2×460MW燃氣蒸汽聯合循環機組冷卻塔選型對比分析

侯龍通

摘要：本文通過冷卻塔熱力計算數學模型，對比分析了2×460MW燃氣蒸汽聯合循環機組機械通風冷卻塔和自然通風冷卻塔的設計計算參數以及兩種冷卻塔形式所用循環水系統的水利計算結果，并從多方面對兩種冷卻形式進行了綜合經濟比較和動態經濟分析。計算結果顯示在滿足冷卻任務的前提條件下，考慮到熱電聯產機組運行多樣的特點，機械通風冷卻塔更具有技術優勢；動態經濟方面，機械通風冷卻塔年總費用要低于自然通風冷卻塔約2.5%。

關鍵詞：熱電聯產機組；冷卻塔；機械通風；自然通風

隨著我國天然氣工業的高速發展，天然氣熱電聯產項目以其節能減排，綠色環保的顯著優勢得到大規模的推廣。冷卻塔作為電廠冷卻系統的關鍵設備，其合理選型直接影響經濟成本和機組運行多樣化，因此冷卻塔選型的對比與分析具有重要的意義。本文針對2×460MW燃氣蒸汽聯合循環機組對這兩種冷卻塔型式分別進行技術分析與經濟分析。

1 熱力計算數學模型

冷卻塔的熱力計算采用相對成熟的焓差法，基本方程式[1～4]如下：

N=kβxvV1000Q=∫t1t2Cwi″-tdt

式中：N為冷卻數；βxv為填料容積散質系數，kg/m3.h；V為填料總體積，m3；Q為單塔處理水量，m3/h；t1為冷卻塔進水溫度，℃；t2為冷卻塔出水溫度，℃；i為冷卻塔淋水裝置中對應于某點溫度的空氣比焓，kJ/kg；Cw為水的比熱，4184kJ/kg.℃；i″為與i對應的飽和空氣焓，kJ/kg；k為蒸發水量帶走的熱量系數。

計算采用的淋水填料為1.25m 國產高效斜波，填料熱力、阻力特性系數為：

式中：q為淋水密度，m3/m2.h；λ為氣水比。

2 計算結果對比分析

分別就兩種冷卻塔的技術參數進行對比分析。表中方案一表示機械通風冷卻塔，方案二表示自然通風冷卻塔。自然通風逆流式冷卻塔，淋水面積5500m2。塔底部直徑DB=91.5m、總高度Hges=127.96m、喉部直徑DT=51.65m、出口直徑DA=55m、進風口高度HLE=8.15m，填料頂部直徑為84.48m、填料層面積為5500m2。

3 經濟性分析

兩臺機組在熱季和冷季的循環水量分別為59446 m3/h和43542m3/h。循環水泵運行臺數為熱季2機4泵，冷季2機3泵。循環水系統運行時間按供熱年利用小時數5665小時計算、經濟使用年限20年、大修費率按0.025計算、投資回收率按0.08計算。

4 結論

（1）從技術比較結果來看，2×460MW燃氣蒸汽聯合循環機組采用12 座機械通風逆流式冷卻塔和兩座淋水面積為5500m2的常規自然通風逆流式冷卻塔兩種塔型方案都是可行的。

（2）方案二 （自然塔方案）運行安全穩定，維護量少，但是占地較大。方案一（機械通風冷卻塔方案）具有占地少、布置靈活、投資省、工期短、可根據不同季節的循環水量調整風機運行臺數、啟停靈活、對地基承載力要求較低等優點，對于本工程場地條件限制和供熱機組運行方式多樣的特點，機械通風冷卻塔有一定技術優勢。

（3）從經濟比較結果來看，方案一的年運行費用較方案二高573.24萬元，但方案一的初投資較方案二低約5018 萬元；動態經濟分析顯示方案一較方案二年總費用值低71.3萬元，占年費用總值的比例約為2.5%。

參考文獻：

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