆石河子832000

山東工業技術 2015年14期

李靖鋒（新疆天業集團天偉熱電廠,新疆　石河子　832000）

李靖鋒
（新疆天業集團天偉熱電廠,新疆石河子832000）

摘要：隨著我國經濟技術的發展，能源消耗在不斷的增加，而在能源的利用過程中如何做好有效節約消耗成本以及提高能源利用水平成為現在能源界發展的主要議題。本文以加強火電發電廠水務的管理為議題，圍繞有效降低火力發電企業的水源消耗，提高企業的安全性以及經濟效益，從亞臨界直接空冷組的技術特點進行分析，從而提出其節水技術的具體方法的探討。

關鍵詞：空冷機組;火力發電;節水技術

0　引言

隨著我國能源消耗的不斷增加，如何有效的降低能源的消耗成本成為能源領域的重要課題。亞臨界直接空冷技術經過幾十年的發展，其在節水方面效果較為明顯。我們都知道火力發電的用水量在整個工業的用水量的比重比較大，而隨著我國水資源的不斷匱乏，如何更好的節約發電過程中的用水問題成為火電發電廠不斷發展的關鍵環節，而亞臨界直接空冷技術的運用為提高火力發電廠的節水要求提供了可靠的保證。

1　亞臨界直接空冷技術的特點

1.1直接空冷機組的流程分析

直接空冷技術是這幾年國內外廣泛采用的系統之一，其主要組成包括：排氣管道、散熱器組件以及各個類型的風機組設備等。直接空冷系統是在其主要組成部分的汽輪機組的排氣直接運用空氣進行冷凝聚，從而形成制造的蒸汽和外界的空氣進行熱量上的交換。而其主要的工作流程主要包括汽輪機所排出的氣體，通過排氣管道將氣體運輸到室外的空冷凝汽器的設備內，然后在通過軸流冷卻風機是外部的空氣不斷流過冷卻器的外部，進而將汽輪機排出的氣體進行冷凝從而形成水，而凝結水后還要通過水泵將其運送到鍋爐內，從而形成整個空冷過程。

1.2直接空冷機組節水效果明顯

對于那些濕冷機組來說因其具有較高的耗水量，從而與空冷機組存在著較大差異，濕冷機組的通風冷卻塔在循環用水方面所運用的水量要占到其用水總量的75%以上，而對于直接空冷機組來說沒有循環水的損失，在運行的過程中僅僅是需要一些鍋爐補水和其它環節的局部用水。因此直接空冷機組就有較好的節水效果。

1.3直接空冷與間接空冷機組的特點對比

間接空冷是空冷系統的另外的一種型式，它主要的工作原理就是利用汽輪機進行排氣，然后利用水為中間的介質，就是將排出的氣體與空氣進行兩次不同形式的交換，最后形成整個節水的過程。

依其具體特點分析來看，直接空冷系統通過直接利用空氣來進行冷卻排氣的目的，從而減少了中間的部分環節，在一定程度上提高冷卻的時間和效率，在其內部構造上將凝汽器和散熱器等設備進行有效的整合，從而形成一個整體空冷凝汽器，并且將其位置放置在機房較高的位置上，從節省用地的方面來考慮，比間接輪機節省設備用地，從投資方面來看，直接空冷系統一次性投入較低，在系統的使用上也比較靈活，而在冬季進行使用的過程中，為了能更好的防治設備結凍，可以根據調解風機的轉速以及風機的數量來完成防凍的效果。而其主要缺點就是，運行費用比較高，耗煤量也比較大，大型風機的數量也比較多，也存在噪音的問題。

間接空冷系統其背壓數值要低于直接空冷系統，雖然在耗煤量以及噪音的問題上比直接空冷系統要好，但是在具體的運行過程中，循環冷卻水和鍋爐補給水發生了混淆，對循環水的水質也要求比較高，還有就是間接空冷系統的設備比較多，設備占用的空間位置也比較大，在整個系統的控制上也比較復雜，從而造成了一定程度的安全隱患。

2　直接空冷技術節水技術分析

2.1熱量交換分析

在我們常見的熱電廠汽輪機排氣冷卻技術當中濕冷技術是最為傳統的一個，濕冷技術在工作原理上主要是在冷卻塔中通過空氣的蒸發以及具體的接觸傳熱為中心，而其循環水的溫度在一定條件下取決于當時大氣的濕度狀況，比如：如果環境的溫度為30℃時，其所相對的濕度值就會達到75%，而與之相對應的濕球的溫度也將在19℃左右。所以其在運行中循環水溫度在一定條件下必然要低于環境的絕對溫度，而該機組的與其它機組相比，其排氣背壓值也較低。而直接空冷系統在進行換熱的過程中，主要是通過對空氣和蒸汽等物質進行直接的對流，空氣中的熱量傳輸的系數也在一定條件下低于水傳輸的速度，在一定條件下存在一定的傳熱偏差，循環水的溫度也不能低于所在環境的溫度。

2.2經濟性分析

直接空冷機組在耗水量方面大約是濕冷機組耗水量的一半以下，比如：如果按照小時來進行計算，一臺700MW的直接空冷機組在一年的節水量上大約是500萬噸左右，節水費用就高達1500萬元，而在耗煤量上來計算的話，一臺直接空冷機組比濕冷機組的耗煤量要多出30g/kW·h，每年在煤量的投入費用達到2500萬元左右，而且直接空冷機組在初期投資比起濕冷投資費用上也要高出很多，從中可以看出直接空設備在運行費用上比起濕冷設備來說要高出許多，但是從長遠的角度來考慮，其還是具有一定的技術和經濟優勢。

3　直冷技術節水措施

直接空冷技術節水工作原理。汽輪機排氣進入空冷凝氣器中，被空氣冷卻凝結成水，而排氣和空氣之間的交換是在空氣凝氣器中來完成的。在直接空冷運轉的過程中，通過內部散熱器的相應翅片及外部流過的冷空氣的利用，將凝汽器中還處在真空狀態下的熱介質不斷飽和成蒸汽冷凝，然后把冷凝后的水集中收集作為凝結水，通過給水泵注入汽包繼續加熱循環做功。在其中省去了較大一部分水資源的利用，從而實現了節水的目的。